基于GML的多源空间数据集成模型研究
空间数据库的建立和维护
§2.7 空间数据库的设计、建立和维护 二、空间数据库的建立和维护 1、空间数据库的建立 在完成空间数据库的设计之后，就可以建立空间数据库。建立空间数据库包括三项工作，即建立数据库结构、装入数据和试运行。 1）建立空间数据库结构 利用DBMS提供的数据描述语言描述逻辑设计和物理设计的结果，得到概念模式和外模式，编写功能软件，经编译、运行后形成目标模式，建立起实际的空间数据库结构。 2）数据装入 一般由编写的数据装入程序或DBMS提供的应用程序来完成。在装入数据之前要做许多准备工作，如对数据进行整理、分类、编码及格式转换(如专题数据库装入数据时，采用多关系异构数据库的模式转换、查询转换和数据转换)等。装入的数据要确保其准确性和一致性。最好是把数据装入和调试运行结合起来，先装入少量数据，待调试运行基本稳定了，再大批量装入数据。 3）调试运行 装入数据后，要对地理数据库的实际应用程序进行运行，执行各功能模块的操作，对地理数据库系统的功能和性能进行全面测试，包括需要完成的各功能模块的功能、系统运行的稳定性、系统的响应时间、系统的安全性与完整性等。经调试运行，若基本满足要求，则可投入实际运行。 由以上不难看出，建立一个实际的空间数据库是一项十分复杂的系统工程。
2、空间数据库的维护 建立一个空间数据库是一项耗费大量人力、物力和财力的工作，都希望能应用得好，生命周期长。而要做到这一点，就必须不断地对它进行维护，即进行调整、修改和扩充。空间数据库的重组织、重构造和系统的安全性与完整性控制等，就是重要的维护方法。 1）空间数据库的重组织 指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。因为一个空间数据库在长期的运行过程中，经常需要对数据记录进行插入、修改和删除操作，这就会降低存储效率，浪费存储空间，从而影响空间数据库系统的性能。所以，在空间数据库运行过程中，要定期地对数据库中的数据重新进行组织。DBMS一般都提供了数据库重组的应用程序。由于空间数据库重组要占用系统资源，故重组工作不能频繁进行。 2）空间数据库的重构造 指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。这是因为系统的应用环境和用户需求的改变，需要对原来的系统进行修正和扩充，有必要部分地改变原来空间数据库的逻辑结构和物理结构，从而满足新的需要。数据库重构通过改写其概念模式(逻辑模式)的内模式(存储模式)进行。具体地说，对于关系型空间数据库系统，通过重新定义或修改表结构，或定义视图来完成重构；对非关系型空间数据库系统，改写后的逻辑模式和存储模式需重新编译，形成新的目标模式，原有数据要重新装入。空间数据库的重构，对延长应用系统的使用寿命非常重要，但只能对其逻辑结构和物理结构进行局部修改和扩充，如果修改和扩充的内容太多，那就要考虑开发新的应用系统。
GIS空间数据模型
藿乐威尔田园的真正迷人之处，在我看是：它的遁隐之深，离开村子有两英里， 离开最近的邻居有半英里，并且有一大片地把它和公路隔开了；它傍着河流，据 它的主人说，由于这条河，而升起了雾，春天就不会下霜了。 梭罗在地球表面的任何地方都存在着垂直的和水平的两种关系：垂直关系把同一个地 方的不同要素联结起来，而水平关系则把不同地方的各种因素联结起来。这两种 关系的相对重要性随时代的变化而有所不同…正是这双重的关注，甚而至于这 两种关系的结合，才为地理学提供了独特性和完整性。 R.J.约翰斯顿 第三章空间数据模型 导读：本章描述的是整个GIS理论中最为核心的容。为了能够利用信息系统工具来 描述现实世界，并解决其中的问题，必须对现实世界进行建模。对于地理信息系统 而言，其结果就是空间数据模型。空间数据模型可以分为三种： 场模型：用于描述空间中连续分布的现象； 要素模型：用于描述各种空间地物； 网络模型：可以模拟现实世界中的各种网络； 在各种模型中，又介绍了相关的概念，如空间划分，空间关系，以及拓扑关系的形 式化描述——9交模型等。 最后讲述了普通的二维数据模型在空间上和时间上的扩展，时间数据模型和三维数 据模型。 值得注意的是，本章谈到的场模型和要素模型类同于后面提及的栅格数据和矢量数 据，但是前者是概念模型；后者是指其在信息系统中的实现。 1．空间数据模型的基本问题 人类生活和生产所在的现实世界是由事物或实体组成的，有着错综复杂的组成结构。从系统的角度来看，空间事物或实体的运动状态（在特定时空中的性状和态势）和运动方式（运动状态随时空变化而改变的式样和规律）不断发生变化，系统的诸多组成要素（实体）之间又存在着相互作用、相互制约的依存关系，表现为人口、物质、能量、信息、价值的流动和作用，反映出不同的空间现象和问题。为了控制和调节空间系统的物质流、能量流和人流等，使之转移到期望的状态和方式，实现动态平衡和持续发展，人们开始考虑对其中诸组成要素的空间状态、相互依存关系、变化过程、相互作用规律、反馈原理、调制机理等进行数字模拟和动态分析，这在客观上为地理信息系统提供了良好的应用环境和重要发展动力。 1．1概念 地理数据也可以称为空间数据（Spatial Data）。地理空间是指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。地理信息系统中的地理空间分为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，它由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，
空间数据库设计综合实习报告
空间数据库设计综合实习报告 班级：地理信息系统091、092班 实验人员名单及学号： 日期：2011/10/24 目录 空间数据库设计综合实习报告 (1) 一、设计题目 (2) 二、实验目的 (2) 三、需求分析 (2) 四、功能分析和数据组织 (2) 五、数据库建设流程 (2) 5.1软硬件配置 (2) 5.2数据采集流程 (3) 六、数据库应用案例 (6) 6.1.查询 (6) 6.2 缓冲区分析 (9)
一、设计题目 成都市市区基础地理数据库的构建 二、实验目的 通过设计和建立空间数据库，掌握空间数据库设计和建设流程，学会利用所学GIS知识独立分析和解决问题的能力。 三、需求分析 1. 利用计算机进行显示城市信息； 2. 借助现有城市专题图能否自己构建一个简单的基础城市地理数据库； 3. 在基础数据基础上，完成自动制图。 四、功能分析和数据组织 1.功能分析：该数据库主要用于存储成都市的基本道路信息、居民点分布信息以 及学校医院等政设服务性机构信息。 2.数据组织：居民点分布数据、道路数据、河流数据、现有公园分布数据、 市内现有基础服务设施分布数据，几类数据应该平行组织，以便 建立他们之间拓扑关系。 五、数据库建设流程 5.1软硬件配置 1.软件：专业软件ArcGIS9.3 系统软件windows 7
2.硬件：酷睿系列微机 5.2 数据采集流程 按照功能设计、数据组织，因此数据采集的流程为： 1）收集进行数字化的基础数据：成都市地图；若干具有精确地理位置的特征点； 本实验数据来源于空间数据库DATA\栅格专题图: 成都.bmp，成都市若干道路交叉口的地理坐标(WGS-84坐标系).txt。 其中，成都.bmp作为数字化底图，从它上面提取所需数据；而成都市若干道路交叉口的地理坐标(WGS-84坐标系)这个文件则是作为地理参照，以此为依据对底图进行几何校正。 2）地理参考：对所得地图进行地理参考； 利用pci对底图进行校正，采用输入已知坐标的方法，为底图加上地理坐标WGS-84。 3）数字化：对地图信息进行分层数字化； 分工合作对底图进行数字化：用画多边形、线、点得方法，针对不同特征的图形，采用不同方法，比如，河流道路呈线状，则采取画线的方式，而学校医院已有标识，则采用画点的方式将其提取出来。 4）坐标统一：对所得图层统一进行投影，采用高斯投影； 所得的几个图层均以经纬度的方式即地理坐标表示，由于这对于常人认识地图的方式有所不变，故要统一为它们加上投影信息Gauss_Kruger。 5）构建Geodatabase,并对图层经销属性域的编辑； A.在ArcCatalog中相应文件夹下建立文件空间数据库CITY,如图5.1；
实验一空间数据库的创建与数据导入
实验一空间数据库的创建与数据导入 一、实验目的 1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，熟悉ArcCatalog的操作。 2、理解Geodatabse空间数据库模型的相关概念，掌握创建个人地理数据库 的方法。 二、实验内容 1、拷贝实验数据 2、启动ArcCatalog，点击按钮（连接到文件夹）. 建立到data 的连接 3、打开coverage、shapefile文件夹，查看下的要素及属性，理解两种数据模型。 4、打开montgomery.gdb 空间数据库查看并理解montgomery.gdb数据库中包含 的要素集、要素类等信息，在预览窗口预览要素类等几何特性。 4、查看属性信息 在此预览窗口的下方，“预览”下拉列表中，选择“表格”。可以看到属性表，查看它的属性字段信息。
5、向Geodatabase导入coverage数据 （1）在ArcCatalog中右击Water 数据集，指向Import，点击Feature Class(multiple) （2）单击Browse 按钮，定位到laterals coverage中的弧段要素类, 单击Add. （3）单击OK，此时laterals_arc 要素类加入到Water 数据集. （4）在arccatalog中将laterals_arc要素类重命名为laterals （5）右击Laterals 并单击Properties，为该要素类输入别名“Water laterals”（6）单击Fields 标签，单击OBJECTID 字段并为该字段输入别名“Feature identifier”. （7）单击Preview 标签察看其特征.
基于CityGML的城市三维空间数据库设计研究
基于CityGML的城市三维空间数据库设计研究 目前，全国正积极开展智慧化和数字化城市建设，若想构建智慧化、数字化的城市就必须建立三维信息化管理数据库，但是三维模型数据通常较难共享，所以必须建立CityGML模型共享标准。为了进一步明确在CityGML基础之上的城市三维空间数据库的应用价值，本文对其设计进行了相关研究，望对该模型和数据库的建立提供新思路，并为日后应用提供帮助。 标签：CityGML城市三维空间数据库；设计研究 国家自从提出测绘地理信息“十二五”发展规划之后，全国各地均积极开始构建完善的数字城市建设，传统的数字城市三维景观模型具有一定的缺陷，很多大数据格式难以兼容和共享，为了有效的完善该模型建设，为此，本文深入分析了CityGML技术的标准，并为空间数据存储建立了相关解决方案，最终实现了CityGML技术在模型中的应用价值。现将研究内容论述如下。 一、CityGML技术和模型概述 1.概念概述 CityGML技术和模型也就是通常所说的城市地理标记语言技术和模型，该模型下的数据较为开放，属于GML3的一种应用模式，其交换格式是在虚拟3D 城市模型和XML的存储基础上得以实现的，可以对城市中的三维对象建立相关的信息模型，可以显示多种地理对象之间的空间和数据关系，经由该模型建立的区域模型的语义、拓扑、几何关系明显。使用这种技术和模型不仅可以有效的显示城市模型的外观，还可以建立其系统的语义属性，可以更加直观的表现城市植被、交通设施以及地面情况等。目前，较为先进的版本为CityGML2.0版本。该版本中内含11个扩展模式和1个核心模式。 2.关键技术说明 为了深入应用该模型，必须对其关键技术进行认知和理解，其模型中主要的模型和技术包含两点，一是LOD细节层次模型，二是语义/几何一体化表达模型。在该模型中一共有五个连贯细节层次，只有提高这些细节层次才可以更加高效的收集各种细节。而细节层次联合地域建立的LOD0-地域模型多指2.5维度的数字地形模型，属于一种较为粗糙的层次模型。其中，该模型中的LODl模型缺少屋顶的模型结构；而LOD2模型则为屋顶和纹理的粗模，期间涵盖了植被等物体；LOD3则是在此基础上建立的建筑物模型，该模型的分辨率更高，细节层次呈现也较多，其中的交通设施和植被模型显示更为精细；而LOD4模型则是在所有模型基础上增设了细致的3D物体结构，其层次也更加详细。 在CityGML中，语义，几何一体化表达模型是其主要的设计内容。在该模型中可以建立语义机制，语义内容中将窗户、墙壁和建筑物等真实物体采用一定
实验三 空间数据库的建立
《地理信息系统》实验报告 试验( 二 ) 题目:空间数据库的建立、运行 姓名: 班级:测绘工程10-2班 专业:测绘工程 时间:2013.10.9
实验内容： 建立数据库及要素集和要素类 实验要求： 根据ArcGIS参考教材，熟悉基本功能及操作,要求自主构建数据库,熟悉流程。实验过程及图示： 一：创建新 Shapefile （1）在 ArcCatalog 目录树中，右键单击需要创建 Shapefile 的文件夹，单击 New，再单击 Shapefile （2）打开 Create New Shapefile 对话框，设置文件名称和要素类型。要素类型可以通过下拉菜单选择 Polyline、 Polygon、 MultiPoint、 MultiPatch 等要素类型。 （3）单击编辑按钮，定义 Shapefile 的坐标系统，打开 Spatial Reference 对话框（4）单击 Select 按钮，可以选择一种预定义的坐标系统；单击 Import 按钮，可以选择想要复制其坐标系统的数据源；单击 New 按钮，可以定义一个新的、自定义的坐标系统。
（5）如果 Shapefile 要存储表示路线的折线，那么要复选 Coordinates will contain M Values，如果Shapefile 将存储三维要素，那么要复选Coordinates will contain Z Values。（6）单击 OK 按钮，新的 Shapefile 在文件夹中出现。 二、 Geodatabase 数据库创建 1、建立persornal database 在ArcCatalog的目录树中，定位到要创建数据库在磁盘上的位置，鼠标右键，选择
GIS空间数据模型
藿乐威尔田园得真正迷人之处，在我瞧就是：它得遁隐之深，离开村子有两英里， 离开最近得邻居有半英里，并且有一大片地把它与公路隔开了；它傍着河流，据 它得主人说，由于这条河，而升起了雾，春天就不会下霜了。 梭罗在地球表面得任何地方都存在着垂直得与水平得两种关系：垂直关系把同一个地 方得不同要素联结起来，而水平关系则把不同地方得各种因素联结起来。这两种 关系得相对重要性随时代得变化而有所不同…正就是这双重得关注，甚而至于这 两种关系得结合，才为地理学提供了独特性与完整性。 R、J、约翰斯顿 第三章空间数据模型 导读：本章描述得就是整个GIS理论中最为核心得内容。为了能够利用信息系统工具来描述现实世界，并解决其中得问题，必须对现实世界进行建模。对于地理信息系统而言，其结果就就是空间数据模型。空间数据模型可以分为三种： 场模型：用于描述空间中连续分布得现象； 要素模型：用于描述各种空间地物； 网络模型：可以模拟现实世界中得各种网络； 在各种模型中，又介绍了相关得概念，如空间划分，空间关系，以及拓扑关系得形式化描述——9交模型等。 最后讲述了普通得二维数据模型在空间上与时间上得扩展，时间数据模型与三维数据模型。 值得注意得就是，本章谈到得场模型与要素模型类同于后面提及得栅格数据与矢量数据，但就是前者就是概念模型；后者就是指其在信息系统中得实现。 1．空间数据模型得基本问题 人类生活与生产所在得现实世界就是由事物或实体组成得，有着错综复杂得组成结构。从系统得角度来瞧，空间事物或实体得运动状态（在特定时空中得性状与态势）与运动方式（运动状态随时空变化而改变得式样与规律）不断发生变化，系统得诸多组成要素（实体）之间又存在着相互作用、相互制约得依存关系，表现为人口、物质、能量、信息、价值得流
城市规划中模型与数据库设计
模型与数据库设计 数字城市建设是城市重要的空间数据基础设施建设，是数字中国地理空间框架的重要组成部分，能够直接服务政府部门、企事业单位和社会公众，提高公共管理、突发事件应急、科学决策能力及共享服务水平。并能够推动数字城市向智慧城市转变。 数字城市以各种比例尺地形图为基础，充分运用现代测绘高新技术和计算机网络技术，建设多尺度、多分辨率、多种类的城市空间数据体系，构建统一的、权威的城市地理信息公共平台。 城市地理信息系统建设是城市空间框架建设的核心。是对城市的多源数据进行有效、合理的整合，为各类与地理位置有关的应用部门提供统一的地理空间信息公共平台。基础地理信息数据库作为数字城市的重要空间信息模块，通过不同模型结构提供多种分辨率的空间和时间维度上地理信息，服务于多种应用领域。 基础地理信息数据库由基础地理信息数据、数据管理系统以及软硬件支撑环境等组成。基础地理信息数据主要是指通用性较强，功能共享需求最大，能够被测绘相关行业采用作为统一的数据空间定位和空间分析的基础单元。主要包括地理信息数据进行定位的地理坐标系格网；表达自然地理信息的地貌、水系、植被；表达社会地理信息的居民地、交通、管线、境界、特殊地物、地名等要素。基础地理信息数据同采用的地图比例尺有关，随着比例尺的增大，基础地理信息的覆盖面更加广泛细致。基础地理信息数据管理系统是以实现数据的基本输入、编辑、查询、浏览、分析、统计、输出以及更新维护为目标，对以各种不同的技术手段获取的不同格式、类型的基础地理信息数据进行采集、编辑处理和存贮，从而对城市多源基础地理信息数据进行有效整合，为城市中与测绘需求相关的部门（国土、城市规划、测绘、林业和农业等部门）提供基础地理信息服务，为各类社会经济信息的整合、共享提供专业、通用的地理空间信息公共平台。地形数据库建设是基础地理信息系统的重要组成部分，是其它专业地理信息系统或数字城市的定位基础。该类数据库将国家基本比例尺地形图中表达的各类自然地理和社会地理信息要素，包括定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质、注记等，按照统一的标准进行分类编码，以一定的规则分层，并对各要素的空间、属性信息及相互间的空间关系等数据进行采集、编辑、处理。 1.城市基础空间数据的组成 城市空间基础数据是各类城市地理信息系统的基础框架, 它主要包括了全要素的基础 地形图数据、正射影像数据及地下管线数据三部分。 1. 1 基础地形图数据 基础地形图数据是指矢量化的线划图, 主要包括: 测量控制点、居民地、工矿及附属设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地质地貌、植被九大类的内容。它既包括以矢量结构描述带有拓扑关系的空间信息又包括以关系结构描述的属性信息。它全面反映了城市的自然地理条件和社会经济状况, 可作为人口、环境、交通、报警等其他专业信息系统的空间定位基础。 1. 2 正射影像数据 数字正射影像是具有正射投影性质的数字影像。它是经过对像元纠正、影像镶嵌等一系列处理后形成的影像平面图, 带有坐标格网和图廓整饰, 其上可叠加线画要素、文字注记等。较传统的地图而言, 正射影像图具有信息量丰富、直观易读等特点;它生产周期短, 现势性好。主要用于宏观规划、资源普查、环保管理等。 1. 3 地下管线数据 地下管线是城市的重要基础设施, 城市管线资料的准确、完整与否, 直接影响着城市的
空间数据库毕业课程设计报告
空间数据库课程设计兼ARCSDE入门 手册 一．ArcSDE的配置 数据库的创建 数据库的配置 数据库的网络配置 数据库的控制和管理 ArcSDE的配置 二.数据库的设计 建立数据库连接 表的创建与设计 版本的注册与创建 成员角色与任务分配 三．问题与解决方案 软件本身的问题 多版本编辑的问题 四．总结 个人心得 各成员工作情况 一. ArcSDE的配置 1.数据库的创建：
打开Database Configuration Assistant工具 如图(1.1)所示 为初始界面 图(1.1) 按照向导对话框依次选择执行的操作创建数据库→选择一般用途的模→输入数据库名称和SID号(*注意SID号默认和数据库名相同)→管理选项(默认设置)→输入口令号(*可以根据不同的用户设置不同的口令)→存储选项(默认设置)→数据库文件所在位置(默认设置)→恢复配置(默认设置)→数据库内容(默认设置)→初始化参数(默认设置)→数据库存储(默认设置)→创建选项(如图1.2)→确定对话框→开始创建图1.2 2.数据库的配置 创建数据库成功之后需要进行数据库的配置，同上打开Database Configuration Assistant工具，点击下一步，选择配置数据库选项→选择需要配置的数据库→数据库内容(默认设置)→连接模式(*客户机较少时默认设置)，点击完成开始配置数据库(如上图) 3.数据库的网络配置 配置数据库之后，打开Oracle Net Configuration Assistant 工具，如图(1.4)为初始界面 图1.4
按下一步进入监听程序配置→监听程序(*若需要添加新的监听程序，选择添加，这里选择已有的监听程序，选择重新配置如右图)→选择监听程序→选择协议(默认有TCP)→选择端口(*端口号默认为1521，若配置了多个监听程序，不应重复使用1521端口，否则后期的本地NET服务名配置会出错,如右图)→完成配置好监听程序后配置本地NET服务名配置→重新配置→选择Net服务名(根据新创建的数据库选择服务名)→服务名配置(输入新创建的数据库名)→选择协议(默认配置)→输入主机号和选择端口(主机号为计算机名)→选择测试→测试登录方式用户名填system,口令重新输入，如右图（若测试失败，可以试着重新配置数据库，注意配置端口号） 4.数据库的控制和管理 工具: OEM和SQL*PLUS 登录OEM方式：网页登陆。（下图） 网址可在安装目录oracle\product\10.2.0\db_1\install\readme.txt中得到，输入网址，并用sys用户登录，使用SYSDBA身份。 登录SQL*PLUS方式:对话框登录。 输入用户名:System, 输入口令： 输入主机字符串：数据库名 （右图）
空间数据库详细设计报告
详细设计报告 一、需求分析，确定主题 随着社会发展水平的日益提高，人民的生活水平越来越高，私家车也是越发的普及，人们对于自由旅游的意向越来越浓重，大量的出游人群都会选择自驾游。但对景点的路线规划很多人都会有一定的犹豫，不知该如何选择。 在这样的背景之下，我们进行了旅游向导的课程设计，帮助用户简洁方便的找出去某个景点的最佳方案，我们建立旅游查询平台让游客更加方便的进行查找，比如去某个旅游景点的最优路径。 二、组内人员任务分配 ***：数据入库及整理，简单查询的实现 ***：软件安装及连接，主程序的编写 ***：查询结果可视化功能的实现 ***：收集数据，PPT制作 ***：程序界面设计及美化，概念设计 ***：相关资料查询，制定数据库建库规范 ***：需求分析 三、数据获取和工具选择及安装 数据获取： 数据主要来自于老师给的全国地图和网站各论坛、相关程序的网站等。 本次实验的数据计划使用老师提供的中国地图中的CITY(城市)要素类、ROAD(公路)要素类以及PROVINCE(省份)要素类。
由于该数据字段较少，难以满足我们小组进行课程设计的要求，因此，手动添加了一些查询中用到的字段，如CITY表中加入INTRODUCTION（介绍）字段。新加字段的格式严格按照数据库设计规范进行编辑。 工具选择及安装： 按照预期规划，我们组选择使用Oracle11g、Arcgis10.1及相应的ArcSDE 展开本次的课程设计。 四、数据库、ArcGis、ArcEngine及C#四者连接关系 ◆数据库与ArcGis建立连接； ◆通过C#语句实现数据库与窗体程序的连接； ◆以C#语言为基础，使用ArcEngine对ArcGis进行二次开发，实现图形显示 功能； 五、数据入库及整理（需按照相关标准编辑数据） 本次实验的数据是以.shp文件格式导入到ArcCatalog中，进而存入到与ArcGis相连的数据库中。字段的编辑在ArcMap中进行，比如字段的增加、删除和修改等等，编辑结果保存后，结果会自动保存到相应的数据库中。 数据导入前，先建立统一的坐标系统（计划使用西安80坐标系），将所有的地理数据统一放在同一个数据集中。 对于数据的修改和添加，按照之前整理完成的《数据库设计规范》进行编辑，务必保证符合数据库建库过程的规范条件。
GIS空间数据库综述
GIS空间数据库文献综述 姓名：张磊 摘要：通过分析地理信息系统建设过程中空间数据库的建设内容1 综述空间数据块的划分、图层的分层设计方法、专题图层划分和数据集设计、分析空间数据库的结构,讨论了空间数据库系统建设的方法和需解决的关键技术问题。 关键字：GIS；空间数据库 引言：地理信息系统是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学等学科于一体的新兴边缘科学1GIS 从20 世纪60 年代出现以来,至今只有短短的40 多年时间,但已成为已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地学空间信息分析的基本手段和工具。目前,地理信息系统不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已成为一门新兴产业,在测绘、地质、水利、环境检测、土地管理、城市规划、国防建设等领域发挥越来越重要的作用。目前，国际上在此领域进行深入研究并形成软件产品的有目前，国际上在该领域进行过深入研究并形成软件产品的有：ESRIArcSDE1,MapInfo Spatial Ware2以及Oracle Spatial 3,DB2 Spatial Extender4和Informix Spatial Data Blade 等。 1 . 空间数据库的设计 1.1空间数据库的设计思路 空间数据库由图形数据库和属性数据库两部分组成, 运用地理信息系统技术分别建好图形数据库和属性数据库后, 通过统一的编码来实现滑坡的图形数据库与属性数据库的无缝连接, 最终形成完整的空间数据库5。 1.2 间数据库的主要内容 每个GIS 数据集都提供了对世界某一方面的空间表达,包括: 基于矢量的要素(点、线和多边形) 的有序集合; 诸如数字高程模型和影像的栅格数据集; 网络; 地形和其他地表; 测量数据集; 其他类型数据,诸如地址、地名和制图信息; 描述性的属性。 除了地理表现形式以外,地理数据集还包括传统的描述地理对象的属性表1 许多表和空间对象之间可以通过它们所共有的字段(也常称为“关键字”) 相互关联1 就像它们在传统数据库应用中一样,这些以表的形式存在的信息集和信息关系在GIS 数据模型中扮演着非常关键的角色。 1.3 空间数据表现形式 1.3.1空间关系:拓扑和网络 空间关系,比如拓扑和网络,也是一个GIS 数据库的重要部分1 使用拓扑是为了管理要素间的共同边界、定义和维护数据的一致性法则,以及支持拓扑查询和漫游 1胡金星.空间数据库实现及其集成技术研究[J].计算机应用研究,2003,3:12-15． 2Andrew S Tanenbaum,Albert S.Woodhull :Operating SystemDesign and Implementation[Z]. 3Forta B, Fonte P, Brewer G.Windows2000 开发人员指南[M].杜大鹏,译.北京: 中国水利水电出版 社,2001.144 ,428. 4David J Kruglinski.Visual C++6. 0 技术内幕[M].4 版.希望图书创作室.北京:北京希望电子出版 社.209-426. 5 兰恒星,吴法权,周成虎,等.基于GIS 的滑坡空间数据库研究以云南小江流域为例[ J].中国地质灾害与防治学报, 2002, 13( 4):10-16.
空间数据库设计实验指导
《空间数据库》课程 实验指导书 实验教学是本课程的重要环节，它对于掌握理论课所讲授的基本内容、提高学生的实际动手能力、培养学生的创新思维,都具有十分重要的意义。本课程的实验教学侧重空间数据库设计与建立。根据不同专题或主题设计题目,学生自己选题进行课程设计,建立专题的空间数据库。同时在整个过程中强调空间数据库设计和建立的标准化、规范化等。 1 实验内容 1）空间数据库结构设计：运用ER模型及UML构建面向对象数据模型，了解空间数据设计的整个过程，依据步骤建立空间数据库结构，并撰写详细的设计报告。专题数据库包括土地利用空间数据库、城市道路交通空间数据库、区域旅游资源空间数据库、地籍管理空间数据库等。 2）数据采集与空间数据库建立：依据所选的专题，进行空间数据库结构设计的同时，进行数据的处理及规范化，特别是设计分类编码的内容要符合国家或行业的标准。掌握空间数据采集、转换、处理、编辑、拓扑检查等技术方法，建立完整的专题数据库，提交相应数据成果。 2 实验软件平台的选择 Geodatabase以其强大和丰富的功能代表了空间数据库软件技术的发展趋势，该产品可以作为空间数据库实验教学软件平台。Geodatabase是用于管理和存储多种地理信息类型的集合，其采用两层结构，即数据存储层和应用层。数据存储层是将GIS数据存储为File、XML、DBMS等多种格式，而应用层则是维护数据的高级逻辑和行为，例如Feature Classes、Raster Dataset、Topology、Network、Address Locators等。 ArcSDE Geodatabase通过空间数据引擎ArcSDE可以用传统的关系数据库对空间地理数据加以管理和处理，提供必要的空间关系运算和空间分析功能，实现客户/服务器体系结构，地理空间数据的共享和互操作等。允许ArcGIS在多种数据库平台上管理地理信息，这些平台包括Oracle，Microsoft SQL Server, IBM
Arcgis实验一空间数据库建立解析
实验一、空间数据库建立 一、实验目的 1. 利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准 2. 编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。 3 . 利用ArcCatalog建立个人数据库及数据集，导入SHP 格式数据， 4 . 利用ArcCatalog的Topoloy工具，进行悬挂点伪节点检查； 5 . 利用ArcMap高级编辑工具（Trim，Extend）对问题数据记性修改； 6 利用. ArcCatalog的Polygon Featue Class From L ines工具建立多边形数据层。 二、实验准备 数据：昆明市西山区普吉地形图1:10000地形图――70011-1.Tif ，昆明市旅游休闲图.jpg 软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap 三、实验内容及步骤 步骤1 ：地形图的配准－加载数据和影像配准工具 所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工 作顺利进行。 z 打开ArcMap，添加影像配准工具栏。“” z 把需要进行配准的影像—70011-1.TIF增加到ArcMap，会发现影像配准工具栏中“”的工具被激活。
步骤2 ：输入控制点 在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到一些控件点―― 公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。 z 在影像配准工具栏上，点击添加控制点按钮。””“” z 使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的 坐标位置，如下图所示： 步骤3 ：矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 z 在影像配准菜单下，点击矫正，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，””“” 另存为一个新的影像文件。
城市空间数据库设计
城市空间数据库设计 海口城市规划设计研究院韩平 摘要:本文通过城市空间数据库功能分析,建设规范、可靠、现时、共享的城市空间数据库 关键词:城市空间数据,结构设计 在我国城市化发展的过程中，不同部门、组织积累了大量的空间数据信息，但这些数据分散、标准不一，且多以纸张为数据载体，信息检索、数据共享难度大，随时间的推移数据保存也成问题。另一方面，随着计算机软硬件及网络技术的发展，数据库技术飞速发展，已能建立处理海量数据的分布式数据库管理系统，这些都使得建立面向城市级应用的空间数据库系统成为可能。 城市空间数据库用于存贮、管理城市空间信息和属性信息，同时也是GIS（地理信息系统）的数据源，面向GIS的各种应用服务。城市空间数据的应用流程如图1所示。 图1 城市空间数据的应用流程 一、软件选型 城市空间数据库需要集成的数据包括多种基本比例尺的地形图数据、地名数据、数字栅格地图数据、数字正射影像数据、和数字高程数据等，总共的数据量达到GB甚至TB级。借鉴国内外成功建库经验，城市空间数据库系统采用ESRI体系的ArcGIS作为GIS平台，采用Oracle 9i + ArcSDE用作数据存储；通过COM接口实现数据入库；采用MapObjects作为系
统应用的开发接口，实现数据库的调用和查询，以及后期应用系统的开发。 二、城市空间数据库功能分析 A．空间数据库的管理功能 空间数据库管理系统主要是从对数据库的安全、组织、更新、时态等几个方面对空间数据进行科学的管理，使用户可以合理的合法的使用空间数据，真正做到空间数据的共享。 数据库的安全管理：结合关系数据库的用户管理机制，建立角色和用户，同时定制对象、功能、和区域权限，保证数据的安全性。 灵活的更新功能：可以按照标准的地形图更新数据，也可以自定义范围更新数据。 历史数据的浏览：可以方便的浏览任意时刻的历史数据，也可以对历史数据做删除、合并的操作。 B．空间数据库的综合应用 空间数据的应用功能包括编辑、分析、制图等主要GIS功能，同时还根据实际应用情况和业务流程定制专业的应用功能。 强大的编辑功能，实现了目前作业中用到的所有编辑功能，同时针对特殊的需要设计相应的功能。 查询分析，灵活、方便的查询、分析和统计的功能。 专业制图，使用户可以根据国家标准的地形图规范生成标准的地形图，也可以对空间分析查询的的结果制作专题地图。 C．空间数据的发布和共享 可以通过（INTERNET、INTRANET）浏览或使用空间数据库中的数据，做到空间数据更大范围的共享。 三、结构设计 城市空间数据库采用一体化的空间数据和属性数据组织方法，按图幅方式进行水平方向的数据组织,分图层进行垂直方向的数据组织。以图幅和图层为单位进行管理，划分的图层 图2 城市空间数据库结构图
空间数据库设计报告
空间数据库设计报告
一、设计思想 本次空间数据库设计是基于SQL sever2008开放的外挂式空间数据库管理系统。基于传统的关系型数据库外挂式的空间数据库系统的关键在于SDE的设计与实现，SDE在用户和异构空间数据库之间提供了一个开放的接口。用户可以通过SDE服务来实现对空间数据的读取、插入、更新和删除的基本操作，还可以基于SDE实现对空间数据的分析功能，如拓扑关系的查询、缓冲区分析、叠加分析、、合并和切分等。SDE同时提供了链接DBMS数据库的接口，与数据库的操作都是在这个上面进行交互的。 1.1 数据的存储 1.1.1 几何数据的存储 把GIS数据放在RDBMS中，但是一般的RDBMS都没有提供GIS的数据类型（如点、线、多边形、以及这些feature之间的拓扑关系和投影坐标等相关信息），RDBMS只提供了少量的数据类型支持：int，float，double，Blob，Long ，char等，一般都是数字，字符串和二进制数据几种。并且RDBMS不仅没有提供对GIS数据类型的存储，也没有提供对这些基础类型的操作（如：判断包含关系，相邻、相交、求差、距离、最短路径等）。在本次数据库设计中，成功的完成了对点线面的数据的存储和相关的读取、插入、更新和删除以及可视化的显示的功能。此处的存储是基于SQLsever2008进行的，具体的存储结构如下表所示： 其中Point表中包含Point的空间信息，即空间的点的x，y坐标。由于当个点的只有相当于独立地物才会有相关的属性信息，本次在操作的时候并没有在存储的表中添加相应的属性信息。 一条线是由很多个小线段的组成的，因此在存储的时候，每个边都有一个独立的ID，每条边是由起点和终点链接起来的，因此在在这个表中只需要存储相应的点的ID即可，一般的线都是具有相关的属性信息的，故在本次设计中添加了线的属性信息，咋通过SDE对空间数据查询的时候便可以很方便的看到边的属性。
Arcgis实验一空间数据库建立解析
实验一、空间数据库建立 1. 利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准 2. 编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。 3. 利用 ArcCatalog 建立个人数据库及数据集，导入 SHP 格式数据， 4. 利用 ArcCatalog 的 Topoloy 工具，进行悬挂点伪节点检查； 5. 利用 ArcMap 高级编辑工具（Trim ，Extend ）对问题数据记性修改； 6 利用 . ArcCatalog 的 Polygon Featue Class From L ines 工具建立多边形数据层。 数据：昆明市西山区普吉地形图 1:10000 地形图――70011-1.Tif ，昆明市旅游休闲图.jpg 软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap 步骤 1 ：地形图的配准－加载数据和影像配准工具 所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工 作顺利进行。 z 打开 ArcMap ，添加 影像配准 工具栏。 “” z 把需要进行配准的影像—70011-1.TIF 增加到 ArcMap ，会发现 影像配准 工具栏中 “” 的工具被激活。 一、实验目的 二、实验准备 三、实验内容及步骤
步骤2 ：输入控制点 在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到一些控件点――公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。 z 在影像配准工具栏上，点击添加控制点按钮。””“” z 使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的 坐标位置，如下图所示： 步骤3 ：矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 z在影像配准菜单下，点击矫正，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，””“” 另存为一个新的影像文件。
GIS空间数据库的建立
ArcView简介 ArcView是美国环境系统研究所（Environmental System Research Institute简称ESRI）开发研制的集成地理信息系统软件它集空间图形、关系型数据库、统计图形、空间分析、网络通讯、面向对象的程序设计于一体。它支持应用程序之间的通讯并提供与其它应用程序之间的接口它支持多种平台：Unix，Microsoft Windows98和Windows NT等并保持用户界面基本相同而且可利用Windows 的各种资源具有强大潜力的桌面GIS系统。 一、ArcView主要优点 1) 数据兼容性好：ArcView可以支持多种格式的空间数据格式并与其它地理信息系统软件或制图软件数据兼容。属性数据库可经SQL Connect 与读取其它类型数据库如Sybase、Excel、Access 等且可以直接读取INFO、DBASE数据及以逗号间隔的文本文件。ArcView生成的数据库是DBF格式也可被其它软件使用。 2）支持汉字汉字处理：ArcView的操作界面是英文的但它支持中文Windows操作系统对汉字的处理极其方便。 3）系统升级容易：ArcView是采用模块组合方式构成如果有新的需求时可配置其它扩展模块如空间分析模块（Spatial analysis 、网格分析模块（Network analysis）、3D（3D analysis）分析模块或可在INTERNET上发布系统信息的IMS模块。 4）系统可跨平台运行：ArcView具有跨平台运行的能力可在常见的操作系统如Windows 95Windows NT以及Unix等上运行。 二、ArcView主要功能 数据采集手段图层管理功能属性库及其管理功能专题图和统计图各类查询功能导出图形（象）功能二次开发功能空间分析功能。 三、ArcView的项目基本结构 ArcViewGIS是以项目（project.apr）为空间图形（像）单位。 项目构成： 1、View： 可以进行地图显示信息查询空间分析它支持多种数据格式主要有shape文件、Arcinfo中的coverage文件和Autocad中的.dxf .dwg 文件以及各种图象文件.image .jpeg .gif. bmp等等。ArcView 所引入的数据格式—SHAPE是一种矢量数据它有属性数据库可以与其它表（Table）相连可和其他主题（Theme）一样进行多种操作。ArcView可以直接建立编辑删除shape文件而且shape格式是开放的用户也可以用各种方法产生shape文件并加入到View中。 此外对点的位置信息可以直接显示和编辑其坐标可由ASCII文件、数据文件和GPS外部数据源输入。 ArcView是通过xy坐标存储地理要素的点被看作一个xy坐标对线是一组有序的xy坐标序列面（多边形）则是由通过xy定义的起始点相同的一组线构成的。ArcView的shape的数据结构扩展了其原有保存图形xy坐标方式增加了存储值（m）和高程值（z）的信息。因此地理要素被保存成(xym)(xyz)(xymz)。高程值（z）的增加可以在二维空间中显示查询在3D Analyst扩展模块中生成的数据。度量值（m）的增加使得ArcView可以支持动态分段。
空间数据模型与算法
摘要：对GIS中几种常见的空间数据模型进行了简单总结，分别介绍了二维空间数据模型和三维空间数据模型，并对空间数据模型的分类和组成以及各自的优缺点进行了分析和比较；对空间数据模型算法进行了简单介绍。并展望了空间数据模型的发展方向。 关键词：GIS；空间数据模型；空间数据模型算法 1、研究现状 1.1二维空间数据模型 目前，在GIS研究领域中，已提出的空间数据模型有栅格模型、矢量模型、栅格-矢量一体化模型和面向对象的模型等。 (1)栅格数据模型 栅格数据模型是最简单、最直观的一种空间数据模型，它将地面划分为均匀的网格，每个网格单元由行列号确定它的位置，且具有表示实体属性的类型或值的编码值。在地理信息系统中，扫描数字化数据、遥感数据和数字地面高程数据（DTM）等都属于栅格数据。由于栅格结构中的行列阵的形式很容易为计算机存储、操作和显示，给地理空间数据处理带来了极大的方便，受到普遍欢迎。在栅格结构中，每一地块与一个栅格像元对应。不难看出，栅格数据是二维表面上地理数据的离散量化值，而每一个像元大小与它所代表的实地地块大小之比就是栅格数据的比例尺。 (2)矢量数据模型 矢量模型是用构成现实世界空间目标的边界来表达空间实体，其边界可以划分为点、线、面等几种类型，空间位置用采样点的空间坐标表达，空间实体的集合属性，如线的长度、区域间的距离等，均通过点的空间坐标来计算。根据空间坐标数据的组织与存储方式的不同，可以划分为拓扑数据模型和非拓扑数据模型。 (3)矢量-栅格一体化数据模型 从几何意义上说，空间目标通常有三种表达方式：（1）基本参数表达。一个集合目标可由一组固定参数表示，如长方形由长和宽两参数描述；（2）元件空间填充表达。一个几何目标可以认为是由各种不同形状和大小的简单元件组合而成，例如一栋房子可以由一个长方形的方体和四面体的房顶组成。（3）边界表达.一个目标由几种基本的边界元素即点、线、面组成。矢量数据结构和栅格数据结构各有优缺点，矢量-栅格一体化数据模型具有矢量和栅格两种结构的优点。 在基于矢量的GIS系统中，使用的是边界表达方法。这种矢量结构用一组取样点坐标表达一条弧线段或一个多边形，这是人们使用地图引申出来的习惯概念，用这种数据结构，人们可以方便的得到长度、面积等。在基于栅格的GIS 系统中，人们已经用元件空间充填表达面状地物。对于线状地物，以往人们仅使用矢量方法表示。事实上，如果采用元件空间充填表达方法表示线性目标，就可以将矢量和栅格的概念统一起来，进而形成成矢量-栅格一体化的数据结构。 设在对一个线性目标数字化采样时，恰好在所经过的栅格内部获得了取样点，这样的取样数据，具有矢量栅格双重性质。一方面，它保留了矢量数据的全部特性，一个目标跟随了所有的位置信息并能建立拓扑关系；另一方面，它建立了路径栅格与地物的关系，即路径上的任意一点都与目标直接建立了联系。这样，每个线性目标除记录原始取样点外，还记录所通过的栅格，每个面状地物除记录