GIS数据库设计
简述gis数据建库的基本流程
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1. 数据准备。
收集和整理数据源，包括各种格式的地理数据、属性数据和元数据。
如何进行地理信息系统的空间数据库设计与管理
如何进行地理信息系统的空间数据库设计与管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于存储、管理、分析和展现地理数据的系统。
而地理信息系统的核心组成部分之一就是空间数据库，它是存储地理数据的关键。
本文将就如何进行地理信息系统的空间数据库设计与管理展开讨论。
一、空间数据库的设计1. 数据需求分析在进行空间数据库设计之前，首先要进行数据需求分析。
这一步骤是非常重要的，它涉及到对地理数据使用者的需求进行全面的了解，以确定数据库需要支持的功能和提供的数据类型。
2. 数据模型选择选择合适的数据模型是空间数据库设计的基础。
根据不同的需求，可以选择层次模型、关系模型、对象模型或者面向对象模型等。
在选择数据模型的过程中，要充分考虑数据库的性能、可扩展性和易用性。
3. 空间数据结构设计空间数据是地理信息系统中最核心的数据类型之一。
在设计空间数据结构时，可以选择点、线、面等几何对象来表示地理要素，并且要确定几何对象的属性。
4. 数据库表设计根据数据模型和空间数据结构的设计，进行数据库表的设计。
在设计表结构时，要合理划分不同的逻辑单元，并确定各个属性的数据类型和约束条件。
二、空间数据库的管理1. 数据采集数据采集是获取地理数据的过程。
常见的数据采集方法包括GPS测量、遥感影像解译、地理调查等。
在进行数据采集时，要注意数据的准确性和完整性，确保采集到的数据能符合数据库设计的要求。
2. 数据输入与编辑将采集到的地理数据输入到数据库中，并进行相应的编辑。
数据输入的过程中要尽量避免错误和重复，可以通过数据验证和数据清洗等手段来确保数据的质量。
3. 数据存储与索引将数据存储到数据库中，并对数据进行索引以提高查询和分析的效率。
在进行数据存储和索引时，要考虑数据库的性能和空间数据的特点，选择合适的存储结构和索引策略。
4. 数据查询与分析通过SQL查询语言或者专门的GIS分析工具，进行数据查询和分析。
GIS设计与实现完整版
第一章1.GIS研究内容：数据采集、数据存储、数据解决和分析、数据输出2.GIS设计含义：遵循软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点规定，对GIS软件从定义、设计、地理模型库设计、GIS实行、GIS测试维护各个阶段进行工程化规范的体系。
3.GIS设计目的：通过改善设计方法，做好项目组织管理，增强实用性，减少成本，延长系统生命周期。
4.GIS设计的基本原则：标准化、先进性、兼容性、高效性、可靠性、通用性。
5.GIS设计的内容：（1）软件设计：一方面，进行系统的工程管理，保证了系统建设的进度和软件质量；另一方面，针对GIS软件设计特点，采用最适合的软件生存周期模型，保证了系统的用户接受度和系统功能设立的合理性；最后，对系统技术实现方案进行设计，保证软件开发风格的批准和功能模块之间的有机联系。
（2）数据库设计：取决于设计者的开发经验，工程组织和数据源准备等方面。
同时，数据库设计与整个系统设计的相关环节是紧密结合的，有必要将软件工程的方法和工具应用于数据库设计中。
6.GIS设计的特点：（1）GIS解决的是空间数据，具有数据量庞大，实体种类繁多，实体间的关联复杂等特点。
（2）GIS设计以空间数据为驱动。
（3）GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多。
第二章1.GIS工程学结构体系：GIS工程学结构体系重要由任务，基础理论和方法论三方面组成。
GIS工程三维结构图P272.系统定义：由互相作用、互相依赖的若干组成部分构成的具有一定功能的有机整体。
3.系统工程学特点：①研究的对象是一个表现为普遍联系、互相影响、规模和层次都极其复杂的大工程。
②知识结构复杂，是自然科学和社会科学交叉的边沿学科。
③工程学是方法学，是泛化系统的研究方法。
④是目的性很强的应用科学。
4.结构法生命周期法：它规定设计过程必须严格的按阶段进行，只有前一阶段完毕之后，才干开始下一阶段的工作，同时，它规定在系统建立之前就必须严格地定义和描述用户的需求。
空间数据库设计
空间数据库设计随着现代科技的不断进步，空间数据库设计已成为地理信息系统（GIS）和相关领域中一个至关重要的环节。
空间数据库主要负责存储和管理地理空间数据，包括但不限于地形、地貌、建筑物、道路等地理信息。
本文将探讨空间数据库设计的重要性及其在实现数据高效存储和管理方面的关键作用。
一、空间数据库设计概述空间数据库设计是针对空间数据的存储和管理进行规划和构建的过程。
它需要对空间数据的特性和关系进行深入理解，并运用相关的数据库技术来实现数据的有效组织和存储。
空间数据库设计需要考虑数据模型的建立、数据结构的优化、数据存储的方式以及数据访问的控制等问题。
二、空间数据库设计的重要性1、提高数据存储效率空间数据库设计通过对数据模型的优化和数据结构的调整，可以提高数据的存储效率。
这不仅可以减少存储空间的需求，还可以降低数据的维护成本。
2、增强数据管理能力通过合理的空间数据库设计，可以实现对空间数据的有效管理，包括数据的查询、更新、删除等操作。
这有助于提高数据处理效率，并保证数据的一致性和完整性。
3、促进数据共享与应用良好的空间数据库设计可以促进数据的共享与应用。
通过数据模型和数据结构的规范化，可以实现不同系统之间的数据共享和交互，从而扩大数据的应用范围。
三、空间数据库设计的关键环节1、数据模型的选择与优化在空间数据库设计中，选择适合的数据模型是至关重要的。
常见的空间数据模型有层次模型、网络模型、关系模型等，选择哪种模型取决于具体的应用需求和数据特点。
还需要根据实际需求对数据模型进行优化，以提高数据处理效率。
2、数据结构的规划与调整数据结构是空间数据库设计的核心部分，它决定了数据的组织方式和访问方式。
在规划数据结构时，需要考虑数据的完整性、一致性、并发控制等因素，以确保数据的安全性和可靠性。
同时，还需要根据实际应用需求对数据结构进行调整和优化，以满足不同场景下的数据处理需求。
3、数据存储策略的制定与实施制定合理的数据存储策略可以有效提高空间数据库的性能。
空间数据库设计步骤与内容
空间数据库设计步骤与内容
空间数据库是指在地理信息系统(GIS)中应用的一种数据库，它存储和管理与空间相关的数据和信息。
为了设计一个高效的空间数据库，必须遵循以下步骤和内容：
1.需求分析：首先需要明确用户的需求，包括数据类型、数据量、数据更新频率等。
2.数据采集：采集空间数据，可以通过卫星图像、数字地图、GPS 数据等方式获取。
3.数据处理：对采集到的数据进行处理，包括数据格式转换、数据清洗、数据拓扑检查等。
4.空间数据模型设计：根据需求和采集的数据，设计空间数据模型，包括数据表结构、空间索引等。
5.数据库系统设计：选择适合的数据库系统，如Oracle、MySQL、PostgreSQL等，设计数据库系统结构。
6.数据导入：将处理好的空间数据导入到数据库中，建立空间数据表和索引。
7.数据库应用程序设计：根据需求和数据库系统，设计应用程序，如GIS应用程序、Web应用程序等。
8.数据管理：管理空间数据，包括数据备份、数据维护、数据更新等。
9.性能优化：调整数据库系统参数，优化数据库查询效率，提高系统性能。
以上是设计空间数据库的步骤和内容，需要充分考虑用户需求和数据特点，以提高空间数据管理和应用的效率和质量。
测绘技术中的地理数据库设计与空间查询方法
测绘技术中的地理数据库设计与空间查询方法近年来，随着科技的不断进步和测绘技术的发展，地理数据库的设计和空间查询方法成为了测绘行业中的热门话题。
地理数据库设计与空间查询方法对于地理信息系统（GIS）和地理空间分析具有重要意义，因为它们能够提供精确的地理数据和高效的查询方式，从而帮助人们更好地理解和利用地理空间信息。
一、地理数据库设计地理数据库设计是指将地理空间数据和属性数据组织起来，存储在数据库中，以便于存取和查询。
它主要包括数据模型设计、数据结构设计和数据库建立等过程。
1. 数据模型设计地理数据库的数据模型是描述地理对象及其关系的一种理论框架。
常用的地理数据库模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中，关系模型具有广泛的适用性和易于理解的特点，因此被广泛应用于地理信息系统中。
2. 数据结构设计在地理数据库中，具体的数据结构设计对于数据存储和查询的效率至关重要。
常用的地理数据结构包括点、线、面和多边形等，通过合理设计这些数据结构之间的关系，可以提高地理数据的查询和分析效率。
3. 数据库建立在地理数据库设计中，合理和高效地建立数据库是非常重要的。
数据库的建立需要根据实际需求确定数据库的规模和结构，并通过对数据进行归类、整理和导入等方式来建立数据库。
此外，数据库的备份和恢复策略也是必不可少的。
二、空间查询方法空间查询是指根据地理空间的位置关系，通过查询语言或查询操作来获取满足特定条件的地理空间对象。
常见的空间查询方法有邻近查询、包含查询、交叉查询和距离查询等。
1. 邻近查询邻近查询用于查找与给定地理对象距离最近或在一定距离范围内的其他地理对象。
例如，在地图上查找某个点附近的餐馆或商店时，就可以使用邻近查询。
2. 包含查询包含查询用于查找包含指定地理对象的其他地理对象。
例如，在地图上查找包含某个区域的县或城市时，就可以使用包含查询。
3. 交叉查询交叉查询用于查找与给定地理对象相交的其他地理对象。
例如，在地图上查找与某条河流相交的公路或铁路时，就可以使用交叉查询。
如何进行地理信息系统的空间数据库设计
如何进行地理信息系统的空间数据库设计地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为一种集成多种数据和空间信息的信息系统，已经广泛应用于城市规划、自然资源管理、环境保护、交通规划等领域。
而空间数据库设计是GIS中非常重要的一部分，它涉及到数据的组织、存储和处理，直接关系到GIS的性能和效率。
本文将探讨如何进行地理信息系统的空间数据库设计。
一、需求分析在进行空间数据库设计之前，首先需要进行需求分析，明确系统所需要存储的数据种类和数据量。
根据用户的需求，确定需要存储的地理对象类型，例如建筑物、道路、河流等。
同时还需要考虑数据的更新频率以及对数据的访问需要。
二、数据模型选择在设计空间数据库时，需要选择适合的数据模型。
目前常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
根据具体的需求和现有技术水平，选择合适的数据模型。
一般来说，关系模型是较为常用的一种模型，它可以通过表格来存储地理空间数据和属性数据，方便数据的管理和查询。
三、空间索引设计在地理信息系统中，空间索引是提高查询效率的关键。
通过适当的空间索引设计，可以大幅提升数据查询的速度。
常用的空间索引方法包括R树、四叉树和网格索引等。
根据系统的特点和查询需求，选择合适的空间索引方法，并进行索引的构建。
四、数据存储与组织在进行空间数据库设计时，需要考虑数据的存储和组织方式。
一般来说，可以采用关系型数据库进行数据存储，并建立合适的表结构。
对于大规模的地理空间数据，可以考虑采用分布式存储方式，将数据分布在不同的物理节点上，提高系统的扩展性和性能。
五、数据完整性与一致性地理信息系统的空间数据库中通常涉及大量的数据，因此需要确保数据的完整性和一致性。
在进行数据插入、更新和删除时，需要进行相应的约束和验证，确保数据的有效性和正确性。
同时，还需要进行数据的备份和恢复，以防数据丢失或损坏。
六、安全性与权限控制在进行空间数据库设计时，需要考虑数据的安全性和权限控制。
如何进行地理信息系统数据库的建立和管理
如何进行地理信息系统数据库的建立和管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和显示地理数据的技术。
在现代社会中，GIS已经广泛应用于城市规划、环境保护、农业、资源管理等各个领域。
建立和管理GIS数据库是GIS应用的基础，下面将从数据收集、数据存储、数据管理和数据分析四个方面，探讨如何进行地理信息系统数据库的建立和管理。
一、数据收集数据收集是GIS数据库建立的第一步，合理高效的数据收集将直接影响后续的数据库建立和管理工作。
数据收集方法包括地面调查、空间遥感和公共数据库等多种形式。
1.地面调查：地面调查是最常用的数据收集方法，可以通过实地勘察和测量来采集地理数据。
例如，通过实地测量绘制地图、采集空气质量监测站点的经纬度等。
地面调查的优点是数据准确性高，但是成本较高，时间也比较长。
2.空间遥感：空间遥感是利用卫星或飞机上的传感器进行数据采集，可以获取大范围、全球尺度的地理信息。
例如，通过遥感技术获取卫星遥感图像，用于土地利用、植被覆盖等方面的研究。
空间遥感的优点是数据获取速度快，覆盖范围广，但是分辨率相对较低。
3.公共数据库：公共数据库是指已经存在的各种数据资源，可以通过下载、购买等方式获取。
例如，政府提供的人口普查数据、国家统计数据等。
公共数据库的优点是数据方便获取，但是数据的准确性和时效性需要注意。
二、数据存储数据存储是GIS数据库建立的核心环节，包括数据格式选择、数据结构设计和数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）的选择。
1.数据格式选择：数据格式选择是根据不同的地理数据类型来确定合适的数据格式。
常用的数据格式包括属性数据格式（如dBase、Excel等）和空间数据格式（如shapefile、GML等）等。
在选择数据格式时，需要考虑数据的复杂程度、规模以及后续使用的需求。
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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。
多边形 ID Ⅰ Ⅱ
权属 张三 李四
面积 125 43
特征 林地 稻田
使其能够无缝地形成为一个整体 ➢ 将空间E-R图转化为适合GIS软件和数据库管理信息系统的数据模型。空间E-
R模型是面向现实世界的，要将其在空间数据库中进行实现，必须转化成相关 的GIS软件和数据库支持的模型 ➢ 各子数据库间的访问与数据接口设计
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设计方法 自顶向下
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三、GIS数据库概念设计
6、GIS数据库的结构设计 ➢集中式数据库结构
中央数据库
➢分布式数据库结构
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➢分布式数据库结构
优点:1)分布式控制;2)数据共享;3)可靠性和可用性得到加强;4) 性能得到改善;5)可扩充性好 缺点: 1)复杂;2)增加开销 A
分布式DBMS
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第六讲 GIS数据库设计（2）
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讲授内容
空间数据库设计的原则与标准 空间数据设计的基础知识 GIS数据库概念设计 编码体系设计 空间数据库功能设计 空间数据库安全设计 空间数据库设计实例（武汉排水管理信息系
统数据库设计方案）
E
分布式DBMS
D
分布式DBMS
网络
B
分布式DBMS
C
分布式DBMS
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三、GIS数据库概念设计
7、GIS数据库模型（实体ER）设计
➢层次模型 ➢网状模型 ➢关系模型 ➢面向对象模型
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2020/3/2
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➢网状模型
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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
④使用实体关系模型来定义关系； 表——〉数学模型（矩阵）
⑤关系表的再规范化 范式运算/代数运算/矩阵分析
4) 数据库划分与结构设计 5）数据库间的访问设计 6）数据库总体设计的评定；根据数据库的应用目的和数据内容及使
用方式来评价前面三步的设计结果，进行统筹的考量。 7）数据库概念模型的起草；将GIS数据库的概念设计起草成正式的
文件，作为后面详细设计时参考。
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三、GIS数据库概念设计
3、GIS数据库的概念模型设计流程
数据库划分与结构 设计
确定系统所有的一般实体 和地理实体
确定各个实体 的属性
将空间E-R图转化为GIS软件和 RDBMS可接受的数据模型
确定实体间的所 有联系
绘制表示一个单元的 空间E-R图
将各个单元的空间E-R图 组合起来，并优化
数据库的访问 设计
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三、GIS数据库概念设计
2、GIS数据库概念设计内容
1）数据库的宏观地理定义：主要指对数据库比例尺、地图投影和坐 标系统的定义。
2）数据库的地理特征设计；对于各种地理特征有关的属性数据中以 什么几何形式表达进行设计。
3）数据库表格及其关系的设计表达：对与地理特征有关的属性数据 在数据库中表达方式的设计。
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三、GIS数据库概念设计
1、GIS数据库概念模型 它是数据库的全局逻辑数据视图，是数据库管理员所看 到的实体、实体属性和实体间的联系。
概念模型设计任务： ➢ 概念数据库模式设计。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 ➢ 数据库表的设计。考察需求分析阶段提出的数据库 的具体实体，形成数据库实体表的高级说明
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三、GIS数据库概念设计
4、GIS数据库的概念模型设计步骤
➢ 通过用户需求调查与分析，提取和抽象出GIS数据库中所有的实体 ➢ 确定各子数据库和各子数据库之间的关系结构 ➢ 具体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 ➢ 根据系统数据流图及实体的特征正确定义实体间的关系 ➢ 根据提取、抽象和概括出的系统实体、实体属性以及实体关系绘制空间E-R图 ➢ 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，
网状模型将数据组织成有向图结构，图中的结点代表数据记录，连线描 述不同结点数据间的联系。这种数据模型的基本特征是，结点数据之间 没有明确的从属关系，一个结点可与其它多个结点建立联系，即结点之 间的联系是任意的，任何两个结点之间都能发生联系，可表示多对多的 关系。
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