空间数据库技术应用电子教材-数据入库
空间数据库
2019/5/29
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网络数据库模型
网络模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连 接关系，是具有多对多类型的数据组织方式 。
学校名称 西北大学
系名 教师数 学生数 研究生
城资系系系名名
教师数 学生数 研究生 52教师数 300学生数 70研究生
地质系 化学系
49
257
71
学号 姓名 年级 籍贯
系名 00231系2 名
基本出发点就是以对象作为最基本的元素，尽可 能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析 和解决问题。
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基本概念
对象：是对客观世界实体的抽象描述，由信息（数据）和对 数据的操作组合而成。
类：是对多个相似对象共同特性的描述。
消息：是对象之间通信的手段，用来指示对象的操作。分公 有消息和私有消息。
2、记录：由若干相关联的数据项组成。
文件：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体 值的集合。
4、数据库：是比文件更大的数据组织。数据库是 具有特定联系的数据的集合，也可以看成是具有 特定联系的多种类型的记录的集合。数据库的内 部构造是文件的集合，这些文件之间存在某种联 系，不能孤立存在。
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数据间的逻辑联系
数据间的逻辑联系主要是 指记录与记录之间的联 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)
A
B
A
B
A
B
A
B
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A
B
A
B
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数据模型
数据模型是数据库系统中关于数据和联 系的逻辑组织的形式表示。
空间数据库技术应用电子教材-空间数据库维护
空间数据库维护数据库试运行合格后，数据库开发建设工作就已基本完成，即可投入正式运行。
但由于数据库应用环境在不断发生变化，因此，需要定期对空间数据库进行维护。
空间数据库的维护工作主要由 DBA 完成，主要包括：1.数据库的备份和恢复数据库的转储备份和恢复是系统正式运行后最重要的维护工作之一。
DBA 要针对不同的应用要求制定不同的备份计划，以保证一旦发生故障能尽快将数据库恢复到正常状态，并尽可能减少数据库的破坏。
数据库备份的方法主要有以下3 种：（1）逻辑备份逻辑备份是使用软件技术从数据库中提取数据并将结果写入一个输出文件，逻辑备份因其灵活性而受到开发人员的青睐。
但是，对一个数据库管理员来说，逻辑备份只是点的逻辑，它只能描述数据库在一点上的逻辑结构；然后抽取这些逻辑对象写入到一个或者多个输出文件中，不能记录事情发生的连续过程。
（2）冷备份冷备份，又叫脱机备份，就是停掉数据库服务，拷贝数据库数据目录，一般是data 目录。
（3）热备份热备份也叫在线备份，即在数据库运行时进行的一种物理备份。
对数据库进行热备份，必须开启数据库归档模式，并设置归档路径。
如果说逻辑备份是一张照片或者素描，记录的是点的真实反映或者逻辑印象，那么归档就是录像带，记录的是事情发生的连续过程。
一个开始点的全备份加这个点后的归档以及完好的在线记录，则这个全备份均可以回放。
2.数据库的安全性、完整性控制在数据库运行过程中，由于应用环境的变换，对安全性的要求也会发生变化。
比如有的数据原来是机密的，现在可以公开查询；或者原来是公开的，现在变成了机密文件；再或者是数据库中的密级发生了变化，这些都需要DBA 根据实际情况修改原有的安全性控制。
同样，数据库的完整性约束条件也会变化，也需要DBA 不断修正，以满足用户要求。
数据库系统中的数据由DBMS 统一管理与控制，为了保证数据库中数据的安全、完整和正确有效，要求对数据库实施保护，使其免受某些因素对数据造成的破坏。
空间数据库数据入库
数据备份与恢复
定期备份
建立定期备份机制，对数据进行完整备份，确保数据 安全。
增量备份
实施增量备份策略，只备份自上次备份以来发生变化 的的数据，提高备份效率。
恢复计划
制定详细的恢复计划，明确数据恢复流程和责任人， 确保在数据发生故障或丢失时能够快速恢复。
数据生命周期管理
数据分类
根据数据的性质、用途和价值进 行分类，为不同类型的数据制定 不同的管理策略。
1.谢谢聆 听
资源管理涉及土地、森林、水域等自然资 源的调查、监测和管理，空间数据库能够 提供有效的数据管理手段。
环境保护
交通物流
环境保护需要对环境质量、污染源等进行 监测和评估，空间数据库能够提供丰富的 地理信息数据支持。
交通物流需要管理大量的交通路网、车辆 位置等信息，空间数据库能够提供高效的 数据管理功能。
解决方案
采用分布式存储和计算技术，如 Hadoop、Spark等，将大数据量分散 到多个节点上进行处理和存储，提高 数据入库的效率和可扩展性。
实时数据入库挑战与解决方案
挑战
实时数据入库要求数据能够实时地被捕获、处理和存储，对数据处理的时效性 要求较高。
解决方案
采用流处理技术，如Kafka、Storm等，对实时数据进行流式处理和存储，确保 数据的实时性和准确性。
地理信息系统（GIS）空间数据库数据入库案例
总结词
地理信息系统（GIS）空间数据库数据入库案例主要涉 及地理信息的采集、处理、分析和入库等过程，以提 高地理信息的管理效率和利用价值。
详细描述
在GIS空间数据库数据入库过程中，首先需要对地理信 息数据进行采集，包括地图数据、遥感数据、实地调查 数据等。然后对这些数据进行处理，包括地图数字化、 遥感解译、属性数据整理等操作。接着，利用GIS软件 对处理后的数据进行空间分析和可视化展示，以揭示地 理信息的空间分布特征和变化规律。最后，将分析结果 和可视化产品进行入库管理，提供给用户进行查询、分 析和利用。
《空间数据库》PPT课件
学号 课程号 系名 002312 系名 A01 教师数
课程号 课程名 周学时 学分 系名 教师数 学生数 A01系名 GIS 教师数 4 学生数 5 研究生
网络数据库模型的优、缺点
优点：
能明确而方便地表示数据间的复杂关系。 数据加了用户查询和定位的困难。 需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大。 数据的修改不方便（指针必须修改）。
关系数据库模型
关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利
地图
M
Ⅰ
Ⅱ
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
Ⅰ 多边形 Ⅱ a c b e c f d g
点 1 x1 x2 x3 x4 x5 x6 y1 y2 y3 y4 t5 y6
Ⅰ 线 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ
a b c d e f g
层次数据库模型
它的特点是将数据组 织成一对多关系的结 构。 层次结构采用关键字 来访问其中每一层次 的每一部分。 层次数据库结构特别 适用于文献目录、土 壤分类、部门机构等 分级数据的组织。
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
M
Ⅰ
Ⅱ
a 1 2 2
b 3 3
c 4 4
d 1 3
非结构化特征：在当前通用的关系数据库管理系统中，数据记录 分类编码特征：一般而言，每一个空间对象都有一个分类编码， 海量数据特征：空间数据库的数据量比一般的通用数据库要大得 应用面广的特征：GIS数据应用于地理研究、环境保护、土地利
标准DBMS存储空间数据的局限性
空间数据库数据入库
功能特点
Windows平台；无网络数据 集、栅格数据集等新功能 跨操作平台；采用数据压缩 技术；数据访问性能高
应用范围
单用户GIS系 统 单用户GIS系 统
建立空间数据 库链接
支持多用户版本管理的建立
• 流程
建立地理数据库 建立 或导 入表 格对 象类
4.1 Geodatabase概述
地理数据库 Geodatabase
表格对象类 Table
要素类 Feature Class
关系类 Relationshap Class
栅格数据集 Raster Dataset
要素数据集 Feature Dataset
要素类 关系类 Feature Class Relationshap Class
字段类型（与目标字 段一致）
属性域名称、描述
属性域类型（Code Values、Range）
分割、合并策略（即
属性值取值策略，如 Duplicate、Default Value）
Code Values对应的 值域设置和描述
4.3 Geodatabase的属性域
• 案例1：建立Quhua的属性域并在Quhua字段使用
注：Validate Features只对选择集的要素进行有效判断
4.4 Geodatabase的子类型
• 子类型应用案例
要素类内部按一个Short或Long Integer字段划分次一级的组， 每个组为一个子类。每个子类可定制自身的规则和行为，如 小班根据区划类型分为4组，可设置禁伐林最小面积等。
可以设置字段默认 值，在新建要素时 自动默认取该值
4.3 Geodatabase的属性域
• 案例2:建立小班号的属性域并在XIAOBH字段使用 对小班号属性值进行有效判断
空间数据库技术应用电子教材-空间数据质量问题来源分析
空间数据质量问题来源分析1.空间数据质量数据是GIS 建库的基础资料，是GIS 中最基本和最重要的组成部分。
质量是产品的生命线，数据质量直接关系到GIS 系统的应用，从根本上影响着系统应用的质量、水平以及广度和深度。
地理信息数据库的建设者和用户越来越认识到数据质量控制的重要性。
空间数据质量包含以下五个方面。
（1）位置精度：指空间数据库中的空间实体位置信息相对与现实世界中的真实空间位置的接近程度，用以描述几何数据的质量。
空间实体的位置通常以三维或二维坐标来表示，而位置精度则是表示实体的坐标数据与真实位置的接近程度，因而常以坐标数据的精度来表示。
位置精度包括数学基础精度、平面精度、高程精度、像元定位精度、接边精度、形状再现精度等。
（2）属性精度：指空间数据库中的信息相对于真实空间属性的正确表达程度，用以反映属性数据的质量。
属性精度是空间实体的属性值与其现实世界真实值的相符程度。
通常取决于数据的类型，常与位置精度有关。
属性精度包括要素分类正确性、要素代码正确性、要素名称正确性及要素属性值正确性等。
（3）逻辑一致性：逻辑一致性是指数据元素之间要维护良好的逻辑关系，也指数据之间的关系可靠性。
包括拓扑、空间属性以及专题属性的一致性。
例如，在土地利用规划数据库中，对于所有点、线、图斑地块，数据库必须能够完整地表达出各种必要的数据关联，包括拓扑关联与属性关联。
（4）完整性：指空间数据集是否完整表达了期望表达的实体。
例如，土地利用规划数据库中用编码完整地表达出每个地块以及线状地物的用地类型、行政权属、所有制形式（即集体或国有）等质量的关系，具备了准确测算其面积的全部信息数据。
完整性包括如数据分类的完整性、实体类型的完整性、属性数据的完整性、注记的完整性等。
（5）时间精度：指空间数据库中的事件时间与现实世界中真实事件时间的差异程度。
主要指的是数据的现势性，一般体现在数据的采集时间、数据的更新时间及更新频率等方面。
2.空间数据质量问题的来源从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的获取、处理到空间数据库的建立、应用，在数据生产的整个流程中都有数据质量问题的发生。
空间数据库技术应用马娟题库
空间数据库技术应用马娟题库摘要：1.空间数据库技术的概念和特点2.空间数据库技术的应用领域3.空间数据库技术的发展趋势和挑战4.空间数据库技术的案例分析5.空间数据库技术对我国发展的意义正文：一、空间数据库技术的概念和特点空间数据库技术是指用于存储和处理空间数据的数据库技术，它具有以下几个特点：1.存储空间数据：空间数据库主要用于存储空间数据，如地理信息系统(GIS) 数据、遥感图像数据等。
2.处理空间数据：空间数据库提供了对空间数据的支持，包括空间索引、空间查询和空间分析等功能。
3.高度集成：空间数据库通常与其他空间技术（如GIS、遥感技术等）高度集成，共同构建空间信息系统。
二、空间数据库技术的应用领域空间数据库技术在多个领域得到广泛应用，主要包括：1.政府部门：政府部门利用空间数据库技术构建空间信息系统，用于城市规划、土地资源管理、环境保护等。
2.气象部门：气象部门利用空间数据库技术存储和处理气象数据，用于天气预报、气候分析等。
3.航空航天部门：航空航天部门利用空间数据库技术存储和处理遥感图像数据，用于航空航天研究、卫星遥感等。
4.医疗健康部门：医疗健康部门利用空间数据库技术存储和处理医学图像数据，用于疾病诊断、医学研究等。
三、空间数据库技术的发展趋势和挑战随着科技的发展，空间数据库技术将面临以下发展趋势和挑战：1.大数据时代：随着数据量的不断增加，空间数据库需要具备更强大的存储和处理能力。
2.互联网+：空间数据库技术需要与互联网技术深度融合，实现空间数据的共享和互操作。
3.人工智能：空间数据库技术需要与人工智能技术相结合，提高空间数据的智能化水平。
四、空间数据库技术的案例分析以下是空间数据库技术的一个案例分析：1.案例背景：某城市规划局需要构建一个空间信息系统，用于城市规划和管理。
2.解决方案：采用空间数据库技术，构建一个城市规划空间信息系统，包括空间数据存储、空间数据处理和空间数据展示等功能。
《空间数据库》教学大纲
空间数据库一、课程说明课程编号：010516Z10课程名称：空间数据库/ Spatial Database课程类别：专业核心课程学时/学分：32/2先修课程：地理信息系统导论、数据库原理与技术、数据结构与算法适用专业：地理信息科学教材、教学参考书：1. 张新长、马林兵等编著. 地理信息系统数据库（第二版）,科学出版社，2010.32. 崔铁军. 地理空间数据库原理, 科学出版社, 2007.43. 谢昆青,马修军,杨冬青等译. 空间数据库，机械工业出版社，2004.1二、课程设置的目的意义《空间数据库》是地理信息科学专业的一门专业核心课程。
空间数据库是地理信息系统领域理论性和技术性都很强的分支，它全面、系统的阐述了空间数据库的体系结构，相应的方法与技术，对空间数据库的具体应用做了介绍。
主要内容包括空间数据库的基本概念、空间数据建模与数据模型、空间数据库模型、空间查询语言SQL、空间存储与索引、空间查询与优化、空间数据库管理系统等理论、技术和方法，以及地理信息分类编码、空间数据库设计方法与步骤等。
该课程旨在让学生掌握空间数据库的理论基础、关键技术、设计与实现方法及学科发展的前沿问题等，并了解空间数据管理的相关软件的应用，为后续《GIS工程与应用》、《地理信息系统二次开发》、《空间数据库实习》等课程学习提供空间数据管理与组织的相关知识与能力。
三、课程的基本要求知识：掌握空间数据库的基本原理，数据模型的概念、分类及相关理论；了解常用GIS空间数据库的数据模型、数据结构、体系结构及工作原理；掌握地理空间数据库建设的基本流程、数据库设计的基本方法与实施流程；掌握1-2种常用空间数据库管理软件；了解地理信息工程技术有关的国家及行业标准；了解本学科的前沿技术、应用前景和最新发展动态；能力：掌握当前GIS数据采集和更新的主要方法和技术规范，具备设计和建立空间数据库的能力；掌握空间数据采集、处理、建库、分析、表示和服务的主要方法和技术，具备地理信息系统工程设计、软件开发、服务应用以及项目管理的能力；素质：既能独立工作，又具有团队合作精神，适应竞争学会合作；了解与工程建设有关的法律规定，学会在法律和制度的框架下工作。
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数据入库
1.空间数据库
（1）空间数据
是对现实世界中空间对象（事物）的描述，其实质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、大小及其分布特征等诸多方面信息的数据。
（2）空间数据的基本特征
空间数据的基本特征主要包括空间、时间和属性特征。
空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物之间的空间关系。
时间特征是指空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算得到的。
属性特征是指除了时间和空间特征以外的其他特征，如地形的坡度、坡向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。
此外，空间数据还具有多维、多尺度和海量等非空间数据所不具备的特征。
（3）空间数据库
空间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，以满足不同用户对空间信息需求的数据库。
2.数据的完整性和一致性
（1）数据的完整性
数据的完整性是指数据的精确性和可靠性。
它是防止数据库中存在不符合语义规定的数据和防止因错误信息的输入、输出等造成无效操作或错误信息而提出的。
数据完整性分为四类：实体完整性、域完整性、参照完整性、用户自定义完整性。
（2）数据的一致性
数据的一致性通常指关联数据之间的逻辑关系是否正确和完整。
3.数据入库
数据入库主要是指将已经编辑和处理好的属性数据和图形数据入库。
其中属性数据入库主要是指属性表的内容是否完整等，而图形数据的入库则是指将Shapefile 文件存储到建立的GeoDatabase 中。
除此之外，还可以将表格、栅格数据等存储到数据库中。
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