空间数据库与空间分析课程
空间数据库与空间分析课程
综合实验报告
2015--2016学年第二学期
系别
专业班级
姓名
学号
指导教师
提交时间
第一部分：实验背景
数据编辑与更新是进行数据采集、数据维护工作经常涉及的内容。一般在进
行数据入库更新前，要对数据惊醒全面检查和编辑处理，满足要求后才能对数据入库。
第二部分：实验数据
已有某地区的城市建筑数据(buildings.shp，面类型)，存放在城市数据库city.mdb中，且一部分区域需要进行更新，现有野外测量后得到的更新数据(newbuilding.shp,线类型)。
第三部分：实验要求
建筑轮廓线必须闭合，切建筑物以面状形式存储。
第四部分：实验流程及操作步骤
（1）将更新地区的建筑数据newbuildings.shp导入到city.mdb。在ArcCatalog中，双击数据库数据city，右击数据库中的dataset数据集,选择【导入】|【要素类（单个)】,打开【要素类至要素类】对话框，如图：
（2） 对newbuildings 数据进行拓扑检查。主要是查看是否有悬挂，若有悬挂则说明数据不封闭，需要修改。右击dataset ，选择【新建】|【拓扑】，打开新建拓扑对话框，开始构建拓扑数据，如图：
将拓扑newbuildings_Topology添加到Arcmap中，显示拓扑。其中出现的红色的方框均为线段有悬挂的地方，需要进行修改。如图：
（3）根据拓扑错误，编辑未闭合的线数据。
选择拓扑工具条中的【拓扑编辑工具】，逐个连接存在悬挂点的线数据。当拓扑错误纠正后，重新检查拓扑错误。拓扑纠正结果如图：
（4）将修改后的城市建筑线图层转为面图层。如图：
（5）合并buildings和newbuildings_correct数据。如图：
最终获取到的城市数据显示如下：
拓扑检查是检查拓扑数据是否正确完整，如果通过检查，说明数据拓扑关系完整，错误的话说明拓扑关系不存在，比如重复线相交线或者在这次操作中的断点。毕竟地理信息数据结构比较复杂，地物之间又存在很多拓扑关系，如果不进行拓扑检查就进行错误分回析的话，很可能产生错误的分析，那这种结果对于我们来说是无用甚至有害的。在这次实验操作中，我学会了如何使用拓扑检查错
误并修改该错误，还有就是将检查病修改后的线转化为闭合的面。
空间数据库重点知识
矢量数据结构：通过记录坐标的方式来表达点、线、面等地理实体。 矢量数据结构的主要特点：定位明显和属性隐含。 结构：Spaghetti（面条）结构和拓扑矢量数据结构。 只有像拓扑结构这样的数据结构才是“矢量”数据结构。 拓扑矢量数据结构的特点是：1、一个多边形和另一个多边形之间没有空间 坐标的重复，这样就消除了重复线；2、拓扑信息与空间坐标分别存储，有利于进行近邻、包含和相连等查询操作；3、拓扑表必须在一开始就创建，这要花费一定的时间和空间；4、一些简单的操作比如图形显示比较慢，因为图形显示需要的是空间坐标而非拓扑结构。 栅格数据模型是将连续的空间离散化，将地理区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成大小均匀紧密相邻的网格阵列。 空间数据引擎（SDE）：是用来解决如何在关系数据库中存储空间的数据，实现真正的数据库方式管理空间数据，建立空间数据服务器的方法。 工作原理：SDE客户端发出请求，由SDE服务端处理这个请求，转换成DBMS 能处理的请求事物，由DBMS处理完相应的请求，SDE服务端再将处理的结果实时反馈给GIS的客户端。客户通过空间数据引擎将自己的数据交给大型关系型DBMS,由DBMS统一管理，同样，客户可以通过空间数据引擎从关系型DBMS 中获取其它类型的GIS数据，并转换成客户端可以使用的方式。 空间数据引擎的作用： （1）与空间数据库联合，为任何支持的用户提供空间数据服务。 （2）提供开放的数据访问，通过TCP/IP横跨任何同构或异构网格，支持分布式的GIS系统。 （3）SDE对外提供了空间几个对象模型，用户可以在此模型基础之上建立空间几何对象，并对这些几何对象进行操作。 （4）快速的数据提取和分析。 （5）SDE提供了连续DBMS数据库的接口，其他的一切涉及与DBMS数据库进行交互的操作都是在此基础之上完成的。 （6）与空间数据库联合可以管理海量空间信息。 （7）无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一存储。 （8）并发访问。 空间数据是对空间事物的描述,实质上就是指以地球表面空间位置为参照,用来 描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面的数据。 数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。 空间数据特征：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征。
武汉大学空间数据库复习资料整理
《空间数据库原理》 第一章数据库 1、空间数据库：①提供结构用于存储和分析空间数据②空间数据由多维空间的对象组成③在标准数据库中存储空间数据需要大量的空间，从一个标准数据库中检索查询空间数据需要很多时间并且很累赘，通常导致很多错误。 2、DBMS:（数据的操作系统）一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。SDBMS：增加了处理空间数据功能的DBMS。①在它的数据模型中提供空间数据类型和查询语言②至少在执行时支持提供空间数据类型：空间索引；空间链接有效的算法。 在地理信息系统中为什么要研究专门的空间数据库系统？ 1.空间数据库能提供结构存储和空间数据分析 2.空间数据库包含多面空间的对象 3.在标准数据库中存储空间数据会需要过多的空间 4.标准数据库的查询反馈和空间数据分析会消耗过多时减并且留下大量错误空间 5.空间数据库能提供更多有效率的存储和空间数据分析 3、哈希（Hash）函数：一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。 质数除余法（直接取余法）：f(x):=x mod maxM ;maxM一般是不太接近2^t的一个质数。 乘法取整法：f(x):=trunc((x/maxX)*maxlongit) mod maxM，主要用于实数。 平方取中法：f(x):=(x*x div 1000 ) mod 1000000);平方后取中间的，每位包含信息比较多。 第二章数据库基本原理 1、数据模型Data Model：关于数据基础或对象以及他们之间的关系的抽象描述被表示在一个数据库中。 3、概念数据模型：也称语义模型，关于实体和实体间联系的抽象概念集，用统一的语言描述、综合、集成的用户视图。 2、数据字典：是指对数据库的内容包括数据项和属性码定义，是元数据的重要组成部分。（是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。） Metadata：是描述数据的数据，主要是描述数据属性的信息，用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。 3、数据库设计和实现：①需求分析②概念数据建模③逻辑建模（参考DBMS和基础数据模型）④物理建模或者实现（参考物理存储和电脑环境）。 需求调查：根据数据库设计的主题对用户的需求进行调查，了解用户特点和要求，取得设计者与用户对需求的一致看法。需求分析：指的是在创建一个新的或改变一个现存的系统或产品时，确定新系统的目的、范围、定义和功能时所要做的所有工作。 4、E-R图：描述对象类型之间的关系，是表示概念模型的一种方式。 第三章基本空间概念 1、凸多边形：把一个多边形任意一边向两方无限延长成为一条直线，如果多边形的其他各边均在此直线的同旁，那么这个多边形就叫做凸多边形。 2、点集拓扑：一个基于相邻关系定义拓扑学空间的方法。 3、大圆距离：大圆距离指的是从球面的一点A出发到达球面上另一点B，所经过的最短路径（圆弧）的长度。 曼哈顿距离：两个点上在标准坐标系上的绝对轴距之总和。 4、欧式空间（欧几里德空间）：空间的坐标模型。作用：能将空间属性转化为以实数为元组的属性；坐标系包括一个确定的原点和在原点交叉的一对正交轴线。
基于arcsde的空间数据库的设计与建立
基于ArcSDE的空间数据库的设计与建立 摘要：随着地理信息系统的发展，传统的以文件形式管理、存储地理空间数据的方式已不能满足现在应用的需求。针对以上问题，本文通过arcsde对空间数据进行管理，使空间数据和属性数据统一存储在面向对象的关系型数据库（sql server）中，实现统一、高效的管理。 关键词：空间数据库；属性数据；arcsde 围绕空间数据的管理，前后出现了几种不同的空间数据管理模式：纯文件模式、文件结合关系型数据库的管理模式、全关系型数据库管理模式和面向对象的数据库管理模式。前两种方式都是将空间数据和属性数据分离存储，这样往往会产生诸多问题：1.空间数据与属性数据的连接太弱，综合查询效率不高，容易造成空间数据与属性数据的脱节；2.空间数据与属性数据不能统一管理，实质上是两套管理系统，造成资源的浪费和管理的混乱，数据一致性较难维护；3.由于空间数据不能统一在标准数据库里存放，造成空间数据不能在网上共享。而面向对象数据库管理系统技术还不够成熟，并且价格昂贵，目前在gis领域还不够通用。所以在较长时间内，还不能完全脱离现有关系型数据库来建设gis空间数据库。arcsde是esri公司提供的一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器。同一些数据库厂商推出的在原有数据库模型上进行空间数据模型扩展的产品（如oracle spatial）不同，esri的arcsde 的定位则是空间数据的管理及应用，而非简单的数据库空间化。
1.系统目标 建成一个多级比例尺(100万、25万、5万、1万)矢量、栅格以及航空影像、遥感影像(tm,spot)的c/s结构基础地理空间数据库,便于对空间数据有效的管理、分发和应用。 2.总体设计方案 系统总体技术方案设计在充分考虑实际应用环境及应用需求的 基础上,结合考虑国际国内发展的主流趋势和平台产品的功能与性能来完成。 2.1技术路线 空间数据库建设应放弃数据文件式的管理方式,采用大型关系数据库管理系统(sql server)管理空间数据，arcsde作为sql server 2008和arc/info或其他地理信息系统软件的接口, vb/vc/delphi/java/c#为前端应用开发工具。其中，空间数据通过arcsde存储在sql server 2008数据库。arcsde是基于c/s计算模型和关系数据管理模式的一个连续的空间数据模型，借助这一模型,可将空间数据加入到数据库管理系统(rdbms)中去[1]。arcsde 融于rdmbs后,提供了对空间、非空间数据进行高效率操作的数据接口。由于arcsde采用c/s体系结构，大量用户可同时针对同一数据进行操作。arcsde提供了应用程序接口(api)，开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到应用工程中去，以完成前端的应用开发,最终提供数据的存储、查询和分发服务。如图1所示： 图1结构图
(整理)SQLServer数据库基本知识点.
SQL Server 数据库基本知识点一、数据类型
二、常用语句 (用到的数据库Northwind) 查询语句 简单的Transact-SQL查询只包括选择列表、FROM子句和WHERE子句。它们分别说明所查询列、查询的 表或视图、以及搜索条件等。例如，下面的语句查询Customers 表中公司名称为“Alfreds Futterkiste”的ContactName字段和Address字段。 SELECT ContactName, Address FROM Customers WHERE CompanyName='Alfreds Futterkiste' (一) 选择列表 选择列表(select_list)指出所查询列，它可以是一组列名列表、星号、表达式、变量(包括局部变量和全局变量)等构成。 1、选择所有列 例如，下面语句显示Customers表中所有列的数据： SELECT * FROM Customers 2、选择部分列并指定它们的显示次序查询结果集合中数据的排列顺序与选择列表中所指定的列名排列顺序相同。 例如： SELECT ContactName, Address FROM Customers 3、更改列标题 在选择列表中，可重新指定列标题。定义格式为： 列标题 as 列名 列名列标题如果指定的列标题不是标准的标识符格式时，应使用引号定界符，例如，下列语句使用汉字显示列标题： SELECT ContactName as 联系人名称, Address as地址 FROM Customers 4、删除重复行
SELECT语句中使用ALL或DISTINCT选项来显示表中符合条件的所有行或删除其中重复的数据行，默认 为ALL。使用DISTINCT选项时，对于所有重复的数据行在SELECT返回的结果集合中只保留一行。 SELECT DISTINCT(Country) FROM Customers 5、限制返回的行数 使用TOP n [PERCENT]选项限制返回的数据行数，TOP n说明返回n行，而TOP n PERCENT 时，说明n是 表示一百分数，指定返回的行数等于总行数的百分之几。 例如： SELECT TOP 2 * FROM Customers SELECT TOP 20 PERCENT * FROM Customers (二)FROM子句 FROM子句指定SELECT语句查询及与查询相关的表或视图。在FROM子句中最多可指定256个表或视图，它们之间用逗号分隔。在FROM子句同时指定多个表或视图时，如果选择列表中存在同名列，这时应使用对象名限定这些列 所属的表或视图。例如在Orders和Customers表中同时存在CustomerID列，在查询两个表中的CustomerID时应 使用下面语句格式加以限定： select * from Orders,Customers where Orders.CustomerID =Customers.CustomerID 在FROM子句中可用以下两种格式为表或视图指定别名： 表名 as 别名 表名别名 select * from Orders as a,Customers as b where a.CustomerID =b.CustomerID SELECT不仅能从表或视图中检索数据，它还能够从其它查询语句所返回的结果集合中查询数据。 例如： select * from Customers where CustomerID in (select CustomerID from Orders where EmployeeID=4) 此例中，将SELECT返回的结果集合给予一别名CustomerID，然后再从中检索数据。 (三) 使用WHERE子句设置查询条件 WHERE子句设置查询条件，过滤掉不需要的数据行。例如下面语句查询年龄大于20的数据：select CustomerID from Orders where EmployeeID=4
人口分布空间数据库设计书
人口分布空间数据库设计书 1）概念设计 概念设计是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象，最终形成空间数据库系统及其应用系统所需的模型。 具体是对需求分析阶段所收集的信息和数据进行分析、整理，确定地理实体、属性及它们之间的联系，将各用户的局部视图合并成一个总的全局视图，形成独立于计算机的反映用户观点的概念模式。概念模式与具体的DBMS无关，结构稳定，能较好地反映用户的信息需求。 表示概念模型最有力的工具是E-R模型，即实体-联系模型，包括实体、联系和属性三个基本成分。用它来描述现实地理世界，不必考虑信息的存储结构、存取路径及存取效率等与计算机有关的问题，比一般的数据模型更接近于现实地理世界，具有直观、自然、语义较丰富等特点。 本设计书中的E-R模型如图1所示： 图1 E-R模型 2）逻辑设计 在概念设计的基础上，按照不同的转换规则将概念模型转换为具体DBMS支持
的数据模型的过程，即导出具体DBMS可处理的地理数据库的逻辑结构(或外模式)，包括确定数据项、记录及记录间的联系、安全性、完整性和一致性约束等。导出的逻辑结构是否与概念模式一致，能否满足用户要求，还要对其功能和性能进行评价，并予以优化。 2.1要素分类 我们制作、统计的地理信息数据应该提供准确、可靠、经得起专业部门检验的地理信息，这就要求测绘部门和相关专业部门应该有一致的地理要素的定义和分类体系。依据GB/T 13923-2006《基础地理信息要素分类与编码》将地理要素分为了地位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被 2.2 数据层设计 GIS的数据可以按照空间数据的逻辑关系或专业属性分为各种逻辑数据层或 专业数据层，原理上类似于图片的叠置。在进行空间分析、数据处理、图形显示时，往往只需要若干相应图层的数据。 数据层的设计一般是按照数据的专业内容和类型进行的。数据的专业内容的类型通常是数据分层的主要依据，同时也要考虑数据之间的关系。如需考虑两类物体共享边界(道路与行政边界重合、河流与地块边界的重合)等，这些数据间的关系在数据分层设计时应体现出来。不同类型的数据由于其应用功能相同，在分析和应用时往往会同时用到，因此在设计时应反映出这样的需求，即可将这些数据作为一层。 本设计书中的数据层设计如表2所示： 表2 数据层设计 2.3关系数据表 本设计书中的关系数据表如表3-表6所示：
空间数据库报告分析
空间数据挖掘 一、空间数据库概述 空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库的研究始于20世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统的关系数据库在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。而传统数据库系统只针对简单对象，无法有效的支持复杂对象（如图形、图像）。 空间数据挖掘是指从空间数据库中抽取没有清楚表现出来的隐含的知识和空间关系，并发现其中有用的特征和模式的理论、方法和技术。空间数据挖掘和知识发现的过程大致可分为以下多个步骤：数据准备、数据选择、数据预处理、数据缩减或者数据变换、确定数据挖掘目标、确定知识发现算法、数据挖掘、模式解释、知识评价等，而数据挖掘只是其中的一个关键步骤。但是为了简便，人们常常用空间数据挖掘来代替空间数据挖掘和知识发现。 空间数据挖掘与传统数据挖掘的不同表现在以下三个方面： 传统数据挖掘处理的是数字和类，而空间数据则是一些更为复杂的数据类型；传统数据挖掘通常具有显式的输入，而空间数据挖掘的输入则常常是隐式的；在传统数据挖掘中，有一个至关重要的前提假设：数据样品是独立生成的。而这一假设在空间数据分析中是不成立的。事实上，空间数据之间是高度自关联的。 二、空间数据挖掘的技术特点 (一)数据挖掘算法具有高效、可测的特点 数据库一般有数千个表和属性以及上百万个元组。数据库中千兆级别的数据已不再罕见，因为万亿级别的数量数据库已经腾空出世，取代了千兆级别的数据库。高维空间的海量数据库不但使搜索的空间变大，而且更容易发现模式存在的错误，所以充分利用相关知识去改变维数，降低维数，删除多余的数据，使数据挖掘的算法更具高效性。海量空间数据提供知识的算法要有可测性、高效性。多项式算法和指数算法没有实际的使用价值，但是若把算法换成以有限的数据做成特定的模型来获取合适的参数，实现的价值将会相当可观。 (二)所挖掘的信息来源于各种数据 用因特网、广域网、局域网与其他数据源组成一个结构复杂、空间庞大的数据库。数据进行挖掘主要是在各种语义的非格式化和格式化的数据中挖掘数据知识，这种数据挖掘可以弥补庞大、复杂的数据库所不能查询的数据知识。数据库本身已拥有分布广、规模大、数据挖掘方法复杂等特性，该特性的要求是要构建一种分布平行的数据挖掘技术。
信息技术基础知识点汇总
第一章 信息与信息技术知识点 【知识梳理】 二、信息的基本特征 1．传递性；2．共享性；3．依附性和可处理性；4．价值相对性；5．时效性；6．真伪性。 [自学探究] 1．什么是信息技术 ● 信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、处理、检索、检测、分析和利用等的 技术。 ● 信息技术是指利用电子计算机和现代通讯手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的 技术。 ● 我国有些专家学者认为，信息技术是指研究信息如何产生、获取、传输、变换、识别和应用的科 学技术。 2 3 4．信息技术的发展趋势 1．多元化；2．网络化；3．多媒体化；4．智能化；5．虚拟化 5．信息技术的影响 (1)信息技术产生的积极影响。 ①对社会发展的影响；②对科技进步的影响；③对人们生活与学习的影响。 (2)信息技术可能带来的一些消极影响。 ①信息泛滥；②信息污染；③信息犯罪；④对身心健康带来的不良影响 6．迎接信息社会的挑战 (1)培养良好的信息意识；(2)积极主动地学习和使用现代信息技术，提高信息处理能力；(3)养成健康使用信息技术的习惯；(4)遵守信息法规。 知识补充： 计算机系统的组成：（由硬件和软件组成） 硬件组成： 运算器 控制器 存储器ROM 、RAM 、软盘、 硬盘、光盘 输入设备键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏 CPU (中央处理器)
输出设备显示器、打印机、绘图仪、音箱 软件系统： 第二章信息获取知识点 【知识梳理】 1.获取信息的基本过程（P18） 2.信息来源示例（P20）：亲自探究事物本身、与他人交流、检索媒体 3.采集信息的方法（P20）：亲自探究事物本身、与他人交流、检索媒体 4.采集信息的工具（P20）：扫描仪、照相机、摄像机、录音设备、计算机 文字.txt Windows系统自带 .doc 使用WORD创建的格式化文本，用于一般的图文排版 .html 用超文本标记语言编写生成的文件格式，用于网页制作 .pdf 便携式文档格式，由ADOBE公司开发用于电子文档、出版等方面 图形图象.jpg 静态图象压缩的国际标准（JPEG） .gif 支持透明背景图象，文件很小，主要应用在网络上.bmp 文件几乎不压缩，占用空间大 动画.gif 主要用于网络 .swf FLASH制作的动画，缩放不失真、文件体积小，广泛应用于网络 音频.wav 该格式记录声音的波形，质量非常高 .mp3 音频压缩的国际标准，声音失真小、文件小，网络下载歌曲多采用此格式 .midi 数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准 视频.avi 用来保存电影、电视等各种影象信息.mpg 运动图象压缩算法的国际标准 .mov 用于保存音频和视频信息 .rm 一种流式音频、视频文件格式 6.常用下载工具（P29）：网际快车（flashget）、web迅雷、网络蚂蚁、cuteftp、影音传送带等。 7.网络信息检索的方法（P25 表2-7）：直接访问网页、使用搜索引擎、查询在线数据库 8.目录类搜索引擎和全文搜索引擎的区别（P26）： 确定信息需求确定信息来源采集信息保存信息
(完整版)数据库原理与应用重要知识点总结.docx
数据库原理与应用重要知识点总结 三级模式 模式：模式又称逻辑模式，是数据库中全体数据的整体逻辑结构和特征的描述。是所有用户的公共数据视图。 外模式：外模式又称为子模式或用户模式，是数据库用户能看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 内模式：内模式又称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述。是数据在数据库内部的表示方式。 两级映像 外模式 / 模式映像：对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/ 模式映像，它定义了该外模式与模式的对应关 系。当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/ 模式映像做相应的修改，可以使外模式不变，保证了数据与程 序的逻辑独立性——数据的逻辑独立性。 模式 / 内模式映像：一个数据库只有一个模式，也只有一个内模式。 这一映像是唯一的，用于定义数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库存储结构改变时，由数据库管理员对模式 / 内模式映像做相应的修改即可，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据 与程序的物理独立性——数据的物理独立性。 存取控制机制： 定义用户权限，并将用户权限存入数据字典中(这些定义被称为安全规则或授权规则)。 权限即用户对某一数据对象的操作权力。 合法性检查，当用户发出存取数据库操作的请求后， DBMS 查找数据字典，根据安全规则进行合法性检查，若用户的 请求超出了定义的权限 / 密级 / 角色，系统将拒绝执行此操作。 视图机制： 视图 --虚表 --导出表 为不同用户定义不同的视图，把数据对象限制在一定的范围。 通过视图机制把要保密的数据对无权操作的用户隐藏起来。 审计 系统提供的一种事后检查的安全机制。 建立审计日志，用以记录用户对数据库的所有操作。 检查审计日志，找出非法存取数据的人、时间和内容。 审计很浪费时间和空间，主要用于安全性要求较高的部门。 RBAC（基于角色的存取控制）role-based access control 特点： 由于角色 / 权限之间的变化比角色/ 用户关系之间的变化相对要慢得多，减小了授权管理的复杂性，降低管理开 销。 灵活地支持企业的安全策略，并对企业的变化有很大的伸缩性。 强制存取控制MAC mandatory access control 强制存取控制是通过对敏感度标记进行控制的。 定义：每一个数据对象都被标以一定的密级，每一个用户也被授予某一级别的许可证，对于任意一个对象，只有具 有合法许可证的用户才可以存取。 特点 :严格，不是用户能够直接感知或进行控制的。 适用性：对数据有严格而固定密级分类的部门——军事部门，政府部门。 敏感度标记：绝密、机密、可信、公开
空间数据库建库复习资料
第一章 1.GIS的名词分析与推论 GIS概念：具有地理数据的采集、管理、分析、表达能力，能为决策者提供有用地理信息的系统。 推论1：地理信息系统采集的数据为空间数据，即具有空间位置，又具有属性特征。地理信息系统的数据库因此又称为空间数据库。 推论二：地理信息系统具有采集、管理、分析地理数据和表达地理信息的能力。包括空间数据库建设和空间数据库的应用两个层次。 推论三：地理信息系统包括计算机硬件、软件、数据、系统开发人员和用户，但由于处理和分析的是地理数据，因此，在通用的硬件、软件基础上，还有体现专业特点的硬、软件。 2.GIS空间数据体系 空间数据库：空间数据和属性数据的组织 矢量有混合式、扩展式和开放式
矢量数据的空间数据组织：空间坐标数据的非结构化和属性数据的结构化 栅格数据：像元阵列 3.GIS数据模型 矢量数据模型：简单数据结构（面条结构）：如Shapefile、拓扑数据结构：如Coverge、面向对象的数据模型：如Geodatabase 栅格数据模型：栅格文件常用格式：*.tif,*.jpg,*.bmp等。GIS中的栅格格式：ESRI 的Grid、Geodatabase的栅格数据集等。遥感图像的格式：PCI的* .pix，Erdas 的*.img等。 4.空间数据库设计核心 将现实世界抽象为GIS数据模型，这是数据库设计的核心。 5.名词解释： 面条结构：数据按点、线、面为单元进行组织，点、线、面都有自己的坐标数据。最典型的是面条结构。 拓扑数据结构：不仅存储空间位置，同时存储空间关系。 拓扑关联：指存在于空间图形的不同类型元素之间的拓扑关系。如结点与弧段、弧段与多边形。 第二章 1.名词解释： 数据词典：以词典的方式描述和定义E-R模型设计中出现和形成的实体、关系。数据模型匹配：实现将实体类型和特征类型（Coverage、Shapefile、Grid等）的匹配。 区：基于现有的面特征来描述复杂的区域如多个独立的多边形组成的区域、相互
空间数据库知识点总结
为什么与统计数据相比空间数据更复杂，那空间数据该如何组织与管理 ·数据类型多（几何数据、关系数据、辅助数据） ·数据操纵复杂（一般数据检索、增加、删除等，空间数据定位检索、拓扑关系检索等）·数据输出多样（数据、报表、图形） ·数据量大，空间数据种类多（测量、统计数据、文字；地图、影像等） 空间数据的非结构化特征 ·事务数据库：数据记录一般是结构化的。每一个记录有相同的结构和固定的长度，记录中每个字段表达的只能是原子数据，内部无结构，不允许嵌套记录 ·空间数据：这种结构化不能满足要求。需要存储地理实体的空间坐标：实体位置、大小形状；拓扑关系等 文件与数据库混合管理。基本思想：属性数据存储在常规的RDBMS中；几何数据存储在空间数据管理系统中；两个子系统间用标识符联系起来（即通过关键字联系）。优点：由于一部分建立在标准的RDBMS上，存储和检索数据比较有效、可靠。缺点：1由于使用了两个子系统，它们各自有自己的规则，查询操作难以优化，存储在RDBMS外的数据有时会丢失数据项的语义。2数据完整性的约束条件可能遭破坏，如在几何空间数据系统中目标实体仍存在，但在RDBMS中却已删除。 全关系型空间数据库管理系统。基本思想：采用同一DBMS存储空间数据和属性数据，即在标准的关系数据库上增加空间数据管理层;利用该层将结构查询语言（GeoSQL）转化成标准的SQL查询，借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作。优点：省去了空间数据库和属性数据库间的繁琐连接，空间数据存取速度快。缺点：由于是存取、效率上总是低于DBMS 中所用的直接操作过程，且查询过程复杂。 对象关系数据库管理系统。关系型数据库+空间数据引擎。思想：用户将自己的空间数据交给独立于数据库之外的空间数据引擎，由空间数据引擎来组织空间数据在关系型数据库中的存储；用户需要访问数据的时候，再通过空间数据引擎，由引擎从关系型数据库中去除数据并转化为客户可以使用的方式。优点：访问速度快，支持通用的关系数据库管理系统，空间数据按BLOB存取，可跨数据库平台与特定GIS平台结合紧密，应用灵活。缺点：空间操作和处理无法在数据库内核中实现，数据模型较为复杂，扩展SQL比较困难，不易实现数据共享与互操作。 对象关系数据库管理系统。扩展对象关系型数据库管理系统。思想：对关系数据库关系系统进行扩展，使之能管理非结构化的空间数据，用户利用这种能力增加空间数据类型及相关函数，从而将空间数据类型与函数从空间数据引擎转移到数据库管理系统中。优点：空间数据的管理与通用数据库系统融为一体，空间数据按对象存取，可在数据库内核中实现空间操作和处理，扩展SQL比较方便容易实现数据共享与互操作。缺点：实现难度大，压缩数据比较困难，目前功能与性能还较差。·扩展的关系数据类型：1大对象类型LOB 2 BOOLEAN 3集合类型ARRAY 4用户定义的类型5面向对象的数据类型·扩展的对象类型：1行对象与行类型[第①步定义行类型②创建行类型③创建基于行类型的表2列对象与对象类型①创建列对象②创建表，定义其中属性是对象类型3抽象数据类型（ADT）·参照类型：REF类型，值是OID①创建两个行类型②创建两个基于行类型的表③描述这两个表的参照关系 地理空间建模的方法（二分法） 地理空间建模是对空间实体的数据抽象后对实体对象或场的描述。 ·基于实体的描述。主要描述不连续的个体现象，适合表示有固定形状的空间实体，强调个体现象，对象之间的空间位置关系通过拓扑关系进行连接。核心思想：将地理实体和现象作为独立的对象，以独立的方式存在，主要描述不连续的地理现象，任何现象都是一个对象，
数据库设计各阶段word版本
数据库设计各阶段
1.数据库应用系统的设计步骤 按规范设计的方法可将数据库设计分为以下六个阶段 （1）需求分析; （2）概念结构设计; （3）逻辑结构设计; （4）数据库物理设计; （5）数据库实施; （6）数据库运行和维护。 2.需求分析 需求收集和分析是数据库应用系统设计的第一阶段。明确地把它作为数据库应用系统设计的第一步是十分重要的。这一阶段收集到的基础数据和一组数据流图（Data Flow Diaˉgram———DFD）是下一步设计概念结构的基础。概念结构对整个数据库设计具有深刻影响。而要设计好概念结构，就必须在需求分析阶段用系统的观点来考虑问题、收集和分析数据及其处理。如何分析和表达用户需求呢？在众多的分析方法中，结构化分析（Structured Analysis，简称SA方法）是一个简单实用的方法。SA方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图，数据字典描述系统。然后把一个处理功能的具体内容分解为若干子功能，每个子功能继续分解，直到把系统的工作过程表达清楚为止。在
处理功能逐步分解的同时，它们所用的数据也逐级分解。形成若干层次的数据流图。数据流图表达了数据和处理过程的关系。处理过程的处理逻辑常常用判定表或判定树来描述。数据字典（Data Dictionary，简称DD）则是对系统中数据的详尽描述，是各类数据属性的清单。对数据库应用系统设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。数据字典是各类数据描述的集合，它通常包括以下5个部分： （1）数据项，是数据最小单位。 （2）数据结构，是若干数据项有意义的集合。 （3）数据流，可以是数据项，也可以是数据结构。表示某一处理过程的输入输出。 （4）数据存储，处理过程中存取的数据。常常是手工凭证、手工文档或计算机文件。 （5）处理过程。 3.概念结构设计 如同软件工程中重视需求分析与规范说明的思想一样，数据库设计中同样十分重视数据分析、抽象与概念结构的设计。概念结构的设计，是整个数据库设计的关键之一。概念结构独立于数据库逻辑结构，独立于支持数据库的DBMS，也独立于具体计算机软件和硬件系统。归纳总结，其主要特点是：
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；
数据库系统概论部分知识点总结
1、表中的一条记录就是一个实例，反映数据库某一时刻的状态。 2、数据库整体结构 3、数据(Data)是数据库中存储的基本对象 数据的定义：描述事物的符号记录 数据的种类：文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输情况等 数据的特点：数据与其语义是不可分的 4、数据库的定义：数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可 共享的大量数据的集合。 5、数据库的基本特征： a)数据按一定的数据模型组织、描述和储存 b)可为各种用户共享 c)冗余度较小 d)数据独立性较高 e)易扩展 6、什么是DBMS： 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 是基础软件，是一个大型复杂的软件系统 7、DBMS的用途：科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据 8、DBMS的主要功能： ?数据定义功能 提供数据定义语言(DDL) 定义数据库中的数据对象 ?数据组织、存储和管理 分类组织、存储和管理各种数据 确定组织数据的文件结构和存取方式 实现数据之间的联系 提供多种存取方法提高存取效率 ?数据操纵功能 提供数据操纵语言(DML) 实现对数据库的基本操作 (查询、插入、删除和修改) ?数据库的事务管理和运行管理 数据库在建立、运行和维护时由DBMS统一管理和控制 保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用 发生故障后的系统恢复 ?数据库的建立和维护功能(实用程序) 数据库初始数据装载转换、数据库转储 介质故障恢复、数据库的重组织 性能监视分析等 ?其它功能 DBMS与网络中其它软件系统的通信 两个DBMS系统的数据转换
异构数据库之间的互访和互操作 9、数据库系统（Database System，简称DBS）：在计算机系统中引入数据库后的系统 构成 10、数据库系统的构成： a)数据库 b)数据库管理系统（及其开发工具） c)应用系统 d)数据库管理员 11、数据库中实现的是数据的真正结构化 a)数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释 b)数据可以变长 c)数据的最小存取单位是数据项 12、整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 13、文件系统阶段： a)记录内有结构。 b)数据的结构是靠程序定义和解释的。 c)数据只能是定长的。 d)可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。 e)文件间是独立的，因此数据整体无结构。 f)可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。 g)数据的最小存取单位是记录。 14、数据库管理阶段的特点： a)共享性：数据库系统从整个角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被 多个用户、多个应用所共享。减少数据冗余，节约存储空间；避免了数据之间 的不相容性和不一致性；使系统易于扩充。 b)独立性：物理独立性，指应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立 的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变；逻辑独立性，指用户的应 用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序 也可以不变。数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的 c)统一管理： (1)数据的安全性（Security）保护 保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。 (2)数据的完整性（Integrity）检查 将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。 (3)并发（Concurrency）控制 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。 (4)数据库恢复（Recovery） 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。 15、在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信 息。 16、通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟 17、数据模型分为两类（分属两个不同的层次）： (1) 概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于
GIS空间数据库设计方法讨论
第31卷总第77期 西北民族大学学报(自然科学版)Vol.31,No.1 2010年3月 Journal of N orthw est U niversity for N ationalities(Natural Science)Sep,2010 GIS空间数据库设计方法讨论 薛国梁 (西北民族大学人事处,甘肃兰州730030) [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1 [关键词]GIS;空间数据库;专题图层;元数据 [中图分类号]TP311.131 [文献标识码]A [文章编号]1009-2102(2010)01-0049-04 0 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1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1 1 空间数据库内容 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1 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 2 空间数据表现形式 211 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(如确定要素的邻接性和连接性)1 [收稿日期]2009-12-10 [作者简介]薛国梁(1980—),男,陕西韩城市人,党政管理研究实习员,主要从事高教管理工作1
空间数据库需求分析
需求分析 1.分析的重要性 需求分析就是分析软件用户的需求是什么。如果投入大量的人力，物力、财力、时间，开发出的软件却没人要，那所有的投入都是徒劳。如果费了很大的精力，开发一个软件，最后却不满足用户的要求，从而要重新开发过，这种返工是让人痛心疾首的。比如：用户需要一个for linux的软件，而你在软件开发前期忽略了软件的运行环境，忘了向用户询问这个问题，而想当然的认为是开发for windows的软件。当你千辛万苦地开发完成向用户提交时才发现出了问题，那时候你是欲哭无泪了，恨不得找块豆腐一头撞死。 需求分析之所以重要，就因为他具有决策性、方向性、策略性的作用，他在软件开发的过程中具有举足轻重的地位，大家一定要对需求分析具有足够的重视。在一个大型软件系统的开发中，他的作用要远远大于程序设计。 2.需要分析的过程和任务 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，我们进行了这个课程设计，简洁方便的找出去某个景点的最佳方案，我们建立“任行”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。 需求分析的阶段分为以下四个方面： 问题识别，分析与综合，面向游客介绍，评价系统。 问题识别 就是从实际出发，了解我们设计的平台的适用范围，我们应该达到的标准，这些需求包括：功能需求(做什么)，性能需求(要达到什么标准)，可靠性需求(不发生道路寻找混乱的情况)，方便需求(寻找最优化路径)。 分析与综合 对每一步的连接窗口进行监测，避免发生逻辑混乱。逐步细化每补的功能，分析是否能满足游客的切身需求，剔除不合理的部分，增加需要的能解
(完整版)GIS知识点总结
GIS知识点总结 地理信息的定义：地理信息是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。 地理信息的特征：具有空间上的分布性、数据量上的海量性、载体的多样性和位置与属性的对应性等特征 GIS概念：地理信息系统（Geographical Information System，Geo-Information System，简称GIS），是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 GIS特征：（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力GIS基本功能：1、数据采集功能 2、数据编辑与处理 3、数据存储、组织与管理功能 4、空间查询与空间分析功能 5、数据输出功能 GIS组成：1、硬件 2、软件 3、网络 4、空间数据 5、人员 与其他相关学科的联系： 空间尺度：涉及四种尺度：观测尺度、操作尺度、比例尺（当制图区域比较小时，地图比例尺指图上长度与地面之间的长度比例；当制图区域相当大时，地图比例尺指在进行地图投影时，对地球半径缩小的比率）、分辨率（光谱分辨率时间分辨率空间分辨率） 地理格网：指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网。按不同的坐标系统可以分为：地理坐标格网（按经纬度坐标系统）直角坐标格网（按直角坐标系统） 地理空间实体概念：对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的不可再分割的同类对象，就是地理空间实体，简称空间实体。 地理空间实体具有4个基本特征：1、空间位置特征 2、属性特征 3、时间特征 4、空间关系空间数据模型：包括概念模型（最高层、常用E-R模型）、逻辑数据模型（通常所称的空间数据模型其实是空间数据的逻辑模型）、物理数据模型（最低） 概念模型（对象、场、网络），场模型有6种表示方法。各自的使用情况 空间数据的类型：1、几何图形数据 2、影像数据 3、属性数据 4、地形数据 5、元数据 空间数据的表示：不同类型的空间数据都可抽象表示为点、线、面三种基本的图形要素 空间关系：1、拓扑（包括邻接、关联、包含、连通） 2、顺序 3、度量 实体之间的拓扑关系：对于点、线、面三种类型的空间实体，它们两两之间存在着分离、相邻、重合、包含或覆盖、相交5 种可能的关系 拓扑关系的意义：1、拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变换而变化。2、利用拓扑关系有利于空间要素的查询。3、可以根据拓扑关系重建地理实体。例如根据弧段构建多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的选择等。 空间数据逻辑模型：包括1、矢量数据模型（形式为坐标串）2、栅格数据模型（适用场模型、概念模型） 3、矢量-栅格一体化数据模型 4、镶嵌数据模型（规则格网、不规则：TIN和Voronoi）5、面向对象数据模型（核心是技术和类，面向对象技术将对象的属性和方法进行封装，另外还有分类、概括、聚集、联合等）6、三维空间数据模型