浅议地理信息系统与空间数据库建设
空间数据库与地理信息系统设计技术
空间数据库与地理信息系统设计技术地理空间信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是将空间数据与非空间数据相结合，进行高效管理和分析的技术平台。
在GIS的实现过程中，空间数据的获取、处理、存储、管理、分析和展现均离不开空间数据库的支持。
因此，空间数据库技术是GIS实现的重要基础之一。
一、空间数据库概述空间数据库是一种特殊的数据库管理系统，主要用于地理空间数据的存储、管理和分析。
它不同于传统的关系型数据库，能够有效地管理和分析地理空间数据，并在地图展现、空间分析和辅助决策等方面发挥作用。
常见的空间数据库产品有Oracle Spatial、PostGIS、ArcSDE等。
空间数据库主要解决的问题是地理数据的存储和查询。
传统的数据库相对于空间数据库来说，存储的数据主要是文字、数字、日期等类型数据。
当需要对其进行空间分析时，就需要自己编写算法来实现。
在空间数据库中，数据类型不仅包括文字、数字、日期等常规数据类型，而且包括空间数据类型，最常见的就是点（Point）、线（Line）和面（Polygon）。
二、空间数据库与地理信息系统的关系空间数据库是地理信息系统实现的基础之一，它负责存储地理数据，地理信息系统则通过各种方法对这些数据进行分析、处理、可视化等操作，以提供用户需要的特定信息。
在GIS系统中，空间数据库主要承担的是数据的存储和管理工作。
GIS系统的工作涉及到地理信息的采集、处理、分析、表达和输出等环节，在这其中，空间数据库是一个非常关键的环节。
空间数据库作为GIS系统中最基本的组成部分，它的性能、规模和数据质量直接影响到GIS系统的功能和使用效果。
三、空间数据库设计技术空间数据库设计技术是空间数据库应用的关键，具有很大的实际应用价值。
空间数据有其复杂性和特殊性，设计好的空间数据库应该能够完美地满足用户的操作需求，缩短开发周期，并提高GIS系统的稳定性和性能。
理解地理信息系统空间数据库
理解地理信息系统空间数据库一、空间数据库的概念1. 数据库的相关概念①数据库：是指长期储存在计算机内有结构的、大量的、可共享的数据集合。
②数据库管理系统：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件；他的功能包括：数据定义，数据操作，数据库的运行管理，数据库的建立和维护。
③数据库系统：指在计算机系统中引入数据库后的系统，它由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。
④数据库系统管理员：负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。
2.空间数据库的相关概念空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。
空间数据库（系统）组成：➢空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。
➢空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件。
➢数据库应用系统：应用模块。
3、空间数据库管理系统的实现方法空间数据库管理系统是建立在常规数据库管理系统的基础上，实现对空间数据的管理功能。
❖常规数据库管理系统扩展：直接对常规数据库管理系统进行扩展，加入一定数量的空间数据存储与管理功能。
例如：Oracle❖空间数据库引擎（SDE: Spatial Database Engine）：在常规数据库管理系统上加一层空间数据库引擎，实现空间数据的存储与管理。
例如：ESRI的SDE二、空间数据库的设计1.空间数据库的设计过程就是将地理空间客体按一定的组织形式，在数据库系统中加以表达的过程。
这一过程一般需要两步①人类对客体的认识、抽象，建立概念模型。
②将概念模型转换为计算机能够接受的形式，即数据模型。
2.空间数据库的数据模型设计数据模型建立的目的揭示空间实体的本质特征，并对其进行抽象化，使之转化为计算机能够接受和处理的数据形式。
浅议地理信息系统与空间数据库建设
形数据 ，所 保存 的信 息应该 是直 接 、真 实地 反映现 实世界 的
数据 ， 对这些信息的所有加工都是为某～特定需求而进行的。
传统 的地 图数据 库 ，只能够 以比例尺 为信息 工具 ，实现 对于 特定地 点 的机械 定位 ，而空 间数 据库 由于派 出 了真正地 理实
［ ２ ］ 陈秀芳 ． 浅议 地理信息 系统与 空间数据库建设 Ｕ Ｊ ｌ 中国国土资
数据 ，主要 以地 理信息 的形 式表 现 出来 ，包括 属性数 据 和图
据 城管 ”的城市建设 工作 ，奠定坚 实的软实 力基础 。∞ 参考 文献
… １陈秀芳 ． 浅议 地理信 息 系统与空间数据库建设 勘察科 学技
术 ２ ０ １ ２ １ （ ２ ） ： ４ ７ — ５ ０ ．
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 ，起 着全 方位 的管理 作用 。空 间数 据库 管理 的对
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 ２ ０多年 的研 究 历程 ，但 如 欲 改变 停滞 不 前
类 地图产 品 。
数 据库 的取代 ，在不 久 的将 来定 能实 现 。因此 ， 目前相 关科
研 部 门应 当在 空 间数据库 统一 的基础 上 ，研 究解 决地 理数据 的符号化 问题 、图形 的 自动 提取 与 自动综合 问题 ， 为打造 “ 数
２ ． ２ 空 间数 据 库较 之地 图数据 库 的优 势 。空 间数据 库 的
三 、 我 国 发 展 地 理 信 息 系 统 与 空 间 数 据 库 建 设
空间数据库与地理信息系统的集成与查询分析
空间数据库与地理信息系统的集成与查询分析在当今信息时代，地理信息系统（Geographic Information System，GIS）被广泛应用于各个领域，如城市规划、环境保护、农业决策等。
然而，随着数据规模和复杂性的增加，传统的GIS系统面临着查询效率低下、存储空间占用大等问题。
空间数据库的出现为解决这些问题提供了新的解决方案。
本文将探讨空间数据库与GIS的集成以及查询分析方面的应用。
一、空间数据库的概念与特点空间数据库是专门用于存储和管理空间数据的数据库系统。
与传统的关系型数据库相比，空间数据库更加注重对空间数据的存储和查询优化。
它具有以下特点：1.空间数据类型：空间数据库支持各种空间数据类型，如点、线、面等，同时还能够存储更加复杂的地理对象，如多边形、拓扑结构等。
这为地理信息的存储和查询提供了更加灵活的选择。
2.空间索引：为了加快查询速度，空间数据库利用各种空间索引结构对空间数据进行组织和管理。
常用的索引结构包括R树、Quadtree等。
这些索引结构可以有效地支持空间查询的高效执行。
3.空间关系和操作：空间数据库提供了丰富的空间关系和操作，如包含关系、相交关系、缓冲区分析等。
这些操作可以帮助用户快速获取所需的地理信息。
二、空间数据库与GIS的集成为了更好地利用空间数据库的优势，将其与GIS系统进行集成是必要的。
集成空间数据库与GIS可以实现以下几个方面的优势：1.空间数据一致性：通过集成空间数据库与GIS，可以实现空间数据的一致性管理。
即使在不同的数据源和不同的GIS系统中，空间数据的一致性也能够得到保障，这为跨系统的数据共享和集成提供了可能。
2.查询性能提升：空间数据库的查询性能较传统的GIS系统更高。
将空间数据库与GIS集成后，不仅可以充分利用空间数据库的查询优化功能，还可以通过空间索引等技术加速查询速度，从而提升系统的响应速度。
3.空间数据分析能力加强：空间数据库提供了丰富的空间分析功能，通过与GIS的集成，可以进一步加强系统的空间数据分析能力。
浅议地理信息系统与空间数据库建设
中图分 类号 ：Ｐ ９ ；２ ５ Ｔ ３ ２ Ｐ ８
１ 引 言
２ １ 地 理 信 息 系统 ．
地理信息系统是空间数据 的管理 系统 ， 以地 理空 间数据 是 为基础 ， 在计算机 软硬件 的支持下 ， 空间相 关数据进 行采集 、 对
提供多种空间和动态的地理信息， 为地理研究和地理决策服务
而建立起来 的计算机技 术系统 。由此可见 ， 间数据库 是地理 空
信息 系统 的核心 和基础 ， 管理 的不仅 是地 理空 间数 据 ， 管 它 也 理着与其相关 的大量非 空 间信息 。地 图数据库 是地 图 数据集 合， 它管理 的仅仅是 地理空间数据。我 国在 地理信 息系统方 面 的应用研究已有二十 多年 的时 间 ， 空 间数据 库 的建立 、 据 在 数
２ 地理信息的基本概念
地理信息是指 与空间地理分布有关 的信 息 ， 它表示地 表物
体 和环境 固有的数据 、 质量 、 布特 征 ， 系和规律 的数 字 、 分 联 文
字、 图形 、 图象等 总称。人类认识 、 用乃至 于依赖地 理信 息和 利 知识有 着几千 年 的历 史 ， 最直 接 的应 用便 是 地 图 ， 研 究ｉａｌＥｃ ｎ ｍｙ ｔｄｙ Ｏ ｅｈｎｃ ｏ ｏ
陈 秀 芳
（ 山东省地勘 局 ， 济南 ２ ０ １ ） ５０ ３
摘 要： 童塑鎏 垒 墨焦塾盘绩建堡过 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
为 ， 图的出现甚 至要早于文字 。地 图是 运用一 定的数学法 则 地 与地 图语言 ， 经过制 图综合 ， 将客观世界表 现在平面 上 ， 质上 实
数据库的空间数据库与地理信息系统
数据库的空间数据库与地理信息系统随着信息技术的不断发展，数据库技术也在逐步完善。
空间数据库与地理信息系统作为数据库技术的重要分支，在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将从空间数据库和地理信息系统的概念入手，介绍它们的基本特征、应用领域以及未来的发展趋势。
一、空间数据库的概念和基本特征空间数据库是一种将空间信息存储到数据库中的技术。
它是传统关系型数据库的扩充和延伸，具备了空间数据存储、查询和分析等功能。
与传统关系型数据库相比，空间数据库可以非常方便地处理空间数据，为各种应用和系统提供了支持。
空间数据库具有多种基本特征。
首先，它可以处理包含空间位置信息的数据类型，例如点、线、面等。
其次，它能够进行空间数据的查询和分析，如空间关系、距离、面积、缓冲区等。
此外，空间数据库还能够提供空间数据的可视化和可交互操作，如地图显示和空间数据编辑等。
二、地理信息系统的概念和基本特征地理信息系统是一种将地理空间信息存储、处理和管理起来的综合性信息系统。
它通过计算机技术，实现了地理空间信息的数字化，能够方便地进行地理信息的分析和处理，在多个领域都有广泛的应用。
地理信息系统在基本特征上有以下几个方面。
首先，它能够处理包含位置信息和属性信息的复杂空间数据。
其次，地理信息系统具备了地图显示、查询、分析、模拟、制图等功能。
除此之外，地理信息系统还基于位置来发现和分析地理现象，如地质勘探、气象预测、城市规划等。
三、空间数据库和地理信息系统的应用领域空间数据库和地理信息系统在多个领域都有着广泛的应用。
其中，空间数据库主要服务于计算机辅助设计、地理信息系统等系统。
而地理信息系统则广泛应用于国土资源调查、城市规划、交通运输管理、环境保护等领域。
在现代化的城市规划、交通管理和社区服务等方面，空间数据库和地理信息系统都有着不可替代的作用。
四、空间数据库和地理信息系统的发展趋势随着计算机技术的不断发展，空间数据库和地理信息系统也在不断地完善和发展。
测绘技术中的地理信息系统与空间数据库
测绘技术中的地理信息系统与空间数据库随着科技的不断进步和发展，测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色。
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）和空间数据库作为测绘技术中的两大核心概念，对于地理信息的收集、管理、分析和应用起着至关重要的作用。
一、地理信息系统的概述地理信息系统是以空间数据为基础，通过软件技术对地理现象进行描述、分析和预测的系统。
它将地图、数据库和计算机技术有机地结合在一起，使得地理现象和空间关系可以通过数字化的方式进行管理和处理。
地理信息系统包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析和数据展示等多个环节。
数据采集是GIS的基础，通过遥感、GPS定位、测绘等技术手段，可以获取大量的地理数据。
其中，遥感技术的应用尤为广泛，可以高效地获取广大范围的地理信息。
数据存储和管理使得大量的数据可以被有效地组织和管理起来，以便后续的分析和应用。
数据分析是GIS的核心功能之一，通过对数据的处理和分析，可以发现地理现象之间的关联性和规律性。
数据展示是最终向用户展示结果的环节，通过地图、图表等形式，将复杂的地理信息转化为直观的可视化结果。
二、空间数据库的重要性空间数据库是地理信息系统的基础设施，负责存储和管理地理信息的空间数据。
与传统的关系型数据库相比，空间数据库不仅具备储存和管理数据的能力，还包含了对地理数据进行空间查询和分析的功能。
空间数据库的设计和实现需要考虑到地理数据的特殊性。
地理数据具有空间关联性和拓扑关系，因此空间数据库需要支持空间查询、空间索引和拓扑关系的维护。
同时，由于地理数据的大小和复杂性往往超出了传统数据库的承载能力，因此空间数据库需要具备高效的数据存储和检索性能。
空间数据库的应用范围广泛，包括地理空间分析、地理空间模拟、地理空间预测等多个领域。
例如，在城市规划中，通过对空间数据库中的地理数据进行分析，可以有效地评估城市交通、环境和人口分布等问题，从而为城市规划提供科学依据。
地理信息系统的构建与空间数据处理技术
地理信息系统的构建与空间数据处理技术随着科技的不断进步，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）正逐渐成为现代社会不可或缺的一部分。
地理信息系统以空间地理数据为基础，通过采集、存储、处理和分析这些数据，为人们提供有关地球表面的有关信息。
本文将探讨地理信息系统的构建方法以及其中涉及的空间数据处理技术。
一、地理信息系统的构建地理信息系统的构建包括四个主要步骤：数据采集、数据存储、数据处理和数据分析。
1. 数据采集数据采集是地理信息系统构建的基础，它可以通过多种方式进行，如遥感、测绘、GPS定位等。
其中，遥感技术能够通过卫星影像获取大范围的地理空间数据，提供全面的地理信息。
测绘则利用测量仪器对地球表面进行实地测量，获取精确的地理数据。
而GPS定位则通过定位系统获取特定地点的坐标信息。
2. 数据存储数据存储是地理信息系统中十分关键的一环，它需要提供稳定、高效的存储方案。
常见的数据存储方式包括数据库、文件系统和云存储。
数据库能够以结构化的方式存储大量数据，并提供快速的查询和访问功能。
文件系统则将地理数据以文件的形式存储，便于组织和管理。
而云存储则可以将地理数据存储在云端，实现高可用性和灵活性。
3. 数据处理在地理信息系统中，数据处理是对采集到的原始地理数据进行处理和转换的过程。
其中最常见的数据处理操作包括数据清洗、数据融合和数据转换。
数据清洗是指对采集到的地理数据进行去噪和纠错，保证数据的完整性和准确性。
数据融合则是将采集到的多源数据进行整合，以获取更全面的地理信息。
数据转换则是将原始地理数据进行格式转换，以适应不同的地理信息系统。
4. 数据分析数据分析是地理信息系统的核心功能，通过对地理数据进行分析，可以揭示地理现象的规律和趋势。
常见的地理数据分析方法包括空间查询、空间关联和空间模型。
空间查询是指通过设定条件对地理数据进行搜索和筛选，以获取特定区域的地理信息。
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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
合，提升对于特殊地理空间的准确定位；以及数据挖掘能力，从宏观上实现对城市面貌局的把握与熟稔。
只有解决了这三个问题，方可验证地理信息系统技术自身性能的提升，并宣告彻底告别图库保存的传统时代，而且备了与大数据时代直接轨的实力和条件。
结语：
由于初期对空间数据库和地图数据库的认识能力不足，导致在操作中常常出现偏差。
随着科技的发展，虽然在很大程度上弥补了初期的不足，但还是没有达到空间数据统计的实际需求，现阶段的空间数据库很大一部分都不具备图式规范标准。
基于此，要求数据统计部门要对数据库的基础模式进行统一处理，这样也更加容易解决地理数据库中常会出现的问题，逐步深化地理数据中符号化的问题，积极做好对地图数据库和空间数据库的更新和完善工作，争取做到制作出来的地图与客观环境统一，并及时作出反馈。
参考文献：
[1]吴相林．浅议地理信息系统与空间数据库建设[J]．勘察科学技术，2017，(02)：47—50．
[2]吴冀湘．浅议地理信息系统与空间数据库建设[J]．信息系统工程，2015，(10)：46．
[3]周锋．地理信息系统空间数据库技术分析研究[D]．东北林业大学，2009．
[4]刘志静．省级基础地理信息数据库系统的研究[D]．河北师范大学，2008。