5.3-GIS数据库设计

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GIS数据库设计

GIS数据库设计

GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 1、几个概念 (1) 实体类型(对象类型)
表示一类相似的对象。是对实体(对象)的 抽象,而不是具体的某一个实体(对象)。 实体类型间通常具有某些相互关系。 (1:1;1:n;n:n) (2) 实体类型的实例 是指具体的某一个实体。
城镇(实体类型)≠九江镇
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 5、实体-联系模型(E-R模型)建立GIS概念模型
注意:空间信息的处理方法:(P87) ①可以将空间信息作为实体的属性考虑 ②也可以设计为实体类型,特别是设计空间信息 的复杂结构时,应建立各类空间实体。
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 6、空间数据分层
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 4、概念设计的一般步骤和方法 (5) 对象类型的调整 对象类型较多时,对象类型的划分及其定义难免会有矛盾 和冲突,需进行协调。
注意:对象类型调整后,相应的属性也要进行调整。
(6) 几何表示 确定对象的几何表示类型,以及使用哪些基本几何要素。
原则上:应用领域决定了对象的几何如何表示。成本和更 新等因素对几何表示也有影响。 实践中常用的: 矢量表示:点、线、面 栅格表示
基于GeoDatabase的数据库设计
二、 GeoDatabase 模型
3、 Geodatabase中的信息类型:
(4) 表:同纯关系数据库中的表。 (5) 子类(subtype):在要素类内部可以划分若干个次一级的 组,每个组是一个子类。每个子类有其自己的完整性规 则和GIS行为。 (6) 关系(relationship):是一种表(或要素类)与表(或要素类) 之间的联系机制。关系类建立在对象(或要素)类之间,由 •通过建立这些关系类,可以改善数据库查询机制,提高 一个对象(或要素)类指向另一个对象(或要素)类。使用关 数据查询检索效率。 系可以使两个表(或要素类)关联起来,操作一个表中的数 据可以改变另一个表中的数据。

5.3 GIS的数据库及其应用

5.3 GIS的数据库及其应用
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该地图是曹妃甸新区示意图,试将该 图在GIS软件中用图层显示
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3.数据库管理系统
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, 是用于建立、使用和维护数据库,简称DBMS。
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数据库管理系统组成部分
(1)模式翻译 (2)应用程序的编译 (3)交互式查询 (4)数据的组织与存取 (5)事务运行管理 (6)数据库的维护
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地理数据按图层分解实例1
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(Layer 1:背景图层;Layer 2:流域图层; Layer 3:河流图层;Layer 4:电站图层)
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地理数据按图层分解实例2
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对于同一数据集,你可以创建多个图层。每 一个图层都可以表现一个属性值的情况。
以上这些地图分别表示南美洲国家的人口寿命、 水质和人口增长率。
在GIS数据库中,一般采用横向按图幅和纵向 按图层数据组织方法。
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数据库与图书馆的比较
数据库
数据 数据模型 数据的物理组织 数据库管理系统 外存 用户 数据存放
图书馆
图书 书卡编目 图书存放规则 图书管理员 书库 读者 图书借阅
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GIS数据库与事务数据库
一般事务数 据库
属性数据; 以表格形式存储和管理; 无空间概念
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6.应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然 或人为灾害时,如何安排最佳的人员撤离路线、 并配备相应的运输和保障设施的问题。
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7.地学研究与应用 (Application in GeoScience)

第六讲 GIS的数据库设计

第六讲 GIS的数据库设计

投影和坐标系统选择的一般原则:


1)在经常需要投影变换而且覆盖面积较大的 情况下,应该使用地理坐标系统。 2)笛卡儿坐标系统对于小面积和一个固定的 坐标系最为适合。 3)根据研究区的形状来选择变形最小的投影。 4)如果有地区标准的话,应该使用地区标准。 5)如果研究区的面积很重要时,可以考虑使 用一种等面积的投影进行面积计算,而数据在 存储时可以使用另外一种投影。
各种数据的评价
1)数据一般状况评价




①数据的目前状态:包括数据是否已有电子版,工是否有机构正 在生产数据电子版。 ②数据是否是一种标准形式:主要指该类数据是否在各政府机构 式或商业团体生产的数据的标准化之列。 ③数据是否可以直接GIS使用:常常某些数据需要经过一定的处 理以后才能与数据库中定义的数据相符合。 ④数据的原始性;有些数据是由其他更原始的数据推导、综合而 来。 ⑤数据的可替代性:常常对一种所需要的数据来说,会有多种来 源,有些容易获得,有些则较难在决定使用哪一种时,应该将各 种可能来源的数据均加以收集并仔细比较,再做定论。 ⑥数据与其他数据一致性:覆盖的地区是否一致比例尺是否相同, 数据的地理控制点是否符合数据库的要求,在整个地区是否一致, 投影是否与要求符合等
用户需求分析

GIS数据库开发应该主要了解下面的内容: 1)明白即将开发的GIS所支持的各种功 能; 2)了解系统要求的数据内容和行为; 3)了解数据之间的关系和优先次序;这 些信息有利于制定数据库的开发实施计 划。 4)了解数据库和GIS的整体要求和蓝图。
现状调查
1)在访谈以前将各种问题以表格、问卷或其他书面形式 写出来。 2)避免不必要的细节,着重了解预定的内容。 3)整个访谈应由GIS专业技术人员掌握,控制进度,保 持良好的访谈气氛。 4)尽可能在对方工作的地方进行,以便对方可以随时提 供必要的资料和过程。 5)让对方告知轻重次序,以便于在实施过程中决定执行 次序。 6)注意负面意见,但不要急于作答。 7)对于自己不熟悉的领域可以使用录音机、录相、照相 等。

GIS数据库设计

GIS数据库设计

第五章 GIS数据库设计
(4)数据独立性原则 分为数据的物理独立与数据的逻辑独立。数据的物理独 立性是指数据的逻辑结构独立于数据的物理结构。逻辑独立 性是指用户数据独立于数据的逻辑结构。
(5)标准化、独立化原则
要合理规定数据库的名称,提供稳定的空间数据结构, 对系统涉及的专题数据全面分析和统一规划,进行正确的分 类和编码,使空间数据规范化、标准化。
第五章 GIS数据库设计
(2)概念设计
以用户需求为依据,以需求分析为基础,把用户的需求 加以解释,将需求分析中收集的信息和数据进行分析和抽象, 并用概念模型表达出来的过程。
(3)逻辑设计
把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统提供的工 具映射为计算机系统为数据库管理系统所支持的数据模型, 概念模型被匹配到特定的数据库管理系统,并用数据描述语 言描述出来。
(3)对现实世界模拟的精确程度。模拟现实世界的精确程 度取决于两方刚的因素:一是所用数据模型的特性、二是数 据库设计质量。
第五章 GIS数据库设计
(4)能被某个数据库管理系统接受。在设计中,应了解数 据库管理系统的主要功能和组成。尽管数据库管理系统的功 能因不同的系统而有所差异,但一般都应具有以下主要功能。 ➢ 数据库定义功能:提供定义概念模型、外部模型和内部 模型的能力,勾画出数据库的框架。 ➢ 数据库管理功能:包括对整个数据库的运行控制、数据 存取、更新管理、数据完整性及有效性控制和数据共享时的 并发控制等。 ➢ 数据库维护功能;包括数据库重新定义、数据重新组织、 性能监督和分析以及发生故障时恢复运行等。 ➢ 数据库通信功能:包括与操作系统的接口处理,与各种 语言的接口以及与远程操作的接口处理等。
(4)物理设计 根据概念设计的结果以及计算机提供的手段,设计数据 库的文件结构、存取路径等。

GIS数据库设计

GIS数据库设计
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三、GIS数据库概念设计
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三、GIS数据库概念设计
②对数据表进行规范化
一般性检查和规范处理 形成数据表结构设计文档
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ห้องสมุดไป่ตู้SGIS
三、GIS数据库概念设计
③定义主关键项和外部关键项;
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三、GIS数据库概念设计
自底向上
逐步扩张
混合模式
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三、GIS数据库概念设计
5、GIS数据库的划分
基础数据库
空间数据库
专题数据库
影像数据库
属性数据库
基础属性库 编码属性库
专题属性库 多媒体属性库
模型库 历史数据库
知识库 数据仓库
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三、GIS数据库概念设计
关系模型表设计过程
①设计相互关联的表格; ②对数据表进行规范化; ③定义主关键项和外部关键项; ④使用实体关系模型来定义关系; ⑤关系表的再规范化。
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三、GIS数据库概念设计
①设计相互关联的表格
●唯一性:在每个表中,每个记录的关键项均必须是唯一的; ●不变性:不含有其他方面的信息; ●纯粹性:不含有其他方面的信息; ●不重复性:不会被重复使用,即某一个值被删除后,不会再被使用; ●可获得性:需要时便可以拿来到此信息。
三、GIS数据库概念设计
➢关系模型
数据的逻辑结构为满足一定条件的二维表。二维表是同类实体的各种属 性的集合,每个实体对应于表中的一行,在关系中称为元组,相当于通 常的一个记录;表中的列表示属性,称为域,相当于通常记录中的一个 数据项。

测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧

测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧

测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧随着信息技术的不断发展,地理信息系统(GIS)在测绘技术中的应用日益广泛。

GIS的核心之一就是数据库,它为测绘技术提供了强大的数据管理和分析能力。

本文将探讨GIS数据库建设与管理的技术方法与技巧,以期为测绘技术工作者提供一些实用的指导。

一、GIS数据库的建设GIS数据库的建设是GIS应用的基础,它不仅需要考虑数据的规划与设计,还需要考虑如何有效地收集、整理和管理数据。

1. 数据规划与设计在进行GIS数据库的建设之前,首先需要进行数据规划与设计。

这包括确定需要收集和整理的数据类型、数据结构和数据格式。

例如,如果建设的GIS数据库用于土地利用规划,那么需要收集的数据可能会包括土地利用现状、土地所有权、土地利用规划等。

在设计数据结构时,应考虑数据的层次结构和关系,以便实现数据的有效管理和查询。

2. 数据收集与整理数据收集与整理是GIS数据库建设中非常重要的一步。

可以通过调查、测量、遥感等手段获取需要的数据。

一旦获得数据,就需要进行整理和清洗,以确保数据的质量和完整性。

在整理数据时,还可以利用数据转换和数据处理工具,将数据转换为GIS数据库所支持的格式和结构。

3. 数据库建立与导入在完成数据的整理之后,需要选择合适的数据库管理系统(DBMS)来建立GIS数据库。

常见的DBMS包括Oracle、PostgreSQL、MySQL等。

建立数据库时,应考虑数据的安全性、可扩展性和性能等因素。

一旦数据库建立完成,需要将整理好的数据导入数据库中,并进行索引和优化,以提高数据查询和分析的效率。

二、GIS数据库的管理GIS数据库的管理是确保GIS系统正常运行和数据可靠性的重要环节。

它包括数据更新、数据维护和数据备份等方面。

1. 数据更新GIS数据库需要及时进行数据的更新,以保持数据的准确性和时效性。

更新的方式可以包括手动输入、数据采集、数据传输等。

在进行数据更新时,应注意对已有数据进行版本控制和备份,以免出现数据冲突和数据丢失的情况。

GIS数据库的建立

GIS数据库的建立

4.物理坐标与用户坐标的转换 (续)
•转换的实质是建立两个坐标系之间的数学关系 •转换的意义: 1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标 2.实现多幅图,包括不同比例尺地图的拼接或叠置 3.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变 形等) •转换通过配准来实现
5.MapInfo环境下栅格图像的配准
y’’
y’’’
Y y’ ●P x’ θ
O’ (a0,b0)
O
x’’ x’’’
X
X = x’’’ + a0 Y = y’’’ + b0
x’’’ = y’’* cos (θ) - x’’ * sin (θ)
y’’’ = x’’* cos (θ) +y ’’ * sin (θ)
y’’ = y’* Sx y’’ = y’* Sy
设:U=∑△d2=∑△X2+∑ △Y2
U=∑[x-( a0 + a1x’ + a2y’)]2 +∑ [y-( b0 + b1x’ + b2y’ )] 2 分别对未知数ai、bi求导,并令各导数为零,则可得:
∑x = n a0+a1∑x’+a2∑y’ ∑xx’ = a0 ∑ x’+a1∑x’2+a2∑x’y’ ∑x’y’ = a0 ∑y’ +a1∑ x’y’+a2∑y’2 ∑y = n b0+b1∑x’+b2∑y’ ∑xx’ = b0 ∑ x’+b1∑x’2+b2∑x’y’ ∑x’y’ = b0 ∑y’ +b1∑ x’y’+b2∑y’2
1. 物理坐标(续)
②扫描图象坐标
Ymax = 行数 =
图纸宽度 分辨率
Xmax = 列数 =

GIS数据入库毕业设计

GIS数据入库毕业设计

GIS数据入库毕业设计GIS数据入库毕业设计GIS(地理信息系统)是一种将地理空间数据与属性数据相结合的技术,被广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理等领域。

作为一名地理信息专业的毕业生,我选择了GIS数据入库作为我的毕业设计课题。

本文将从设计目标、数据收集、数据处理和结果展示等方面阐述我的毕业设计。

设计目标我的毕业设计旨在构建一个高效、可靠的GIS数据入库系统,以便将大量的地理空间数据和属性数据整合并存储在一个数据库中。

通过这个系统,用户可以方便地对数据进行查询、分析和可视化展示,从而提高地理信息的管理和利用效率。

数据收集为了完成毕业设计,我首先需要收集各种地理空间数据和属性数据。

地理空间数据可以通过卫星遥感、GPS测量等方式获取,包括地形地貌、土地利用、交通网络等信息。

属性数据则是与地理空间数据相对应的属性信息,如人口统计数据、经济指标等。

我将通过调研、实地考察和数据采集等方式获取这些数据,并进行初步的处理和整理。

数据处理数据处理是GIS数据入库的关键步骤之一。

在我的毕业设计中,我将采用ArcGIS软件作为主要的数据处理工具。

首先,我将对收集到的地理空间数据进行预处理,包括数据格式转换、数据清洗和数据校正等。

然后,我将对属性数据进行整合和标准化,以便与地理空间数据相匹配。

最后,我将使用数据库管理系统(如MySQL、Oracle等)将处理后的数据进行入库操作,并建立相应的数据表和索引,以提高数据的存取效率。

结果展示为了将入库的GIS数据有效地展示给用户,我将设计一个用户友好的界面,并开发相应的数据查询和分析功能。

用户可以通过该界面进行地理空间数据的可视化展示、属性数据的查询和统计分析等操作。

我将借助WebGIS技术,将数据展示在地图上,并提供交互式的功能,如缩放、平移和标注等。

此外,我还将开发一些特定的功能模块,如路径规划、空间分析等,以满足用户不同的需求。

总结通过我的毕业设计,我将深入理解GIS数据入库的原理和方法,并掌握相关的技术和工具。

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• 组织有序、层次分明 • 最小冗余度原则 • 具有足够的数据吞吐量 • 数据独立性原则 • 标准化、规范化原则 • 可扩展原则 • 系统可靠性、安全性与完整性原则
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.4 GIS数据库设计过程 ➢ 以用户的需求为先,兼顾数据的特点,才会设计出成功的数
据库。 ➢ 设计过程
➢ 据库概念化设计主要任务 • 概念数据库模式设计和事务设计。 • 模式设计 ✓ 以需求分析阶段所提出的数据要求为基础,对用户需求描述的 现实世界通过对其中信息的分类、聚集和概括,建立抽象的高 级数据模型(如E-R模型),形成概念数据库模式。 • 事务设计 ✓ 考察需求分析阶段提出的数据库操作任务,形成数据库事务的 高级说明。
5.3-GIS数据库设 计
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.1 GIS数据库设计概念 5.1.2 GIS数据库设计目标 5.1.3 GIS数据库设计原则 5.1.4 GIS数据库设计过程
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.1 GIS数据库设计概念 ➢ 数据的定义
• 是GIS的“血液”。 • 数据的存储模式、管理方式直接影响GIS系统执行效率
和系统安全等方面。 • GIS的空间数据库设计是GIS软件设计的核心内容。 ➢ 数据库设计是把现实世界中一定范围内存在的应用处理和 数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.3 GIS数据库设计原则 ➢ GIS数据库设计是系统设计的核心,是GIS系统实现的前提,
也是衡量GIS系统品质的一个重要因素。设计数据库时应遵 循以下原则:
|1.概念模型设计——数据库概念化设计|
5.2.1 概念模型设计
➢ 数据库概念化设计是从抽象的角度来设计数据库,这种信息结构设计是 从用户的角度对现实世界的一种信息描述,它独立于任何DBMS软件和硬 件。概念设计的结果是对现实世界或地理实体的信息化概念模型,它由 构造实体的基本元素以及反映这些基本元素之间联系的信息所组成。
• 需求分析 • 概念设计 • 逻辑设计 • 物理设计 • 数据库实施
第1节 GIS数据库设计概述
➢ 空间数据库需求分析包括三个步骤:
• 用户需求调查 • 分析空间数据现状 • 系统分析
第2节 GIS数据库设计
5.2.1 概念模型设计 5.2.2 逻辑模型设计 5.2.3 物理模型设计
第2节 GIS数据库设计
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——方法和步骤|
➢ 设计概念结构的方法:
• 自顶向下 • 自底向上 • 逐步扩张 • 混合策略
✓ 其中最常采用的策略是自底向上方法。即自底向上地进行需求 分析,然后再自底向上地设计概念结构。但无论采用哪种设计 方法,一般都以E-R模型为工具来描述概念结构。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
• 绘制空间E-R图 ✓ 根据提取、抽象和概括出的系统实体、实体属性及实体关系绘制空 间E-R图。
• 空间E-R图优化 ✓ 因为空间E-R图涉及的实体、属性及关系复杂,在实际应用中,往 往需要根据数据的关联程度将它们划分成许多小的单元,分别绘制 E-R图。因此,最后需要根据划分的标准和原则对这些单元的E-R图 进行综合,并对其进行调整和优化,使其能够无缝地形成为一个整 体。
• 客观事物的抽象,可以被唯一地标识。 • 这些客观事物可以是任何一类的人、物或概念,是信息系统管理、操
作的对象。 ➢ 属性(Attributes)
• 实体的特征。 • 一个实体总是通过其属性来描述的,对实体的管理和分析的操作是通
过对属性的操作来实现的。 ➢ 识别实体与属性的原则:
• 如果数据类相对独立,并可唯一标识,且具有自己的属性,则该数据 类可能是一类实体。
➢ 自底向上设计概念结构步骤:
• 抽象数据并设计局部视图 • 集成局部视图
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——方法和步骤|
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
➢ E-R模型设计定义: • 构建信息系统或数据库概念模型的一种有效工具或有效方法(也称 为E-R方法)。 • 由Peter Chen于1976年提出,强调实体间的关系,而非实体的属性 。 • 该方法用实体、属性、关系/联系来描述现实世界,并在此基础之上 转换为数据模型。
• 如果它仅是某类实体的特征,则它是一类属性。 • 如果数据类与已识别的实体间存在关系/联系,则该数据类(已是一
类实体的属性除外)可能是一类实体。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
➢ 关系/联系(Relationship) • 实体之间的联结称之为关系或联系。 • 实体和属性是数据库的存储对象。 • 关系是数据库所要进行的查询操作。 ✓ 因为现实世界中的客体是彼此联系的,因此信息世界中的实体间 也是有联系的。例如,职工和单位之间是存在联系的,职工在单 位中工作,属于该单位,而单位又必须有职工。
➢ 关系的种类 • 拥有/属于关系、集/子集关系、父/子关系、实体的组成关系。 • 一对一、一对多、多对一、多对多等关系类型。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
➢ 基于空间E-R模型设计空间数据库步骤 • 确定一般实体和地理实体 ✓ 通过用户需求调查与分析,提取和抽象出空间数据库中所有的实 体,包括一般实体和空间实体。 • 确定实体属性 ✓ 对提取和抽象出来的实体通过定制其属性来进行界定,即确定各 个实体的属性。要求尽可能减少数据冗余,方便数据存取和操作 ,并能实现正确无歧义地表达实体。 • 确定实体间所有联系 ✓ 根据系统数据流图及实体的特征正确定义实体间的关系,这一步 骤是保证空间数据正确处理和操作的关键,因此,在定义过程中 要仔细求证,确保无误。
➢ E-R模型组成 • 实体、关系和属性。
➢ E-R模型设计目的 • 试图建立统一的数据模型,以概括层次、网状和关系三个传统数据 模型。 • 作为三种传统数据模型相互转换的中间数据模型。 • 以比较自然的方式描述现实世界。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计| ➢ 实体(Entity)
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