空间信息数据库第1章

空间信息系统（Spatial Information System,SIS）是地球空间信息科学 （Geo-Spatial Information Science-Geomatics）的技术系统，它是基于计 算机技术和网络通信技术的解决与地球空间信息有关的 数据获取、存
储、传输、管理、分析与应用等问题的信息系统。
能够理解空间相关的信息的表示、模型和它在日常生 活中的使用 掌握空间信息系统和空间数据库的相关理论和技术
能够综合利用现有的工具处理空间相关的数据和把学 到的知识运用到实际的应用中 作业
期末大作业
三．时间安排
32学时, 讲课为主 上机(20%)，作业及平时（30%）， 期末（50%）。 上课时间：单周四上午8:30—10:05， 双周一下午16:20—17:55， 地点：二教B115
1.2.2 空间数据的基本类型
空间数据的基本类型
点：零维，抽象的一个孤立点。点数据可以是以单独地物目标 的抽象表达，也可以是地理单元的抽象表达 线数据：一维，它只记录长度数据一个特征。某些地物可能具 有一定宽度，例如道路或河流，也可以把它抽象为线
1.1.5 空间信息技术的发展

空间信息技术涉及卫星通信、航天航空遥感、卫星定位技 术和地理信息系统技术等专业领域，内容包括空间信息的 采集、存储、分析、管理等，发展趋势在以下方面： 数据采集：包括全球对地观测能力不断增强、国际竞争和 合作及多极化发展、遥感卫星的专业化和综合集成化等， 以综合各种数据采集方式，将GPS、RS和GIS技术融合， 实现实时、快速地提供目标空间位置，实时或准实时地提 供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面上的 各种变化，及时地对空间数据进行更新；完成对多种来源 的时空数据的综合处理、集成管理、动态存取。卫星遥感、 航天航空、地面测量，以及各种新型的传感器，提供了全 天候一体化的空间信息采集模式。
四．教材与参考书


空间信息数据库，牛新征/张凤荔/文军，人民邮电出版社， 2duction to Geographic Information System (地理信息系统导论), Kang-tsung Cha（著）/陈健飞（译），McGraw Hill，2006



宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区
域经济发展服务。



宏观决策支持
空间信息系统的应用
Emergency Services – Fire & Police Environmental – Monitoring & Modeling
Business – Site Location, Delivery Systems
Administration
1.1 空间数据与空间信息
空间数据
空间信息技术
空间数据库 空间信息系统 空间信息技术的发展
1.1 空间数据与空间信息

数据是描述现实世界事物的符号记录，是用物理符号记录的 可以鉴别的信息
信息是人们消化理解的数据，是人们进行各种活动所需要的 知识，抽象概念 数据处理 是对数据的收集、存储、加工、分类、检索、传播 等一系列活动 信息=数据+处理 空间数据库中，数据可以是一个数值，也可以是一组符号。 本书中，空间是指地理环境或地球表层空间，是地理信息系 统表达和研究的对象
1.2 空间数据包含的内容

空间相关的数据包括两个部分：空间位置数据或地理位 置相关的数据和表示该位置数据特征的属性数据 空间数据或位置数据：一种用点线面以及实体等基本空 间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。表 现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及空间 关系 属性数据：表现了空间实体的空间属性以外的其他属性 特征，主要是对空间数据的说明


引子

空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其 分布特征诸多方面信息的数据，用它描述现实世界的实体， 并具有定位、定性、时间和位置关系等特性。
数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也 是有用最广泛的技术之一 空间数据库 = 空间数据 + 数据库（技术的融合）



空间信息系统= 计算机软硬件、各类空间数据及其模型库 和用户组成的， 为用户各种提供服务。

1.1.2 空间信息技术

空间信息：是反映地理实体空间分布特征的信息，空间
分布特征包括实体的位置、形状及实体间的空间关系、
区域空间结构等。空间信息只有和属性信息、时间信息 结合起来才能完整地描述地理实体

空间信息技术 （ Geotechnologies ）被看成是世界上继生
物技术（ Biotechnology ）和纳米技术（ Nanotechnology ） 之后，发展最为迅速的第三大新技术
空间信息数据库
计算机科学与工程学院
罗亮 luoliang@
办公室: 清水河校区主楼 A2-408
本门课的内容和要求
一．内容 空间信息系统中， 空间数据、空间数据的采集 和处理的基本概念和相关技术 应用方法, 空间 数据库的关键技术, 相关理论和应用
本门课的内容和要求
二．要求
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 概述 GPS数据采集 RS遥感数据采集 GIS数据采集 空间数据的编辑与处理 数据质量
4.7
4.8
数据入库
3S集成技术
Homework 4
第一章 空间信息系统概述
第一章 空间信息系统概述

1.1空间数据与空间信息 1.2空间数据包含的内容


1.3空间数据结构
1.4 空间数据库 1.5空间信息系统 1.6空间信息系统及其发展 1.7空间数据库和不同应用领域的结合 1.8GIS工具介绍
引子

三万五千年前，克鲁马努猎人就已经在现在法国拉斯科附 近的洞穴岩壁上用有意义的标识符来描绘其生活的迁移路 线
约翰·斯诺在1854年，用点来代表个例，描绘了伦敦的霍乱 疫情，这可能是最早使用地理方法的位置。 1967年，世界上第一个真正投入应用的地理信息系统在加 拿大安大略省的渥太华研发。用于存储，分析和利用加拿 大土地统计局收集的数据。
息来寻找时间分布规律，进而找出相关的规律来指导人
们的生活
1.2.2 空间数据的基本类型
空间数据的种类（根据空间数据的特征）：
属性数据：描述空间数据的属性特征，也称非几何数据。 目的是回答“是什么”，如类型、等级、名称、状态等
几何数据：描述空间数据的空间特征，也称位置数据。 回答“在哪里”，如用x、y坐标来表示 关系数据：描述空间数据之间的空间关系，包括相对关 系、绝对关系和方位关系等，如空间数据的相邻、包含、 方位顺序等，包括拓扑关系、方位关系、度量关系等
空间信息系统的应用
所谓空间信息系统的应用就是人们应用GIS对地 球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息 进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环 境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空 间联系 和空间过程的演变规律，使它成为国家

测绘与地图制图 资源调查与管理 城乡规划 灾害监测 环境保护 国防
基础
Outline
第一章 第二章 第三章 第四章 空间信息系统概 空间数据基础 空间数据库 空间数据采集与处理
第一章 空间信息系统概述
1.1 1.2 1.3 1.4 空间数据与空间信息 空间数据包含的内容 空间数据结构 空间数据库
1.5
1.6 1.7 1.8
空间信息系统
空间信息系统及其发展 空间数据库和不同应用领域的结合 GIS工具介绍

1.1.5 空间信息技术的发展

存储：将由聚合型数据库存储逐渐向发散型演变，大型数 据库向微型数据库转变 分析：智能化、网络化 管理和存储：网格数据管理、移动数据管理、数据流管理 等



空间信息的采集、存储、分析、管理等技术都具有一定联 系，各种技术和理念都能相互运用，它们的任何一个方面 或多个方面的进步都将促进整个空间信息科学的发展
需要按照指定的区域进行信息的合并或划分。
1.2.1 空间数据的特点
多维性：

在二维空间的基础上扩展多个专题的多为结构。在一个
坐标位置上可以有多个专题和属性信息。

例如 ：在一个地面点上，可取得高程数据、污染数据、
交通流量数据等多种数据
1.2.1 空间数据的特点

动态性：
地理空间信息的动态变化特征即时序特征。按照时间尺 度将地球表面的信息划分为超短期的、短期的、中期的 、长期的、超长期的等，使地理信息以时间尺度划分成 不同时间段信息 ，空间信息的及时采集和更新是必须的， 并根据多时相、区域性指定特定的区域得到的数据和信
本课程的教学目的和要求
掌握采集（包括GIS\GPS\RS数据的采集和处理）、编辑、 组织、管理、分析、输出等
了解空间信息数据库的发展与趋势
通过该门课程的学习，使学生掌握空间信息数据库以地理 信息系统为原形系统的基本原理、基本方法与常用 GIS 软 件的操作 ，为相关空间数据的开发应用打下理论和实践的
本课程的教学目的和要求
掌握空间信息系统和空间数据库的概念，了解空间信息数 据库的组成和基本功能 理解概念框架、GIS组成、基本功能、空间数据库的概念、 空间数据模型、基于关系和基于对象的空间数据库的设计 与实现技术，空间数据的组织、索引、存储和查询等 掌握空间信息数据的采集、存储和数据处理流程与方法
Homework 1
第二章 空间数据基础
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 空间坐标系统 空间实体 空间数据的基本特征 空间数据结构 矢量数据结构 栅格数据结构 栅格和矢量数据结构的比较