空间数据库

空间数据库
空间数据库

PPT思考题:

绪论:

地理信息是描述地表形态及其所附的自然和人文地物特征和属性的总称。

地理空间是一个相对空间,是一个空间实体组合排列集,强调宏观的空间分布和空间实体间的相关关系。

空间数据是指带有空间坐标的数据(非结构化特征)。

1、什么是空间数据库?

是以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息,以满足不同用户对空间信息需求的数据库。

2、空间数据库系统包括哪几部分?

(1)矢量地形图数据库(2)数字高程模型库

(3)影像数据库(4)数字栅格地形图

(5)专题数据(6)电子地图

(7)元数据

3、空间数据库主要作用有哪些?

(1)海量数据的管理能力

(2)空间分析功能

(3)设计方式灵活,满足用户要求

(4)支持网络功能

4、当前空间数据库存在的主要问题是什么?

空间数据的获取与处理

空间数据组织

空间数据库系统

空间数据共享研究

5、影响空间数据库发展的关键因素是哪几个?

空间数据库的计算平台;

空间数据模型;

空间数据库的组织管理模式。

第二章空间现象计算机表达

1、空间实体:具有确定的位置和形态特征并具有地理意义的地理空间的物体

2、空间索引相关概念及其包括哪些索引方式?

空间索引:依据空间对象所在位置及分布特征,按一定顺序编排的一种数据结构,且该数据结构包含有对象标识和定位这些对象的内容的信息

空间数据索引:是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系,按一定顺序排列的一种数据结构,其中包含空间对象的概要信息,如对象的标识、外接矩形

及指向空间对象实体的指针

空间检索: 给定查询条件,利用空间索引从数据库中找出符合条件的空间数据的一种操作

索引方式:BSP树、K-D-B树、R树、R+树和CELL树

3、数据挖掘,空间数据挖掘有哪些方法?

数据挖掘:一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程

方法:分类、回归分析、聚类、关联规则、特征、变化和偏差分析、Web页挖掘等

4、地理系统:是指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流的作用结合而成的,具有

一定结构和功能的整体,即一个动态的多等级开放系统

5、栅格结构与矢量结构的比较

第三章空间数据的物理组织

文件管理:文件系统把有关数据组织成为文件并予以命名

分页技术:即把内、外存空间按同样大小分成若干页面

系统缓冲区:是主存中特别指定的一块存储空间,以存放从外存读入内存的数据或从内存写进外存的数据

缓冲区管理:就是将缓冲区分成若干块,系统用一个程序分配这些缓冲块,并采用分配算法使缓冲区的利用为最佳

文件组织:就是按一定的逻辑结构把有关联的数据记录组织成为文件(称为逻辑文件),用体现这种逻辑结构的物理存储形式把文件中的数据存放到某种存储设备上,使之构成物理文件的机构

动态存储管理:研究数据结构的空间分配、回收的方法,以满足某种结构对存储的不同要求流水文件:是一种最简单的文件组织方法,即按照数据到达文件的时间顺序依次连续地存储数据,对数据不分析、不规范,记录的类型既可相同,也可不同

索引文件:将每页的最后一个单词与页号列表,那么查单词可先查表(称为索引表),等确定页面号后,再细查该页面。这就是索引文件的基本思想。组织索引表(简称索引)是索引

文件的关键。包括:

(1)索引顺序文件(2)索引无序文件

(3)B-树(4)B+树

(5)Hash文件

1、什么是R树空间索引?它包括哪些索引方式?

R树是一种多级平衡树,它是B树在多维空间上的扩展。在R树中存放的数据并不是原始数据,而是这些数据的最小边界矩形(MBR),空间对象的MBR被包含于R树的叶结点中

R+树、R*树、压缩R树

2、四叉树索引的概念:四叉树索引的基本思想是将地理空间递归划分为不同层次的树结构。它将已知范围的空间等分成四个相等的子空间,如此递归下去,直至树的层次达到一定深度或者满足某种要求后停止分割

3、依赖性实体的概念:有的实体本身不能依据其属性值唯一地被识别,而必须依赖于它所联系地其他实体才能被识别

4、索引文件的关键是什么?

组织索引表(简称索引)是索引文件的关键

5、主要的数据索引方式有哪些?

BSP树、K-D-B树、R树、R+树和CELL树

第四章空间数据挖掘

1、什么是数据挖掘?一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程

2、数据挖掘的对象主要包括哪几种?

(1)关系型数据库

(2)数据仓库

(3)事务数据库

(4)新发展的数据库应用

(5)Web数据

3、空间数据挖掘有哪些方法?

1)空间分析方法

2)统计分析方法

3)归纳学习方法

4)聚类与分类方法

5)探测性的数据分析方法

6)粗集方法

第五章空间数据模型

1、什么是Geodatabase?Geodatabase数据模型的主要技术优势是什么?

Geodatabase:为了更好的管理和使用地理要素数据,而按照一定的模型和规则组合起来

的地理要素数据集

技术优势:使得物理数据模型与其逻辑数据模型更为接近,同时,能更好地将特征(feature)和行为(behavior)结合在一起

①在同一数据库中统一地管理各种类型的空间数据

②空间数据的录入和编辑更加准确

③空间数据更加面向实际的应用领域

④可以表达空间数据的相互关系

⑤可以更好的进行制图

⑥空间数据的表示更为准确

⑦可管理连续的空间数据,无需分块、分幅

⑧支持空间数据的版本管理和多用户并发操作

2、什么是SDE?

SDE是一种客户/服务器软件,可使空间数据在工业标准的数据库管理系统中存储、管理和快速查询检索

3、什么是数据模型?什么是E-R模型?

数据模型:数据模型是关系数据和联系的逻辑组织形式的表示,以抽象的形式描述系统的运行与信息流程,是计算机数据处理中一种较高层的数据描述

E-R模型:实体(entity)-联系模型(relation)

4、E-R模型有几部分组成?在E-R图中,各部分又是如何表示的?

组成:实体、联系、属性

表示:用矩形表示实体型,矩形框内写明实体名;用椭圆表示实体的属性,并用无向边将其与相应的实体型连接起来;用菱形表示实体型之间的联系,在菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体型连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型

5、关系数据模型具有哪些优缺点?

优点:

结构简单灵活

其数据描述具有较强的一致性和独立性

缺点:

实现效率不高

不适合于管理复杂对象的要求

模型的可扩充性较差

模拟和操纵复杂对象的能力较弱

第六章空间数据库体系结构

1、什么是数据字典?什么是聚类?

数据字典:也叫数据目录,它是数据库设计与管理的有利工具

聚类:将物理或抽象对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的过程

2、空间数据库系统由哪几部分组成?

空间数据库、空间数据库管理系统、硬件系统、操作系统、空间数据库管理员、数据字典

4、空间数据库系统的体系结构主要有哪些?

基于文件系统的体系结构、基于文件系统与数据库的混合体系结构、基于数据库管理系统的体系结构、空间数据库系统的集中式体系结构、数据库系统的客户/服务器体系结构

第七章关系数据库接口技术与空间数据库引擎

第八章地理空间数据库管理系统

第九章空间数据库系统设计

1、空间数据库设计主要有几个阶段,各阶段的任务是什么?

1)需求分析

2)概念设计

3)逻辑设计

4)物理设计

2、面向对象数据库有哪些主要特征?

工作区分为若干个数据块,以数据块作为基本单位;每个数据块包含若干要素层;要素层又包括若干地理要素,地理要素分为基本要素和复合要素

3、空间数据库设计的基本目标是什么?

(1)满足用户要求

(2)准确模拟现实世界,数据模型的性质和数据库设计的质量。

(3)良好的数据库性能,减少冗余数据、有利于快速访问数据。

(4)能够被某个数据库管理系统接受

4、概念设计包括哪几个步骤?

(1)确定应用领域

(2)确定用户需求

(3)选择对象类型

(4)对象类型定义和属性描述

(5)对象类型的调整

(6)几何表示

(7)关系

(8)质量要求

(9)编码

5、Geodatabase数据模型的主要技术优势在哪些方面?

6、地理信息元数据主要包括哪些内容?

(1)标识信息(2)数据质量信息

(3)空间参照系统信息

对数据集使用的空间参照系统的说明。

(4)内容信息(5)分发信息

(6)核心元数据参考信息

7、空间数据库的设计内容是什么?

(1)静态设计

即结构特性设计。包括概念结构设计和逻辑结构设计。

(2)动态特性设计

确定数据库用户的行为和动作-数据库的行为特性设计,包括设计数据库查询、事务处理和报表处理等。

(3)物理设计

根据动态特性,把静态特性设计中得到的数据库模式加以物理实现-设计数据库的存储模式和存取方法。

8、简述面向对象数据库分析和设计的步骤及各阶段的工作重点。

(1)问题定义

提出一些全局性的问题,查明开发意图和开发目标。

(2)系统分析

理解应用领域的问题,建立它的三种模型:对象模型、动态模型和功能模型。(3)系统设计系统设计阶段的工作内容:

①设计系统的体系结构

②选择一个外部控制的实现方法

③选择数据管理方法和数据库管理模式

④确定重用范围

⑤选择一种对象标识方法

⑥选择数据交互的策略

⑦处理临时数据

⑧处理辅助数据

(4)详细设计

①使用变换来简化和优化分析阶段的对象模型

②补充漏掉的细节,进一步完善对象模型

③详细设计模型质量的评估

第十章基础空间数据库建立

1、阐述如何进行空间数据建库,并绘出建库流程图。

1.数据字典和数据索引的生成

2.图形与属性数据库的建立

3.设立用户密码、规定用户使用权限

4.软件系统与数据的融合检查

5.数据库系统试运行测试

2、概念:Geodatabase、SDE;GML、XML;依赖性实体。

Geodatabase:是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型

SDE:SDE是一种客户/服务器软件,可使空间数据在工业标准的数据库管理系统中存储、管理和快速查询检索。Spatial Database Engine

GML:GML是可扩展标记语言(标准通用标记语言的子集)在地理空间信息领域的应用。是由OGC制定的基于XML的地理信息编码规范,主要用于地理信息的传输和存储

XML:扩展标记语言,标准通用标记语言的子集,是一种用于描述其他语言的元语言,即用来定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句法语言

依赖性实体:

3、空间数据质量问题的影响因素有哪些?

1)空间现象自身的不稳定性

2)空间现象的表达

3)数据处理中的误差

4)矢量基础地理数据使用中的误差

5、谈谈你对空间数据库应用前景的看法。

第十一章空间数据库基础应用

第十二章空间数据仓库与互操作

1、什么是GIS互操作?

指异构环境下两个或两个以上的实体,尽管他们实现的语言,执行的环境和基于的模型不同,但它们可以相互通信和协作,以完成某一特定任务

2、什么是空间数据仓库?

实现对分散的、各自独立的现有多种地理空间数据库系统进行统一集成和管理,形成用户获取测绘数字产品的统一模式、界面和标准,然后按照相应的主题查询数据仓库得到多种测绘数字产品,再根据用户需求通过各种专业模型关联多种专题信息,从多维角度进行分析,满足用户空间辅助决策分析信息的需求

3、什么是OpenGIS?OpenGIS标注具有哪些?

根据行业标准和接口建立起来的GIS。在OpenGIS

中,不同厂商的GIS软件及异构分布数据库之间通过接

口互相交互数据第十三章空间数据库发展动态

特点:

(1)互操作性:不同地理信息系统软件之间连接、信息交换没有障碍。

(2)可扩展性:硬件方面可在不同软件、不同档次的计算机上运行,软件方面增加新的地学

空间数据和地学数据处理功能。

(3)技术公开性:开放思想主要是对用户公开.公开源代码及规范说明是重要的途径之一。

(4)可移植性:独立于软件、硬件及网络环境,不需修改便可在不同的计算机上运行。

除此之外,还有诸如兼容性、可实现性、协同性等特点。

书思考题:

绪论

1、GIS数据库定义及其涉及的几个术语

GIS数据库是指以特定的信息结构(如国土、规划、环境、交通等)和数据模型(如关系模型、面向对象模型等)表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息,以满足intent/Internet上的不同用户对空间信息需求的数据库。

2、GIS数据库空间数据的基本特征

1)空间特征;

2)抽象特征;

3)空间关系特征;

4)多尺度与多态性;

5)非结构化特征;

6)分类编码特征;

7)海量数据特征。

3、GIS数据库主要作用,存在问题

1)主要作用:

A.对海量数据的管理能力;

B.空间分析能力;

C.设计方式灵活,

D.满足用户需求;支持网络功能

2)存在问题:

A.数据共享问题:

a)数据文件格式统一性差:现不存在一个数据文件格式统一且保证各种GIS

软件的数据在转换中不受损失的标准。

b)地理信息的标准化:当前的地理信息标准存在着推荐性标准和强制性标准

之分。

c)数据共享的政策:我国对地理信息共享政策的制定是从全国最大多数用户

利益出发,但其中仍存在着多数用户利益与少数用户利益、长远利益与眼

前利益的冲突。

B.数据“瓶颈”问题:

a)海量空间数据输入的高额费用;

b)栅格向矢量的转换功能不完善;

c)对网络带宽、速度等要求高。

C.数据更新问题;

D.数据安全问题;

4、影响GIS数据库发展的关键因素

5、为什么GIS数据库具有基础性和共享性

1)基础性:80%的信息都与空间有关,GIS数据库往往是进行其他数据库建设的一个重

要部分。

2)共享性:

3)以.net和Java为代表的分布式计算平台,为空间信息在互联网舞台上的表演打下

了坚实的基础;

4)XML、GML新一代网络语言的出现和发展为空间信息的交流提供了相同的语言;

5)OpenGIS规范的出台,规定了空间信息表达的基本类型,统一的空间数据模型。统

一的应用服务模型,为空间信息的理解提供了决定性的条件;

6)元数据在GIS数据库建设中将发挥巨大的作用;

7)面向对象的多维一体化数据模型的建立。

6、论述DBMS的层次结构和RDBMS的基本特征

数据库管理系统(Database Management System)是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,简称DBMS。

RDBMS即关系数据库管理系统(Relational Database Management System),是将数据组织为相关的行和列的系统

1)层次结构:(应用层、语言翻译处理层、数据存取层、数据存储层)、操作系统、数

据库

2)基本特征:

A.RDBMS必须能完全通过他的关系能力来管理数据库;

B.信息准则;

C.保证访问准则;

D.空值的系统化处理;

E.基于关系模型的动态的联机数据字典;

F.统一的数据子语言准则;

G.视图更新准则;

H.高级的插入、修改和删除操作;

I.数据物理独立性;

J.数据逻辑独立性;

K.数据完整性的独立性;

L.分布独立性;

M.无破坏准则。

第二章

1、OGC定义的基本几何空间对象有?及其各自的优缺点

OGC全称Open Geospatial Consortium,自称是一个非盈利的、国际化的、自愿协商的标准化组织,它的主要目的就是制定与空间信息、基于位置服务相关的标准。这些标准就是OGC的“产品”,而这些标准的用处就在于使不同厂商、不同产品之间可以通过统一的接口进行互操作。

1)geometry:几何对象层次模型的根类,是抽象类且拓扑闭合。

2)geometry collection:所有的元素必须有同样的空间参考,对元素没有限制,但

其子类可能在元素的维数或元素间的空间重叠度方面增加限制。

3)point:指0维几何对象,表示空间中单个的位置信息。包含了XY坐标值,点的边

界是一个空集。

4)multipoint:指0维几何对象的集合,元素必须是point且之间是不相连的或是有

序的。若没有任意两点等同则边界为空集。

5)curve:一维几何对象,通常作为一序列点来存储。子类为linestring,在其两点

间采用线性插值。当没有经过同一点两次则为简单。如果起始点和终点等同则闭合。

简单且闭合时成为ring。没有闭合的linestring的边界为其两端点。

6)linestring、line和linearring:line为只有两点的linestring。

7)multicurve:一维几何对象集合,其元素为curve,是不可实例化的类,但其子类

定义了一些可扩展的方法。

8)multilinestring :指multicarve中所有的元素都是linestring。

9)Surface:二维的几何对象。当其由一个单独的patch(小片)组成,patch关联一

个外圈,0个或多个内圈时为简单。此时的边界是由关于他的内圈和外圈的闭合的

carve组成。唯一可实例化的是子类polygon(简单且平面)。

10)Polygon:平面的surface,由一个外圈,0个或多个内圈组成,每个内圈是其的一

个“岛”。其是拓扑闭合的,边界由一组linearring形成内外边界;任意两个

linearring不可相互穿越,但相切于一点。其内部是连续点集,有一个和多个“岛”

的polygon的外部不连通,每个岛定义了一个polygon的外部连通分量。

11)multiSurface:二维的几何对象集合,元素都是surface。任意两个surface的内

部不可相交,但其边界可交于有限的点。其是不可实例化的类,但其子类定义了一

些可扩展的方法。

12)multipolygon:指multiSurface的所有元素为polygon时。两个polygon的内部

不可相交,其边界不可穿越但可交于有限的点,是拓扑闭合的、规则闭合的点集。

当其有多于一个polygon,内部是不连通的。其内部的连通分量的编号等于polygon

元素的编号。

2、空间对象的空间关系是如何关系定义的?

空间关系是空间物体之间由空间物体的几何特性(位置、形状)所决定的关系。

3、文件管理方式、纯关系数据库管理方式、对象-关系数据库管理方式各有什么特点?

1)文件管理方式:用一组文件来存储地理空间数据及其拓扑关系,利用关系数据库来

存放属性数据,通过唯一的标识符建立他们之间的连接。几何数据与属性数据各自

独立、管理与检索,仅仅通过OID进行关联。但是,其在数据的安全性、一致性、完整性,并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本功能,多用户操作的并发控

制比商用数据库管理系统要逊色。

2)纯关系数据库管理方式:图形数据与属性数据都采用现有的关系型数据库来存储,

使用关系数据库的标准连接机制来实现空间数据与属性数据的连接。

3)对象—关系数据库管理方式:在传统关系数据库管理系统上,进行扩展使之能够同

时管理矢量图形数据和属性数据。

4、空间数据索引方式有?及其优缺点

1)格网索引:将工作区按照一定的规则分成大小相等或不等的格网,记录每个格网所

包含的空间对象。为便于建立空间索引对象的线性表,一般按morton码或称peano

键进行编码,建立peano键与空间对象的关系。

2)四叉树索引:

将地理空间递归划分为不同层次的树结构。它将已知范围的空间等分成四个相等的

子空间,如此递归下去,直至树的层次达到一定深度或者满足某种要求后停止分割。

A.点四叉树:结构简单,对于精确点查找性能较高;树的动态性、区域查询性能

差,删除节点处理复杂,空间存储开销大,空间利用率低。

B.Matrix四叉树:所有点都位于叶子节点,树的深度平衡;空间划分等分,划分

生成的每个象限具有相同大小;可以采用线性四叉树的存储结构,避免指针域

的存储,提高空间利用率。但是插入或删除一个点可能导致树的深度增加或减

少一层或多层,所有的叶子节点必须重新定位;树的深度很大,影响查找效率。

C.PR四叉树:相较于MX四叉树其数据点位于象限内而不再要求位于最左下角;

叶子节点可能不在同一层次上;叶节点数和树的深度较小,检索效率高。

D.线性四叉树:

3)R树和R+树空间索引:多级平衡树,是B树在多维空间的扩展。存放的不是原始数

据二十原始数据的最小边界矩形且被包含于R树的叶节点中。

5、无缝GIS数据库,比较逻辑上无缝和物理上无缝的空间数据库的不同点

数据缝隙基本可以分为物理缝隙和逻辑缝隙两类。物理缝隙是地理空间的分离存储,本来连续的实体空间被分离到不同的存储空间和存储单元中去,例如空间数据的分幅、分

层存储。逻辑缝隙是指逻辑上本身连续的信息不能以逻辑连续的方式呈现,例如跨越多幅图的一条河流,在图幅内查询河流属性(例如长度)时只能获取其在本图幅内的相关信息而不是实体整体的信息。

6、建立大型遥感影像数据库和大型数字高程模型数据库应注意什么问题

1)大型遥感影像数据库的关键技术:

A.影像分块技术;

B.空间索引与影像存取;

C.影像金字塔的建立。

2)大型数字高程模型数据库遵循原则:

A.能够管理海量的数字高程模型数据且数据库满足未来数据量增长的要求;

B.能够管理多比例尺、多分辨率的数据;

C.能够管理不同空间参考系分幅条件下的DEM数据,支持数据在各种参考系之间

转换;

D.支持在整个数字高程模型数据库中进行检索、漫游和查询;

E.可以集成影像和矢量数据库中的数据,能在多个系统层面和其他影像、矢量数

据库进行集成管理,做到三库一体的无缝集成和2.5/3维可视化,实现多种晕

染模式显示。

F.能按照用户需要进行数据分发;

G.满足数据库的安全管理、权限控制、用户管理等。

7、GIS数据库查询语言的发展趋势

1)SQL查询语言的扩展:

A.查询谓词的扩展

B.面向对象的扩展

C.模糊扩展

2)自然语言空间信息查询:

第三章

1、GIS数据库设计的概念、目标和过程

1)GIS数据库设计就是将一定范围内的地理现象表示为空间数据模型和数据结构的过程,

也就是将一定范围内的地理实体抽象成计算机能够处理的数据模型的过程。

2)GIS数据库设计目标:

A.满足用户需求;

B.良好的数据性能;

C.准确模拟现实世界;

D.能够被某个数据库管理系统接受。

3)GIS数据库设计过程:

A.需求分析;

B.概念设计;

C.逻辑设计;

D.物理设计。

2、关系数据模型,数据依赖,关系模式有哪些范式?

主要有4种范式,1NF,2NF,3NF,BCNF,按从左至右的顺序一种比一种要求更严格

3、空间数据库可采用哪些方式表示在关系模型中?各自特点

4、数据库的物理设计,聚簇设计和索引设计的原则

1)物理设计:

A.存储记录结构设计:包括记录的组成、数据项的类型与长度,以及逻辑记录到

存储记录的映射。

B.确定数据存放位置:可以把经常被同时访问的数据组合在一起,“聚簇”技术

能够满足这个要求。

C.存放路径设计:存放路径分为主存取路径和辅存取路径,前者用于主键检索,

后者用于辅助键检索。

D.安全性和完整性设计:设计者应该在完整性、安全性、有效性和效率方面进行

分析,作出权衡。

2)聚簇设计:

A.检索数据时,常以某个属性或属性组作为排序、分组条件;

B.检索数据时,常以某个属性或属性组作为选择元组的条件,并返回大量数据;

C.表格中某个属性或属性组的值重复性较大。

3)索引设计:

A.一个属性(组)经常在操作条件中出现;

B.一个属性(组)经常作为MIN。MAX、AVG、SUM、COUNT等聚合函数的参数。这

种情况下建立在这些属性(组)上的索引,可以从索引直接得到结果而不必访

问数据表;

C.一个属性(组)经常在连接操作的连接条件中出现;

D.一个属性(组)经常作为投影属性使用。

5、地理信息元数据,其包括哪些内容?

地理信息元数据是关于地理相关数据和信息资源的描述信息,通过对地理空间数据的内容、质量、数据格式、数据采集时间和其他特征进行描述与说明,帮助人们有效地定位、评价、获取和使用地理相关数据。包含了以下几个方面:

1)标识信息;

2)数据质量信息;

3)空间参照系统信息;

4)内容信息;

5)分发信息;

6)核心元数据参考信息。

6、Geodatabase数据模型的特征,如何进行Geodatabase数据模型设计

第四章

1、论述Web GIS的基本概念,比较它的几种实现模式

2、论述超图模型及其在Web GIS中的应用

3、GML的特点,如何通过它处理异构的GIS数据

4、实现Web GIS数据库应用服务器的技术

5、论述基于Web Service的开放式Web GIS与传统的Web GIS不同之处

6、Web GIS应用现状及未来发展趋势

第五章

1、论述GIS标准化在国内外发展状况

2、对Open GIS标准的认识和看法

3、控制地理信息数据质量从哪几方面进行

4、制定地理信息标准的原因,制定原则

5、GIS数据分类编码方法、原则和意义

第六章GIS数据库基础应用

1、基础GIS数据库建库总体流程方案

2、基础GIS数据库建库的数据预处理入库原则

3、国土资源基础地理信息数据库设计的过程

4、国土资源基础地理信息数据库总体结构

5、地形要素分类与编码的原则

6、现状要素接边算法流程描述

7、GIS数据库应用前景

第七章

1、国外GIS数据库的主要研究内容

2、GIS数据库国内应用包括哪些方面,存在问题

3、Open GIS标准的特点

4、GIS互操作的层次结构,涉及哪些内容

5、空间数据仓库的基本特征

(1)空间数据仓库是面向主题的

它在较高层次上将企业信息系统中的数据进行综合、归类,并加以抽象地分析利用。

(2)空间数据仓库是集成的

空间数据仓库以各种面向应用的GIS为基础,通过元数据刻画的抽取和聚集规则将它们集成起来,从中得

到各种有用的数据。

(3)数据是持久的

空间数据仓库的数据反映的是一段相当长时间内的数据内容,是不同时间的空间数据库快照的集合和基于

这些快照进行统计、综合和重组导出的数据,而不是联

机处理的数据。

(4)数据的变换与增值

根据主题的分析需要,对数据进行必要地抽取、清理和变换。如语义映射、坐标的统一、比例尺的变换

等。

(5)时间序列的历史数据

空间数据仓库的数据是随时间的变化不断变化的,它会不断增加新的数据内容,不断删去旧的数据内容,

不断对数据按时间段进行综合。

(6)空间序列的方位数据

与一般的数据仓库比较,空间数据仓库有空间维数据,能做空间分析,能反映自然界的空间变化趋势。

6、当前智能GIS数据库研究热点包括哪些方面

7、概述Web GIS数据库目前应用和发展的结构与技术特点

(1)更广泛的访问范围。

(2)平台独立性。实现远程异构数据的共享。

(3)真正大众化的GIS。以往的GIS由于成本高、技术难度大,往往成了少数专业

人士拥有的专业工具,很难推广。而且对于每个用户来说,在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件,但用户经常使用的却只是一些最基本的功能,这在实际上造成了极大的浪费。

(4)平衡高效的计算负载。

(5)良好的可扩展性。WebGlS很容易与Web中的其他信息服务进行无缝集成,可以

建立灵活多样的GIS应用。

农业、林业、气象、水利、地震、国土资源、海洋、环境保护、铁路交通、电力、城市建设和规划等部门或行业

8、与传统GIS数据库相比,面向对象数据库具有哪些基本特征

(1)对象

面向对象的数据模型将客观世界模型化一些相互作用的集合。对象之间的相互作用通过消息机制来实现。

(2)对象类

是对多个对象共同特性的抽象概括。

(3)继承

在已有类的基础上定义新的对象类,以便包含自己的属性和方法。

(4)持久性、对象标识

(5)并发控制

(6)阻抗失配

以面向对象的程序设计语言为基础,扩充形成面向对象数据库查询语言,将从根本上解决阻抗失配问题。

空间数据库期末复习重点总结

一、数据管理的发展阶段 1、人工管理阶段 2、文件系统阶段 3、数据库管理阶段 注意了解各阶段的背景和特点 二、数据库系统的特点 1、面向全组织的复杂的数据结构 2、数据的冗余度小,易扩充 3、具有较高的数据和程序的独立性:数据独立性 数据的物理独立性 数据的逻辑独立性 三、数据结构模型三要素 1、数据结构 2、数据操作 3、数据的约束性条件 四、数据模型反映实体间的关系 1、一对一的联系(1:1) 2、一对多的联系(1:N) 3、多对多的联系(M:N) 五、数据模型: 是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架。 数据库结构的基础就是数据模型。数据模型是描述数据(数据结构)、数据之间的联系、数据语义即数据操作,以及一致性(完整性)约束的概念工具的集合。 概念数据模型:按用户的观点来对数据和信息建模。ER模型 结构数据模型:从计算机实现的观点来对数据建模。层次、网状模型、关系 六、数据模型的类型和特点 1、层次模型: 优点:结构简单,易于实现 缺点:支持的联系种类太少,只支持二元一对多联系 数据操纵不方便,子结点的存取只能通过父结点来进行 2、网状模型: 优点:能够更为直接的描述世界,结点之间可以有很多联系 具有良好的性能,存取效率高 缺点:结构比较复杂 网状模型的DDL、DML复杂,并且嵌入某一种高级语言,不易掌握,不易使用

3、关系模型: 特点:关系模型的概念单一;(定义、运算) 关系必须是规范化关系; 在关系模型中,用户对数据的检索操作不过是从原来的表中得到一张新的表。 优点:简单,表的概念直观,用户易理解。 非过程化的数据请求,数据请求可以不指明路径。 数据独立性,用户只需提出“做什么”,无须说明“怎么做”。 坚实的理论基础。 缺点:由于存储路径对用户透明,存储效率往往不如非关系数据模型 4、面向对象模型 5、对象关系模型 七、三个模式和二级映像 1、外模式(Sub-Schema):用户的数据视图。是数据的局部逻辑结构,模式的子集。 2、模式(Schema):所有用户的公共数据视图。是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的描述。 3、内模式(Storage Schema):又称存储模式。数据的物理结构及存储方式。 4、外模式/模式映象:定义某一个外模式和模式之间的对应关系,映象定义通常包含在各外模式中。当模式改变时,修改此映象,使外模式保持不变,从而应用程序可以保持不变,称为逻辑独立性。 5、模式/内模式映象:定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。存储结构改变时,修改此映象,使模式保持不变,从而应用程序可以保持不变,称为物理独立性。 八、数据视图 数据库管理系统的一个主要作用就是隐藏关于数据存储和维护的某些细节,而为用户提供数据在不同层次上的抽象视图,即不同的使用者从不同的角度去观察数据库中的数据所得到的结果—数据抽象。 九、规范化 1、几个概念 候选码(候选关键字):如果一个属性(组)能惟一标识元组,且又不含有其余的属性,那么这个属性(组)称为关系的一个候选码(候选关键字)。 码(主码、主键、主关键字):从候选码中选择一个唯一地标识一个元组候选码作为码 主属性:任何一个候选码中的属性(字段) 非主属性:除了候选码中的属性 外码:关系模式R中属性或属性组X并非R的码,但X是另一个关系模式的码,则称X是R的外部码,简称外码。 2、函数依赖 (1)设R(U)是一个属性集U上的关系模式,X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r,r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等,而在Y上的属性值不等,则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”,记作X→Y。X称为这个函数依赖的决定属性集(Determinant)。Y=f(x)

校园基础地理空间数据库建设设计方案

校园基础地理空间数据库建设设计方案 遥感1503班第10组 (杨森泉张晨欣杨剑钢熊倩倩) 测绘地理信息技术专业 昆明冶金高等专科学校测绘学院 2017年5月

一.数据来源 二. 目的 三 .任务 四. 任务范围 五 .任务分配与计划六.小组任务分配七. E-R模型设计八.关系模式九.属性结构表十.编码方案

一.数据来源 原始数据为大二上学期期末实训数字测图成果(即DWG格式的校园地形图) 导入GIS 软件数据则为修改过的校园地形图 二.目的 把现实世界中有一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。空间数据库设计要满足用户需求,具有良好的数据库性能,准确模拟现实世界,能够被某个数据库管理系统接受。

三.任务 任务包括三个方面:数据结构、数据操作、完整性约束 具体为: ①静态特征设计——结构特性,包括概念结构设计和逻辑结构设计; ②动态特性设计——数据库的行为特性,设计查询、静态事务处理等应用程序; ③物理设计,设计数据库的存储模式和存储方式。 主要步骤:需求分析→概念设计→逻辑设计→物理设计 原则:①尽量减少空间数据存储冗余;②提供稳定的空间数据结构,在用户的需要改变时,数据结构能够做出相应的变化;③满足用户对空间数据及时访问的需求,高校提供用户所需的空间数据查询结果;④在空间元素间为耻复杂的联系,反应空间数据的复杂性;⑤支持多种决策需要,具有较强的应用适应性。 四、任务范围 空间数据库实现的步骤、建库的前期准备工作内容、建库流程 步骤:①建立实际的空间数据库结构;②装入试验性数据测试应用程序;③装入实际空间数据,建立实际运行的空间数据库。 前期准备工作内容:①数据源的选择;②数据采集存储原则;③建库的数据准备;④数据库入库的组织管理。 建库流程:①首先必须确定数字化的方法及工具;②准备数字化原图,并掌握该图的投影、比例尺、网格等空间信息;③按照分层要求进行

海量空间数据存储技术研究.

海量空间数据存储技术研究作者:作者单位:唐立文,宇文静波唐立文(装备指挥技术学院试验指挥系北京 101416,宇文静波(装备指挥技术学院装备指挥系北京 101416 相似文献(10条 1.期刊论文戴海滨.秦勇.于剑.刘峰.周慧娟铁路地理信息系统中海量空间数据组织及分布式解决方案 -中国铁道科学2004,25(5 铁路地理信息系统采用分布式空间数据库系统和技术实现海量空间数据的组织、管理和共享.提出中心、分中心、子中心三层空间数据库分布存储模式,实现空间数据的全局一致和本地存放.铁路基础图库主要包括不同比例尺下的矢量和栅格数据.空间数据库的访问和同步采用复制和持久缓存.复制形成主从数据库结构,从数据库逻辑上是主数据库全部或部分的镜象.持久缓存是在本地形成对远程空间数据的部分缓存,本地所有的请求都通过持久缓存来访问. 2.学位论文骆炎民基于XML的WebGIS及其数据共享的研究 2003 随着计算机技术、网络通信技术、地球空间技术的发展,传统的GIS向着信息共享的WebGIS发展,WebGIS正成为大众化的信息工具,越来越多的 Web站点提供空间数据服务。但我们不得不面对这样的一个现实:数以万计的Web站点之间无法很好地沟通和协作,很难通过浏览器访问、处理这些分布于Web的海量空间数据;而且由于行业政策和数据安全的原因,这些空间资源

大多是存于特定的GIS系统和桌面应用中,各自独立、相对封闭,从而形成空间信息孤岛,难以满足Internet上空间信息决策所需的共享的需要。此外,从地理空间信息处理系统到地理空间信息基础设施和数字地球,地理空间信息共享是它们必须解决的核心问题之一。因此,对地理空间信息共享理论基础及其解决方案的研究迫在眉睫;表达、传输和显示不同格式空间数据,实现空间信息共享是数字地球建设的关键技术之一,GIS技术正在向更适合于Web的方向发展。本文着重于探索新的网络技术及其在地理信息领域中的应用。 3.学位论文马维峰面向Virtual Globe的异构多源空间信息系统体系结构与关键技术 2008 GIS软件技术经过30多年的发展,取得了巨大发展,但是随着GIS应用和集成程度的深入、Internet和高性能个人计算设备的普及,GIS软件技术也面临着诸多新的问题和挑战,主要表现为:GIS封闭式的体系结构与IT主流信息系统体系结构脱节,GIS与其他IT应用功能集成、数据集成困难;基于地图 (二维数据的数据组织和表现方式不适应空间信息应用发展的需求;表现方式单一,三维表现能力不足。现有GIS基础平台软件的设计思想、体系结构和数据组织已经不适应GIS应用发展的要求,尤其不能适应“数字地球”、“数字城市”、“数字区域”建设中对海量多源异构数据组织和管理、数据集成、互操作、应用集成、可视化和三维可视化的需求。 Virtual Globe 是目前“数字地球”最主要的软件实现技术,Vtrtual Globe通过三维可视化引擎,在用户桌面显示一个数字地球的可视化平台,用户可以通过鼠标、键盘操作在三维空间尺度对整个地球进行漫游、缩放等操作。随着Google Earth的普及,Virtual Globe已成为空间数据发布、可视化、表达、集成的一个重要途径和手段。 Virtual Globe技术在空间数据表达、海量空间数据组织、应用集成等方面对GIS软件技术具有重要的参考价值:从空间数据表达和可视化角度,基于Virtual Globe的空间信息可视化方式是GIS软件二维电子地图表达方式的最好替代者,其空间表达方式可以作为基于地图表达方式的数字化天然替代,对于GIS基础平台研究具有重要借鉴意义;从空间数据组织角度,Virtual Globe技术打破了以图层为基础的空间数据组织方式,为解决全球尺度海量数据的分布式存取提供了新的思路;从应用集成和空间数据互操作角度,基于VirtualGlobe的组件化GIS平台可以提供更好的与其他IT系统与应用的集成方式。论文在现有理论和技术基础上,借鉴和引入

空间数据库简答题

Geo-relational model地理关系数据模型 空间数据被抽象成一系列独立定义的层。 每层代表了一个相关空间要素的集合。所有图层都必须占用或者至少在一些空间重合区,低于甚至高于地球表面,在相同的地理空间建模。ADT的特点 1) ADT的属性定义和行类型的属性定义类同。2) 在创建ADT的语句中,通过用户定义的函数比较对象的值。3) ADT的行为通过方法(methods)、函数(functions)实现。4) SQL3要求抽象数据类型是封装的,而行类型则不要求封装。5) ADT有3个通用的系统内置函数6) ADT可以参与类型继承Cell树索引:划分空间时采用凸多边形作为划分基本单位,子空间不相互覆盖。Cell树的磁盘访问次数比R树和R+树少,性能好。Cell树是比较优秀的空间索引方法 OGIS 操作:·用于所有几何类型的基本操作如SpatialReference,返回所定义对象几何体的基础坐标系统;·用于空间对象间拓扑关系的测试如Overlap判断两个对象内部是否有一个非空的交集;·用于空间分析的一般操作如distance,返回两对象间最短距离 局限性:·仅限于空间的对象模型,即使在对象模型中,OGIS的操作也有局限性 ·OGIS标准过于关注基本拓扑和空间度量的关系,忽略了对整个操作度量的支持,不支持基于方位谓词的操作 ·不支持动态的、基于形状的及基于可见性的操作 SDE 空间数据管理途径:1寄生在关系数据库管理系统之上的空间数据引擎——GIS厂商开发的空间数据管理模块。优点:支持通用的关系数据库管理系统,空间数据按BLOB存,可跨数据库平台,与特定GIS平台结合紧密;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。2直接扩展通用数据库的空间数据库系统。优点:空间数据的管理和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,较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; ArcSDE和geodatabase的主要角色:即实现GIS和DBMS的完美结合。ArcSDE能够访问多种DBMS,使用每种DBMS所支持的标准SQL类型来管理数据,并且支持所有的空间数据类型(包括要素、栅格、拓扑、网

Oracle数据库的空间数据类型

Oracle数据库中空间数据类型随着GIS、CAD/CAM的广泛应用,对数据库系统提出了更高的要求,不仅要存储大量空间几何数据,且以事物的空间关系作为查询或处理的主要内容。Oracle数据库从9i开始对空间数据提供了较为完备的支持,增加了空间数据类型和相关的操作,以及提供了空间索引功能。 Oracle的空间数据库提供了一组关于如何存储,修改和查询空间数据集的SQL schema与函数。通过MDSYS schema规定了所支持的地理数据类型的存储、语法和语义,提供了R-tree空间数据索引机制,定义了关于空间的相交查询、联合查询和其他分析操作的操作符、函数和过程,并提供了处理点,边和面的拓扑数据模型及表现网络的点线的网络数据模型。 Oracle中各种关于空间数据库功能主要是通过Spatial组件来实现。从9i版本开始,Oracle Spatial空间数据库组件对存储和管理空间数据提供了较为完备的支持。其主要通过元数据表、空间数据字段(即SDO_GEOMETRY字段)和空间索引来管理空间数据,并在此基础上提供一系列空间查询和空间分析的函数,让用户进行更深层次的GIS应用开发。Oracle Spatial使用空间字段SDO_GEOMETRY存储空间数据,用元数据表来管理具有SDO_GEOMETRY字段的空间数据表,并采用R树索引和四叉树索引技术来提高空间查询和空间分析的速度。 1、元数据表说明。 Oracle Spatial的元数据表存储了有空间数据的数据表名称、空间字段名称、空间数据的坐标范围、坐标参考信息以及坐标维数说明等信息。用户必须通过元数据表才能知道ORACLE数据库中是否有Oracle Spatial的空间数据信息。一般可以通过元数据视图(USER_SDO_GEOM_METADATA)访问元数据表。元数据视图的基本定义为: ( TABLE_NAME V ARCHAR2(32), COLUMN_NAME V ARCHAR2(32), DIMINFO MDSYS.SDO_DIM_ARRAY, SRID NUMBER

无锡市基础空间数据库SHP格式方案(大比例尺)

无锡市基础空间数据SHP格式设计方案 (大比例尺) 1、综述 1.1目的 为无锡市规划局基础空间数据建库提供标准。 1.2适用范围 1:500、1:1000、1:2000基础地形图数据 1.3制定原则 ●保证按本方案生产的数据可以实现同SHP数据的高效互转; ●保证按本方案生产的数据在转入数据库后可以实现标准图的输出; ●操作方便。 1.4类型约定 ● ●

1.5引用标准 《GB/T 14804-93 1:500 1:1000 1:2000 地形图要素分类与代码》(1994-08-01)《GB/T 7929-1995 1:500 1:1000 1:2000 地形图图式》(1996-05-01) 《GB 1:500 1:1000 1:2000 地形图数字化规范》(1998-08-01) 《GB/T14804-93 1:500 1:1000 1:2000 地形图要素分类与代码》(1994-08-01)《GT地籍数据库标准》 《GB/T 13923-92 国土基础信息数据分类与代码》(1993-07-01) 2、实体的划分 数据在SDE的服务器里是按照点、线、面和注记划分的,每一个SDE图层(FEATURECLASS)只能存储上述的一种空间对象。由于这种存储模型的限制,势必造成很多国标中的复杂地物被拆分到不同的SDE图层。为了在编码中体现设计的合理性、对实体的物理存储进行统一的管理,特在数据库的设计中在对空间实体做逻辑的划分。 2.1简单点 ●简单点实体只记录插入点的位置和相关属性,所有的简单点实体都必须以插入符号 的形式采集。 ●简单点状实体对应ARCOBJECT体系的IPOINT对象。 ●采集单位在使用点符号的时候要保证简单点的符号要和本方案提供的符号描述一 致,符号的插入点一致。 2.2简单无向线 ●简单线需要作业单位针对每一种实体制作线符号,这里所指的线符号必须是采集系 统提供的线符号库,不能用程序绘制。

海量空间数据组织及存储方案

本栏目责任编辑:代影数据库与信息管理Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第6卷第29期(2010年10月)海量空间数据组织及存储方案 李慧玲 (长治学院计算机系,山西长治046011) 摘要:目前信息管理系统中需要存储的数据越来越多,而且数据的结构也变的越来越复杂。那么如何来组织和存储数据就变得很重要。该文以土地档案海量数据为例,从数据的存储方式、空间数据引擎以及利用关系数据库三个方面进行说明MAPGIS 是如何组织和管理海量空间数据的。 关键词:GIS 技术;海量空间数据;图档一体化 中图分类号:TP311文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)29-8168-02 Organization and Storage Solutions of Massive Spatial Data LI Hui-ling (Computer Science Department,Changzhi University,Changzhi 046011,China) Abstract:The current information management systems need to store more data,and data structure becomes more and more complex.So how to organize and store data becomes very important.This land mass data files,for example,from the data is stored,spatial data and the use of relational database engines are described from three aspects that MAPGIS is how to organize and manage massive spatial data.Key words:GIS technology;massive spatial data;integration of drawing and files 现阶段,档案管理正在从以纸质档案管理为主逐步向以纸质档案管理和电子档案管理并重发展转变。随着信息化程度的提高,档案管理最终将以电子档案管理为主。土地档案的数据越来越多,而且除了海量属性数据之外,还有图形数据等等,那么如何来更好的存储这些海量空间数据才是真正的解决土地档案管理问题。本文利用GIS 技术和采用关系数据库结合的方式从三方面叙述并解决了这个问题,并能实现图档一体化管理。 1数据在GIS 中是如何存储的 目前,数据的存储方式有以下三种:1)GIS 数据是通过文件与关系数据库两者的结合来共同存储和管理的。当前大部分GIS 应用软件都是采用这种方式来对数据进行管理的。2)GIS 应用软件中的所有数据都存储在文件中。所谓的文件存储也就是将所有的数据包括空间数据和非空间数据都存储在一个或者多个文件中。3)采用数据库来存储和管理空间数据和属性数据的方式。通过这种方式来存储数据,包括空间数据和属性数据,即空间数据也可存放在数据库中。利用数据库来存储海量空间数据,这是GIS 应用软件发展的必然趋势。通过数据库来存储空间数据,解决了用文件存储空间数据时,对数据不能进行并发操作的缺点;用C/S (Client/Server)的操作模式,解决了以前空间数据不能进行分布式处理等问题。它从理论上保证了数据的完整性和数据的共享性,实现了属性数据和空间数据的一体化存储。利用关系数据库来存储空间数据将GIS 本身的问题转移到数据库的领域中,给开发GIS 应用软件的开发带来了新的解决方向[1]。就目前的形势,大型数据库厂商越来越重视空间数据的存储,通过研究与摸索,大型数据库厂商各自推出了自己的关于空间数据存储的解决方案,如0racle Satial ,B lade,Informix Satial 。GIS 技术的发展在这些厂商对于空间数据存储的支持下,有了更广阔的应用前景。无论采用哪种模式建立GIS 系统,通过利用0rac1e 的空间数据存储技术,在开发GIS 产品中,都可以跳过传统GIS 平台开发时所需要的一些必要的步骤,解决了大型空间数据不能多人维护数据的问题。另外数据库本身自带的一些特点,可以解决GIS 存在的一些问题:比如说数据库可支持多用户并发操作,克服了文件方式不能多用户同时操作数据的缺点,同时由于数据库的支持克服了以前由于不同GIS 厂商之间数据文件格式不同,导致的空间数据从一个GIS 平台移植到另外一个GIS 平台上数据处理的复杂性,从而保证空间数据能够做到完全意义上的共享,提高了GIS 系统的可用性和实用性[2]。这样GIS 平台的发展加上数据库技术的提高,两者的结合可以很好的解决土地档案海量空间数据的存储问题。 2SDE SDE 中文全称是,空间数据引擎。现在市场上的数据库几乎都是利用关系原理建立的,可是GIS 管理数据强调空间性以及拓扑关系,明显GIS 数据是不能直接存储在这些数据库中的,更不能对其进行查询了。所以要结合两者,并利用各自的优势,就要有一个中间件来联系数据库和GIS 系统。MAPGIS 就是在关系数据库的基础上,增加了联系二者的纽带?—空间数据引擎(SDE),空间数据引擎将客户端接收到的空间数据、属性数据的查询、添加、修改等操作转换成数据库中的关系操作。同时SDE 还优化了对数据库的操作,而且SDE 为系统管理员或客户端提供了GIS 的概念模型,利用SDE ,可以直接以GIS 的概念对数据进行维护和权限管理,使用户脱离了关系数据库中许多繁琐的细节等。空间数据引擎还增加了关系数据库中实现不了一些功能,对数据进行自动检查和维护功能,如拓扑一致性检查等。当然近些年来,关系数据库也在不断的更新和发展,其技术也慢慢地成熟起来,实现了利用关系数据库对空间数据和属性数据进行一体化管理和存储,这种现象已经成为GIS 平台发展的一个趋势。空间数据引擎(Satial Data Engine),收稿日期:2010-08-15 ISSN 1009-3044 Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.29,October 2010,pp.8168-8169E-mail:jslt@https://www.360docs.net/doc/ce5022600.html, https://www.360docs.net/doc/ce5022600.html, Tel:+86-551-569096356909648168

浅议地理信息系统与空间数据库建设

浅议地理信息系统与空间数据库建设 发表时间:2019-05-06T16:38:47.200Z 来源:《防护工程》2019年第1期作者:蔡云霞 [导读] 对于城市范畴中的所有空间数据,赶着全方位的管理作用,通过对地图的数据化处理,进而实现对各种信息的系统化储存。 内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院内蒙古呼和浩特 010020 摘要:该文阐述了在地理信息系统建设过程中,地图数据库、空间数据库的作用与差别。针对我国现阶段地理信息系统建设的现状,分析了现阶段同时建立与维护空间数据库与地图数据库的必要性。指出了随着空间数据库技术的发展,空间数据库最终将取代地图数据库,同时提供多比例尺地图服务及各种时空尺度的地理信息服务。 一、地理信息系统与空间数据库的相关简介 地理信息系统又称“地学信息系统”,是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行加工处理的技术系统。而所谓的空间数据库,正是以空间数据为基础,力辅这以计算机硬件力量的支撑和扶持,实现对相关数据的处理活动,以实现提供空间动态层面的多元化,从根本上提升城市服务的质量的一种技术操作手段。空间数据库是地理信息系统中的基础与核心元素,对于城市范畴中的所有空间数据,赶着全方位的管理作用,通过对地图的数据化处理,进而实现对各种信息的系统化储存。 二、空间数据库的特点 GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间数据有以下特征。空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。除了通用数据库管理系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。非结构化特征:空间数据不满足结构化的要求。将一条记录表达一个空间对象时,它的数据项有可能是变长的。例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个对象也可能包含另外的一个或多个对象。空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑信息表达了多种的空间关系。该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。海量数据特征:空间数据库是海量数据。由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块或者图幅,垂直方向上分层来组织。由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关系数据库系统难以满足要求。而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。但是存在的问题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。所以GIS 开发商一直在寻找商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。 三、空间数据库构建中的数据分析 空间数据库在实际构建前需对设计的用途以及应用对象进行确认,确保空间数据分析能够为数据库的构建奠定良好的基础。具体数据分析过程中主要体现在三方面,即:首先,做好数据库应用对象的调查工作。通过对应用对象的调查了解信息的需求以及信息处理内容,以此为依据确定空间数据库的构建目标。其次,对数据研究范围进行确定,主要包括区域边界与地理控制点两方面。最后,保证源数据的准确性。为使空间数据库中的数据具有参考价值,需注意综合考虑调查资料与其数学精度,如地物间是否在逻辑上保持一致或图面的相关表示是否准确等。尤其要求在构建前应使各坐标系统进行统一,避免出现数据不统一的情况。 四、空间数据库分类 空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。矢量数据用点、线、面等来描述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。栅格数据用一定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。以前矢量数据以其数据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。现在栅格数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。 五、我国的空间数据库建设问题与改进策略 5.1我国现行基础空间数据库的建设过程 我国在建设地理信息系统的初期,很多人由于对数据库这一概念理解不透彻,导致把地理数据库和空间数据库弄混淆,所以在两个数据库中分别含义对方的数据信息。还有一些空间数据库在设计初期不合理,无法满足地图数据库的要求。为此,在以后的建设过程中采用直接对已有地形图进行数字化,或者在进行地形图生产的同时,利用同一数据源,采用与地形图相同的地理要素建立空间数据库。 5.2现有空间数据库建设存在的问题 由于人们对两个数据库理解的不够透彻,所以在空间数据库后期制作方面也出现了诸多问题。常常出现在同一个区域利用逻辑关系把相关的地理信息分隔开来;在数据库中记录信息不全面,设计结构不合理;在数据库中存在大量人工处理过的地理信息。这样不仅给数据空间带来很大的负担,而且还降低了提供地理信息系统的应用能力。 5.3未来空间数据库建设思路 在充分了解地图数据库和空间数据库之后,知道它们是两种完全不同的数据库。为此,在以后的建设中要集中到这两个方面:其一,对空间数据库的更新和改造。从不同角度出发,提高提取地理信息的速度,数据的精度和准确度;加强管理,对每一条信息进行有效操作;加强对信息的安全把控,防止数据泄露,并进行有效分类,统一标准。其二,对地图数据库的建立和更新。明确地图的符号化,统一标准,提高对数据的挖掘能力,加强地图制图综合能力。当这些问题都得到解决时,就证明了地理信息系统在技术方面有了很大的提高,在信息储存方面也可以及时的更新,不用在大量积攒无用的信息。 六、我国发展地理信息系统与空间数据库建设的基本途径 虽然我国在地理信息系统与空间数据库建设的发展历程中,已经存在了20多年的研究历程,但如令人欲改变停滞不前的初级阶段,仍然需要基本途径的转换和更新。第一,要在新兴的空间数据库的工作上,夯实其更新创造的基础。更新空间数据库,主要包括实现对地理信息速度和精确度的增长,自动化程度的增强,同时也要促进数据系统的人为管理。第二,对于传统通用的地图数据库,也要进行适度的改造,对于地图数据库中的系统功能的优化,主要包括三个方面:图形的符号化动作,以便解决地理信息的合理表示问题;地图制图综

基于SQLServer的空间数据存储器的设计与实现

长春理工大学学报 Journal of Changchun University of Science and Technology 第7卷第3期2012年3月 Vol.7No.3Mar.2012 基于SQLServer 的空间数据 存储器的设计与实现 刘宝娥 (集宁师范学院,内蒙古乌兰察布,012000) [摘 要] 随着信息技术的发展,数据量的逐渐膨胀以及分布式地理信息系统GIS 中的发展,对空间数据以及地理数据 的管理提出了更高的要求,而传统的关系型数据库难以满足空间数据存储以及地理信息系统客户端应用程序连接的需要,由此,应通过以面向实体的数据模型为基础,通过SQLServe 的关系型数据库的管理系统,以相应的功能以及数据引擎技术,实现了对海量空间数据的一体化存储,满足了地理信息系统的实际发展需求。[关键词]SQLServe ;空间数据;存储器;设计;实现 [中图分类号] TP311.132.3 [文献标识码] A [作者简介] 刘宝娥(1975-),女,在职硕士,讲师,研究方向为计算机教学。 空间数据管理包括空间数据模型和空间数据库两个方面的内容体系。当前,地理信息系统基础软件平台所沿用的空间数据模型,从而在一定程度上导致了空间实体关系以及时空变化的相关描述与表达、数据的组织、空间的分析等方面具有较大的局限性,难以满足新时期空间信息系统基础软件平台的以及应用系统发展的实际需要,由于现实对象较多,从而导致了空间关系日渐复杂,要描述空间对象之间的关系需要大量的数据,由此,对空间复杂数据的管理应基于空间数据模型,构建空间数据库系统。通过以地理信息系统软件的发展需求为基础,结合MAPGIS 面向实体的空间数据模型以及SQLServer 数据库的应用特点,实现了利用空间数据引擎实现对空间数据与属性数据的一体化存储方式的设计和实现。 一、空间数据存储器系统设计 (一)空间数据模型 对空间数据模型的研究以及设计在当前地理信息系统(GIS )发展过程中有着重要的作用。空间数据模型MAPGIS 中采用了面向对象的设计原则和思想,通过以地理实体为中心,实现对面向实体的空间数据模型的构建和发展。建立观察范围内部的地理世界的视图模式。该模型以描述实体特性以及实体之间关系为基础,实现对人类理解的地理世界语义环境的模拟。MAPGIS 空间数据模型以地理数据库—数据集—类为数据组织的层次,也就是非空间的实体抽象为了实际的对象,而空间的实体则被抽象地定义为要素,具有同样类型结构的要素构成了要素类,同样类型的对象构成了对象类。若干要素类以及对象类组成了要素集,要素集的汇集则构成了地理的信息数据库。由此,从相应体系的结构上可分为参照系、要素类、对象类、关系类、动态类、注记类、修饰类、要素数据集、子类型、几何网络、域集和规则集。从而实现了对空间数据存储系统的整体设计和系统定义。 (二)空间数据引擎 空间数据引擎(MAPGIS-SDE )实现了空间数据库解决方案,空间数据引擎基于关系数据库系统(RDBMS )以及地理信息系统之间的中间件部分,实现了对空间数据模型到关系数据模型RDBMS 之间的关系映射,并通过关系型的数据库存储以及管理和快速检索的以TB 为单位的海量数据库。空间数据引擎具有以下几个方面的特点: 1.引擎机制。MAPGIS-SDE 在服务器端以及客户端存在分布,客户端以软件的应用为基础,并且未上层的应用客户提供了SDE 接口,实现了对用户标准空间存储、查询以及分析提供了服务体系,承接了客户端需求。服务器端以及客户端之间的数据传输模式采用了异步的缓冲机制,通过服务器端,将所要提取的数据存放入缓冲区,而后整批发向客户端,实现相应的应用模式,从而在很大程度上提高了网络传输的效率。 2.接口技术。空间数据存储以及空间数据服务的核心在于空间数据存储器,为有效保证空间数据存储器的跨平台的特性以及对商业数据库的访问效率的保障,空间数据库的引擎应通过一致性服务接口的提供,针对不同的数据库采用不同接口技术的使用,例如,针对SQLServer 可采用ODBC 和ADO 接口技术。 3.物理部署。空间数据存储系统的引擎,能实现与数据库管理系统服务器部署在同一服务器上,或是分开部署在不同的服务器上,可根据实际的需要对空间存储系统进行相应的部署,从而有效减轻数据库服务器荷载,提高相应数据库的运行效率。 (三)存储器系统架构 空间数据存储器由空间数据库引擎、商业数据库两部分组成。具体实用于空间是数据库。空间数据库引擎实现了对各类空间数据的存储管理。该类数据包括数据字典、表、存储过程等等,并面向用户提供了访问的接口。数据字典提 ----237

数据库基础知识试题(含答案)

数据库基础知识试题 部门____________ __________ 日期_________ 得分__________ 一、不定项选择题(每题1.5分,共30分) 1.DELETE语句用来删除表中的数据,一次可以删除( )。D A .一行 B.多行 C.一行和多行 D.多行 2.数据库文件中主数据文件扩展名和次数据库文件扩展名分别为( )。C A. .mdf .ldf B. .ldf .mdf C. .mdf .ndf D. .ndf .mdf 3.视图是从一个或多个表中或视图中导出的()。A A 表 B 查询 C 报表 D 数据 4.下列运算符中表示任意字符的是( )。B A. * B. % C. LIKE D._ 5.()是SQL Server中最重要的管理工具。A A.企业管理器 B.查询分析器 C.服务管理器 D.事件探察器 6.()不是用来查询、添加、修改和删除数据库中数据的语句。D A、SELECT B、INSERT C、UPDATE D、DROP 7.在oracle中下列哪个表名是不允许的()。D A、abc$ B、abc C、abc_ D、_abc 8.使用SQL命令将教师表teacher中工资salary字段的值增加500,应该使用的命令 是()。D A、Replace salary with salary+500 B、Update teacher salary with salary+500 C、Update set salary with salary+500 D、Update teacher set salary=salary+500 9.表的两种相关约束是()。C

面向空间数据库建设的插件式开发与应用_宋碧波

收稿日期:2014-09-19。项目来源:矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室开放基金资助项目(KLM201411)。 面向空间数据库建设的插件式开发与应用 宋碧波1,张立朝1,石?晶1,郭秀丽1 (1.河南省基础地理信息中心,河南 郑州 450000) 摘?要:针对传统基础地理信息数据库建设过程中工作效率低下、数据质量不易控制等问题,提出数据库建设的插件式开发方式。通过采用ArcGIS Add-In 桌面定制开发技术,实现了数据格式批量转换、智能编辑和专项质检等功能,利用已有成熟商业软件的功能接口,有效避免功能的重复开发。研究成果对实际生产过程中的批量入库和质量控制起到重要的作用。关键词:ArcGIS Add-In ;数据库建设;插件式开发 中图分类号:P208 文献标志码:B 文章编号:1672-4623(2015)05-0086-03 国家测绘地理信息局于2013年在全国范围内实施1∶10 000数据库整合升级项目[1],在对DLG 数据建库的过程中,主要涉及坐标转换、格式转换、分类代码转换、要素编辑、属性项编辑、数据结构重组等一系列数据编辑、转换与质检工作。常规作业方式主要采用手工处理,从而导致数据量大、效率低、数据结构不统一、数据质量难以控制等问题[2]。采用程序建库的方式能够有效解决上述问题。借助程序读入数据可有效避免手工入库效率低下的问题。然而,目前采用程序入库方式主要基于组件式开发,不仅开发周期长,并且不能有效利用已有程序的接口,从而造成已有程序功能的浪费,重复开发的现象普遍存在[3]。 鉴于上述情况,本文提出一种地理信息数据库建设的插件式开发方式。采用ArcGIS Add-In 桌面扩展功能开发,实现数据格式转换、编辑、质量检查等功能,解决数据库建设中效率低下、结构不统一、质量难以控制等问题。 1?ArcGIS?DeskTop?Add-In 早期ArcGIS(8.0之前版本)通过使用ArcInfo Workstation 提供的宏语言AML 来进行单纯的二次开发,ArcGIS10.1及以后版本中不再支持Workstation 环境。基于ArcObject 组件进行C/S 开发主要分为基于ArcGIS Desktop 进行自定义应用扩展和利用ArcGIS Engine 建立自己的应用等。ArcGIS Desktop 桌面应用扩展开发分为客户定制开发、VBA 开发和使用编程语言进行嵌入式开发。客户定制开发只需对已有工具进行重新组合即可;基于VBA 开发可以实现大部分功能的定制,ArcGIS10.0以后版本中将不再包含该模块;基于ArcObject 的开发方式,利用支持COM 的 编程语言进行系统功能开发,通过对编译后的DLL 进行注册,从而将该功能添加到系统中。另外,为了满足用户在数据批处理及功能定制方面的需求,ArcGIS ToolBox 提供了模型制作、编写脚本工具等方式,通过对已有工具进行重组合实现数据的流程化处理,或利用Python 语言编写脚本工具实现数据的批处理,这从一定程度上减少了用户处理数据的负担。 ArcGIS Add-In 是ArcGIS 10.0以后提供的一种全新的桌面定制开发方式,它能够根据用户需求快速扩展桌面功能,与VBA、Engine 等开发方式相比具有易创建、易共享、更安全、易安装管理等突出特点[4]。在ArcGIS Desktop 原有功能基础上根据实际需求进行特殊功能的定制开发,扩展桌面上现有功能,最大程度满足用户的操作需求。基于Add-In 的开发模式使程序开发周期大大缩短,能够直接享用已有功能,并且使界面交互功能的开发更加简单,开发过程、呈现形式更加灵活。考虑到Add-In 的以上优势及实际生产任务在时间上的紧迫性,最终采用该方法对ArcMap 桌面功能进行扩展以解决实际生产问题。 2?总体设计与功能实现 1∶10 000基础地理信息数据库建库项目中存在大量数据的格式转换、坐标转换、投影信息编辑、要素几何及属性信息编辑、几何及属性精度控制、图层结构与拓扑关系检查等工作,是项目实施过程中的主要工作内容,占用时间较多。以上归纳起来可以分为数据转换、数据编辑、质量检查3类。2.1?数据转换 数据转换主要包括常用数据格式间的转换和同一椭球基准下坐标系统间的转换。不同数据采集系统间或同一软件系统中都涉及到数据存储格式转换的问

关系型数据库存储空间数据的研究和应用

https://www.360docs.net/doc/ce5022600.html, 关系型数据库存储空间数据的研究和应用 李敏 长安大学汽车学院西安 710054 胡群袖 中南大学信息科学与工程学院长沙 410083 lilacesuefvy@https://www.360docs.net/doc/ce5022600.html, 摘要:对空间数据库的研究是当前的GIS领域的一个热点。本文对于空间数据在关系数据库中的存储表示和查询过程进行了研究,开发出关系型数据库与MapGIS应用程序之间的中间件,能够将MapGIS明码文件数据转储到SQL SERVER数据库中,并从数据库中读取数据进行显示查询。 关键字:空间数据库,中间件,数据转储, MapGIS明码文件 1. 引言 空间数据是地理信息系统的血液,而如何有效地存储空间数据就成为地理信息系统的核心问题。受以往数据库的限制,空间数据和属性数据是分开存储的,随着GIS应用向分布式管理系统领域的转移,在数据共享、网络通信、并发控制等方面出现了许多难以解决的问题。大型关系型数据库技术的日益完善,促使GIS软件都在向集成管理的方向发展,即充分利用关系数据库管理系统的优势,真正实现了空间数据一体化管理。在空间数据库的数据模型中能提供空间数据类型和查询语言,支持空间关系、空间特征和空间操作。在空间数据库的实施中支持空间数据类型,可进行有效的检索和索引,支持空间选择和空间连接[1]。 利用现有的成熟关系型数据库技术进行空间数据的管理,涉及到怎样将空间数据导入到关系型数据库中,数据库的逻辑模型等方面。本文结合当前的关系型数据库开发出一个中间件,将MapGIS的明码数据文件转储到关系型数据库中,使MapGIS应用程序能够通过中间件实现对数据库中的图形数据进行显示和查询。 2. 空间数据库 空间数据库管理技术是当前数据库领域的一个研究热点。目前GIS软件与大型商用关系型数据库管理系统(RDBMS)的集成采用面向对象技术和中间件技术两种方式来实现[2]。 面向对象技术是指通过对象的行为(空间数据操作)来控制对象的属性(空间数据及其属性数据),克服空间数据的非结构化特征。如MapInfo公司的SpatialWare是第一个在“对象-关系”型数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统。它不仅实现了在数据库中存储空间数据类型的目标,而且建立了一套基于标准SQL的空间运算符,使得空间查询和分析能在服务器端进行。其高效的基于R-Tree的空间索引技术,保证了空间查询的快速性和准确性。 中间件是GIS平台与空间数据库之间的转换层,通过中间件的作用,将不同的操作系统平台和数据库平台的差异之处屏蔽在中间件之后,将面向空间数据管理及应用所需的技术高度专业化地实现出来,供不同的客户端高效地共享和互操作。数据访问中间件为异构空间数据的共享和互操作性提供了良好的解决方案,通过提供统一的访问接口和操作模式,屏蔽 - 1 -

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)

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