空间数据库的发展与应用
空间数据库特点及发展趋势
空间数据库的特点及发展趋势姓名：学号：目录一．数据库概述 (1)1.1数据库的定义 (1)1.2数据库系统包含的内容 (1)1.3. 数据库的主要特征 (1)1.4. 数据间的逻辑联系 (2)二．空间数据库 (2)2.1 空间数据库的定义 (2)2.2 空间数据库的特点 (2)2.3 空间数据库的研究内容 (3)2.4 空间数据库与数据库对比 (3)三．空间数据库技术发展现状 (3)3.1 空间数据库检索技术发展现状 (3)3.2 空间数据库管理存储技术发展现状 (4)3.3 空间数据库应用现状 (4)3.4 空间数据库的发展趋势 (5)四．总结 (5)参考文献 (5)摘要：在数据获取过程中，空间数据库用于存储和管理空间信息及非空间信息；在数据处理系统中，它既是资料的提供者，也可以是处理结果的归宿处；在检索和输出过程中，它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。
然而空间数据以其惊人的数据量及其空间上的复杂性，使得空间数据的组织与管理给传统数据库系统带来巨大挑战。
目前大型GIS都将数据存储在数据库管理系统（DBMS）中，通过特定软件模块处理多用户访问综合性数据库。
在数据分析处理过程中，在具体问题分析解决过程中，数据库既是资料的提供者（数据源），也是分析处理结果的保存处。
一．数据库概述数据库技术是60年代初开始发展起来的一门数据管理自动化的综合性新技术。
数据库的应用领域相当广泛，从一般事务处理，到各种专门化数据的存储与管理，都可以建立不同类型的数据库。
建立数据库不仅仅是为了保存数据，扩展人的记忆，而主要是为了帮助人们去管理和控制与这些数据相关联的事物。
1.1数据库的定义数据库就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。
计算机对数据的管理经过了三个阶段——最早的程序管理阶段，后来的文件管理阶段，现在的数据库管理阶段。
其中，数据库是数据管理的高级阶段，它与传统的数据管理相比有许多明显的差别。
空间数据库的用途及用处
空间数据库的用途及用处引言概述：随着科技的不断进步和数据的快速增长，空间数据库在各个领域中的应用越来越广泛。
空间数据库是一种特殊类型的数据库，可以存储和管理与地理空间相关的数据，并提供高效的查询和分析功能。
本文将深入探讨空间数据库的用途及用处，从传统的地理信息系统到现代的无人驾驶和智能城市等领域的应用。
正文内容：大点一：地理信息系统（GIS）1. 地理数据的储存与管理：空间数据库可以存储各种类型的地理数据，包括地图数据、地理数据源、地形数据、卫星图像等。
这些数据可以被有效地组织、管理和查询。
2. 空间分析与决策支持：通过对空间数据库中的数据进行分析，可以提供给决策者更全面和准确的信息，帮助其做出更加明智的决策。
比如，通过分析地理数据可以确定最佳的城市规划方案或者最佳的道路设计。
3. 灾害监测与应急响应：利用空间数据库中的数据，可以实时监测地理区域的变化，提前预警可能发生的灾害，并迅速采取相应的应急响应措施。
大点二：环境保护与资源管理1. 生态环境监测：空间数据库能够储存生态环境各个方面的数据，包括空气质量、水质、土壤污染等。
借助于空间数据库，可以实现生态环境监测的实时化和精细化，为环境保护提供科学依据。
2. 资源管理与规划：空间数据库可以帮助管理者更好地进行资源管理和利用规划。
通过对资源数据的分析，可以确定资源的分布情况、利用状况，并为资源管理者提供指导意见，实现资源的合理利用和高效管理。
大点三：交通运输与物流管理1. 路网规划与导航：利用空间数据库中的路网数据，可以进行道路规划和导航，提供最佳路径和交通信息，帮助司机避开拥堵区域，从而缩短行程时间，提高交通效率。
2. 运输监控与智能调度：通过将运输数据存储在空间数据库中，可以实现对物流运输的实时监控和智能调度。
运输企业可以根据实时数据来安排车辆和货物的运输任务，提高物流运输的效率和可靠性。
大点四：农业与农村发展1. 农田管理与农业生产：利用空间数据库中的农田和农业数据，可以实现农田管理的精细化和农业生产的智能化。
时空数据库技术的研究与应用
时空数据库技术的研究与应用一、概述随着数据量的不断增大，时空数据库技术已经成为了近年来数据工业领域的研究热点。
时空数据库技术以时间和空间作为主要维度，旨在提升数据存储、管理和应用的效率和可靠性。
本文将从技术背景、发展趋势、应用场景等方面进行分析和总结。
二、技术背景时空数据是指带有时间和空间信息的数据，是现实生活中最常见的数据类型之一。
时空数据具有海量性、复杂性、变化性等特点，传统数据管理和分析方法已无法满足时空数据管理需求。
为此，时空数据库技术应运而生。
时空数据库技术主要包括数据记录方法、索引方法和查询方法三个方面。
其中数据记录方法是在数据采集时确定数据的时间和空间信息，索引方法是对时空数据建立索引以支持数据快速检索，查询方法则是在时空数据中进行数据挖掘、分析和预测。
三、发展趋势1、数据采集技术的进步随着遥感技术、物联网技术和移动互联网技术的迅猛发展，时空数据的采集能力得到了极大提高。
数据采集设备的不断完善和综合利用，使得时空数据呈现出数据量大、数据类型复杂、数据质量高等特点。
2、数据存储技术的升级传统的基于关系型数据库的数据存储已经难以满足时空数据存储和管理的需求。
因此，NoSQL数据库、分布式存储、云存储等新技术的出现，使得时空数据库技术在数据存储方面得到了重大突破。
新技术的不断升级和优化，为时空数据库技术的进一步发展提供了更可靠的技术保障。
3、智能算法的应用随着人工智能技术的发展，算法的能力也得到了极大的提升。
在时空数据的处理和分析中，智能算法可以更好地进行模式识别、预测和决策。
智能算法的应用，使得时空数据库技术逐渐向着智能化、自动化的方向发展。
四、应用场景1、智慧城市建设时空数据在智慧城市建设中发挥着重要的作用。
通过对城市时空数据的分析，可以了解城市的交通、环保、公共安全等情况，进而针对性地制定城市规划和管理方案。
2、自然资源管理时空数据可以被广泛应用于自然资源管理。
通过对环境与资源进行实时监测，可以及时发现自然灾害和环境污染等情况，进而采取预警和预案处理措施。
空间数据库技术的研究与应用
空间数据库技术的研究与应用随着地理信息系统的发展，空间数据库技术成为了重要的研究方向。
空间数据库是一种能够处理空间数据的数据库系统，它能够存储、管理和检索空间数据，广泛应用于城市规划、土地利用、资源开发、环境保护等领域。
本文将从空间数据库的概念、空间数据模型、查询语言、索引技术、空间数据挖掘等方面进行探讨。
一、空间数据库的概念空间数据库是一种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，空间数据库在数据模型、查询语言和索引技术上有所不同。
空间数据库可以存储各种形式和尺度的空间数据，包括点、线、面等各种几何要素，同时还可以处理时间和属性信息。
二、空间数据模型空间数据模型是空间数据库的核心之一，它是用来描述空间数据的形式化方法。
空间数据模型分为两类：向量数据模型和栅格数据模型。
向量数据模型是以点、线和面等基本几何要素为基础，采用拓扑关系来描述几何关系。
栅格数据模型将空间对象划分成规则的网格，在每个网格单元中存储相应的属性信息。
三、空间查询语言空间查询语言是空间数据库管理系统的一个核心模块，用于实现空间数据的检索和查询。
空间查询语言可以分为结构化查询语言(SQL)和地理信息系统专用查询语言。
其中，SQL是一种标准的关系型数据库查询语言，可以支持空间数据类型和空间查询函数。
而地理信息系统专用查询语言，则是一种特别针对地理信息数据的查询语言，可以更方便、更直观地查询空间数据。
四、索引技术空间数据库的索引技术是空间查询效率的关键。
常用的索引技术包括四叉树、R树、R*树和MBC树等。
四叉树是一种常用的空间索引数据结构，它可以快速定位空间对象并实现空间查询。
R树是一种常用的空间索引树结构，它是一种多维数据结构，可以快速定位符合查询条件的空间对象。
R*树是R树的升级版本，其能够高效地处理大量的空间对象。
MBC树是一种新颖的空间索引方法，它采用多边形曲线边界(MBC)来表示空间对象，实现了高效率和高精度的空间查询。
空间数据库管理系统的概念与发展趋势
空间数据库管理系统的概念与发展趋势空间数据库管理系统的概念与发展趋势随着互联网的飞速发展和社会的不断进步，空间数据在各个领域中得到了广泛应用。
空间数据库管理系统（Spatial Database Management System，简称SDMS）是一种专门用于处理和管理空间数据的数据库管理系统。
它与传统的关系型数据库管理系统相比，具有更强大的空间数据处理能力和更高的数据存储效率，能够更好地支持地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）和位置服务（Location-based service，简称LBS）等应用。
空间数据库管理系统的概念可以追溯到上个世纪80年代，当时GIS开始被广泛应用于城市规划、土地管理、交通规划等领域。
然而，传统的关系型数据库管理系统无法很好地处理空间数据，这导致了对空间数据处理的需求。
因此，研究人员开始着手开发空间数据库管理系统，以满足各种空间数据处理需求。
随着科技的不断进步，空间数据库管理系统的功能和性能也得到了不断提升。
首先，空间数据库管理系统能够处理各种复杂的空间数据类型，包括点、线、面、多边形、栅格等，能够对这些数据进行高效的存储和查询。
其次，空间数据库管理系统提供了丰富的空间分析功能，可以对空间数据进行距离计算、叠置分析、缓冲区分析等操作，从而为用户提供更加全面准确的空间分析结果。
此外，空间数据库管理系统还支持多维索引技术，能够快速检索和查询大规模的空间数据，提高数据查询效率。
进入21世纪以来，空间数据库管理系统在应用领域得到了快速扩展。
除了传统的GIS和LBS领域外，空间数据库管理系统还广泛应用于天文学、地质学、生物学等科学研究领域。
在天文学中，天体观测数据被存储在空间数据库管理系统中，以支持天体运动的模拟和预测。
在地质学中，地震、火山活动等空间数据可以通过空间数据库管理系统进行有效管理和分析。
在生物学中，生物物种分布和迁徙等数据也可以通过空间数据库管理系统进行存储和分析。
空间数据库学习报告
空间数据库学习报告空间数据库是一种专门用来处理和管理空间数据的数据库管理系统。
传统数据库主要处理的是非空间数据，如数字、字符等，而空间数据库则加入了对空间数据的支持，可以存储和处理地理、地质、地形等与地理位置相关的数据。
本文将从空间数据库的定义、特点、应用以及学习体会等方面进行探讨。
首先，空间数据库是一种针对空间数据的数据库管理系统。
空间数据是指具有地理位置信息的数据，可以是点、线、面以及更复杂的几何对象，如多边形、立方体等。
与传统数据库相比，空间数据库在数据结构的设计上更加复杂，引入了空间索引、空间关系模型等技术，以提高对空间数据的存储和查询效率。
如：矢量数据模型、栅格数据模型、层次数据模型等。
此外，空间数据库还支持空间查询操作，如空间距离计算、空间关系判断、空间拓扑分析等。
其次，空间数据库具有以下几个特点。
首先，空间数据库具有高效的空间索引技术。
空间索引可以加快对空间数据的查询速度，常用的空间索引技术有R树、QUADTREE等。
其次，空间数据库支持空间数据的存储和查询操作。
空间数据不仅可以进行常规的增、删、改、查操作，还可以进行地理位置相关的查询，如查找一些区域内的所有点。
再次，空间数据库支持空间数据的可视化与分析。
用户可以通过空间数据库将数据可视化展示，同时进行各种分析操作，如空间叠加分析、空间数据挖掘等。
最后，空间数据库支持多种数据格式和数据模型。
由于不同的空间数据具有不同的特点和表达方式，空间数据库需要支持多种数据格式和数据模型，以满足不同数据的存储和查询需求。
空间数据库在许多领域具有广泛的应用。
一方面，空间数据库在地理信息系统中起着至关重要的作用。
地理信息系统是利用计算机技术对地理信息进行采集、存储、处理、分析和展示的系统，而地理数据作为地理信息系统的核心数据，需要通过空间数据库来进行存储和管理。
另一方面，空间数据库也应用于交通管理、环境保护、城市规划等领域。
如交通管理部门可以利用空间数据库进行交通流量分析和道路网络优化，环境保护部门可以利用空间数据库进行环境监测和资源管理。
空间数据库技术的发展与应用
空间数据库技术的发展与应用一、概述随着科技的进步和人们对于空间信息的需求不断提高，空间数据库技术逐渐发展壮大，并被广泛应用于各个领域。
本文就空间数据库技术的发展与应用进行探讨。
二、空间数据库技术的发展历程空间数据库技术是以地理信息系统为基础的，它将地理空间数据存入和从数据库中检索出来。
随着地图数字化的需求逐渐增强，空间数据库技术也随之发展壮大。
1. 空间数据库技术的初期阶段80年代初期，空间数据库技术处于起步阶段，当时的空间数据库都是基于关系数据库系统的二维数据模型来创建的。
这些应用程序依赖于数据库技术的开发，主要包括图形数据的组织方式、空间数据的封装和管理，数据的溯源和真实性，以及地理信息的可视化等方面。
2. 空间数据库技术的中期发展90年代是空间数据库技术发展的一个转折点。
这个时期，主要是以对象为基础的空间数据库技术开始兴起。
相比于关系型的空间数据库，对象型的空间数据模型更加适合处理多层次和复杂的地理信息，能够存储结构化数据和非结构化数据，也能够提供高级的搜索和查询功能，大大提高了系统的效率和功能。
3. 空间数据库技术的现代化阶段21世纪以来，随着云计算、大数据和人工智能的崛起，空间数据库技术继续向前发展。
现代化的空间数据库技术除了能够负责数据存储和查询外，还能够处理空间数据的可视化和分析，并利用机器学习和人工智能等高级技术，对地图数据进行自动分类，识别和解释，从而大大提高了地图数据的精度和实用性。
三、空间数据库技术的应用1. 地理信息系统地理信息系统是最常见的应用空间数据库技术的例子之一，它可以将各种类型的地图数据整合起来，实现数据之间的交互，有效地支持地理空间数据的管理、分析、制图和可视化等功能，包括地图服务系统和地图应用系统。
2. 交通系统交通系统中，空间数据库技术可以处理多种类型的数据，包括车辆、路线、航线、航班和港口等数据，从而实现交通运输的监管和控制，也能够帮助旅客和货物找到最优的路线和最快的到达时间。
地理空间数据库
地理空间数据库在当今数字化的时代，地理空间数据成为了众多领域中不可或缺的重要资源。
从城市规划到环境保护，从交通运输到农业发展，地理空间数据都发挥着关键作用。
而地理空间数据库，作为存储和管理这些数据的核心设施，更是至关重要。
那么，什么是地理空间数据库呢？简单来说，地理空间数据库就是专门用于存储、管理和操作地理空间数据的数据库系统。
地理空间数据与我们常见的数据有所不同，它具有独特的空间特征，比如地理位置、形状、大小和方向等。
这些数据可以是地图、卫星图像、地形模型，也可以是关于城市基础设施、土地利用或人口分布的信息。
地理空间数据库的重要性不言而喻。
首先，它为各种地理信息系统（GIS）应用提供了数据支持。
GIS 是一种用于处理地理空间数据的强大工具，能够帮助我们进行空间分析、决策制定和资源管理。
而地理空间数据库则是 GIS 的“数据仓库”，确保了数据的准确性、完整性和一致性。
其次，地理空间数据库有助于实现数据的共享和整合。
在不同的部门和组织中，可能会收集和生成大量的地理空间数据。
如果没有一个统一的数据库来整合这些数据，就会导致数据重复、不一致和难以共享。
通过建立地理空间数据库，可以将来自不同来源的数据整合在一起，实现数据的共享和协同工作，提高工作效率和决策的科学性。
再者，地理空间数据库能够支持复杂的空间查询和分析。
比如，我们可以查询某个区域内的所有建筑物，或者分析不同地区的人口密度变化趋势。
这些查询和分析对于城市发展规划、灾害预防和资源分配等方面都具有重要意义。
地理空间数据库的构建需要考虑多个关键因素。
数据模型是其中之一。
常见的数据模型包括矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型通过点、线和面来表示地理对象，适用于精确表示边界清晰的对象，如道路、建筑物等。
栅格数据模型则将地理空间划分为规则的网格单元，适用于表示连续的地理现象，如地形、温度等。
数据的采集和录入也是构建地理空间数据库的重要环节。
数据可以通过实地测量、卫星遥感、航拍、地图数字化等多种方式获取。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
空间数据库结课报告—空间数据库的发展与应用学号：班级序号：专业：姓名：指导老师：中国地质大学（武汉）信息工程学院2013年1月目录一、前言 (3)二、空间数据库的简介及特征 (3)2.1空间数据库简介 (3)2.2空间数据库的特征 (3)2.2.1空间数据库的完备性 (3)2.2.2空间查询的执行效率 (3)2.2.3空间数据的物理特征 (4)三、空间数据库管理系统模式 (4)四、空间数据库的应用模式 (4)4.1文件与关系数据库混合管理系统 (4)4.2全关系型空间数据库管理系统 (5)4.3对象—关系数据库管理系统 (6)4.4面向对象空间数据库管理系统 (6)4.5面向对象的矢栅一体化空间数据库管理系统 (6)五、空间数据库的实际应用.......................................................................................... .75.1空间数据库实际应用的必要性 (7)5.2空间数据库的具体应用 (7)5.2.1实例1—石油地质空间数据库 (7)5.2.2实例2—城市规划图 (9)六、结束语 (10)参考文献 (11)空间数据库的发展与应用XXX（中国地质大学（武汉）信息工程学院湖北武汉 430074）摘要：在GIS的基础上，鉴于实际需求下，空间数据库应运而生，本文从空间数据库的简单介绍开始，主要概述了空间数据库的发展、特征、应用类型及其在发展中的一些实际应用。
在通过对文献的阅读它的实际作用和空间数据库管理系统模式的概述，对空间数据库从三方面有了进一步的了解，最后列出空间数据库在实际应用中的具体案例。
关键词：空间数据库；GIS；特征；模式；类型；应用。
一、前言地理信息系统( Geographic Informa tion System ,GIS)融合了信息学、地理学、测绘学、城市科学等一系列科学技术,是一门典型的边缘学科。
经过40余年的发展,GIS 经历了从最早期简单的机助制图,到现在与卫星遥感技术相结合的过程,已经发展成为一项非常成熟的应用技术,活跃于生产和生活的各个部门。
但是,GIS 的广泛应用和深入发展, 也给 GIS 数据库带来了数据量激增的问题，而且传统GIS中空间数据与属性数据是分别存储的,即空间数据(图形数据)以文件格式存放,非空间数据(属性数据)则存放在关系数据库中,形成文件 + 关系数据库的二元存储模式。
这样的存储方式在数据安全和数据共享方面都存在着不少缺陷。
基于这种情况,GIS自身的数据存储能力显然已经不能完全满足实际需求,需要借助功能更加强大的外部数据库来存储和处理海量数据。
空间数据库正是在这一背景下应运而生, 并应用到了 GIS中。
二、空间数据库的简介及特征。
2.1空间数据库简介空间信息是指与位置（特别是地理位置）有关的信息，它在信息中占有相当大的比例（曾有统计可达 80%）然而，空间信息又有其特殊的一面，它具有诸如数据量巨大、结构复杂多样操作是计算密集型的具有自相关性等特性随着IT技术的迅速发展，以GIS 为代表的空间信息技术在各领域得到了应用，同时遥感等空间信息获取技术不断进步，现代社会对位置服务和分析决策的需要也日益迫切，因此深入研究和掌握空间信息技术的理论与方法的重要性也日益凸显出来空间数据库是近年的热点研究领域，是一门前沿的交叉学科其研究成果（如空间多维索引）开始应用于许多不同领域正是已有应用的需求推动了空间数据库管理系统的研究，这些应用包括地理信息系统（geographical information system ,GIS）和计算机辅助设计（computer-aided design ,CAD），以及诸如多媒体信息系统数据仓库等近年来，许多计算机应用领域通过扩充数据库管理系统的功能来支持与空间相关的数据空间数据库管理系统（spatial database management system ,SDBMS）研究是找到有效处理空间数据的模型和算法的重要步骤。
2.2空间数据库的特征2.2.1空间数据的完整性所谓完整性，就是数据的正确性和一致性，在关系型数据库中，有实体完整性参照完整性用户自定义完整性；在空间数据库中，语义层面的空间数据的正确性和一致性，就很难界定，它要比关系型属性数据复杂得多。
打个比方一条道路横跨一条河流，必然经过一座桥，而如果不经过，就必然违背了空间数据的正确性，也就是说不完整这只是一个很简单的例子，类似于这样的空间语义关系，是需要空间数据库提供用户自定义完整性约束，保证空间数据的完整性。
2.2.2空间查询的执行效率一个带有空间和属性的混合查询，是先进行空间查询，再进行属性查询，还是反过来，先进行属性查询，再进行空间查询，还是多个步骤交错进行，这是一个值得思考的问题。
2.2.3空间数据的物理存储物理存储，关系到空间数据添加删除修改的性能。
而目前，空间数据是以二进制对象或字符等形式，交给关系型数据库来管理的，屏蔽了物理层的存储细节，粒度较大；同时，空间聚簇与数据更新存在矛盾，如果这些问题交给关系型数据库来处理，还很难得到较好的解决，需要单独针对空间数据实现物理存储的管理空间数据存储在数据库里，实现数据共享；空间数据挖掘也是提高空间数据库智能化水平的手段。
三、空间数据库管理系统模式空间数据库是一类特殊且重要的数据库,在其内部存储了大量与空间有关的数据,如地图、遥感数据等。
更重要的一点是,空间数据库具备将空间数据与属性数据无缝链接和一体化存储管理的能力。
由于空间数据带有空间拓扑结构和位置关系,并且相互之间存在数据依赖问题,所以较之关系型数据库和事务型数据库,空间数据库在数据存储机制、数据组织结构和数据访问方式等方面有诸多不同之处,且要复杂得多。
对空间数据库的访问通常需要采取空间推理、空间知识表示等技术来实现。
GIS是空间数据库发展的主体。
采用空间数据库技术存储数据,是当前GIS应用和发展的要求。
怎样有效地存储、管理和挖掘海量数据,已经成为 GIS所面临的最紧迫的问题之一。
如果没有外部数据库的支持,仅凭GIS自身的存储能力,很难从根本上解决这一问题。
而空间数据库的应用使海量的空间数据和属性数据实现了一体化存储,并使更广泛的空间数据共享成为可能。
此外,空间数据库也是空间数据挖掘的基础。
空间数据挖掘是指对空间数据库中非显式存在的知识、空间关系或其它有意义的模式等的提取,是数据挖掘技术在空间领域的一个分支。
空间数据库存储的海量数据是空间数据挖掘的必要前提。
在空间数据库上进行数据挖掘,能够找出大量隐含的、对管理和研究工作有指导意义的知识,是对空间数据库中数据的深层应用。
在某些对数据要求比较高的情况下,还可以按照一定主题,对空间数据库中的数据进行抽取、转换和清洗,形成更高层次的空间数据仓库,更好地支持空间数据挖掘和与空间数据有关的决策过程。
四、空间数据库的应用模式由于空间数据的复杂性和特殊性, 一般的商用数据库管理系统难以满足要求。
因而, 围绕空间数据管理方法, 出现了几种不同的模式。
4.1文件与关系数据库混合管理系统由于空间数据具有以上几个特征,市场上通用的关系数据库管理系统难以满足要求。
因而大部分GIS软件采用混合管理的模式。
即用文件系统管理几何图形数据,用商用关系数据库管理系统管理属性数据,它们之间的联系通过目标标识或者内部连。
在这种管理模式中,几何图形数据与属性数据除它们的oid作为连接关键字段以外, 两者几乎是独立地组织、管理与检索。
就几何图形而言, 由于GIS系统采用高级语言编程,可以直接操纵数据文件,所以图形用户界面与图形文件处理是一体的,中间没有裂缝。
但对属性数据来说,则因系统和历史发展而异。
早期系统由于属性数据必须通过关系数据库管理系统,图形处理的用户界面和属性的用户界面是分开的,它们只是通过一个内部码连接,如图2所示，导致这种连接方式的主要原因是早期的数据库管理系统不提供编程的高级语言如Fortran 或C的接口,只能采用数据库操纵语言。
这样通常要同时启动两个系统(GIS 图形系统和关系数据库管理系统),甚至两个系统来回切换, 使用起来很不方便。
最近几年,随着数据库技术的发展, 越来越多的数据库管理系统提供高级编程语言C 和 Fortran等接口,使得地理信息系统可以在C语言的环境下,直接操纵属性数据, 并通过C语言的对话框和列表框显示属性数据, 或通过对话框输入SQL语句,并将该语句通过C语言与数据库的接口查询属性数据库, 并在GIS的用户界面下,显示查询结果。
这种工作模式,并不需要启动一个完整的数据库管理系统,用户甚至不知道何时调用了关系数据库管理系统,图形数据和属性数据的查询与维护完全在一个界面之下。
在ODBC(开放性数据库连接协议)推出之前,每个数据库厂商提供一套自己的与高级语言的接口程序,这样 GIS 软件商就要针对每个数据库开发一套GIS的接口程序,所以往往在数据库的使用上受到限制。
在推出了ODBC 之后,GIS 软件商只要开发GIS与ODBC的接口软件,就可以将属性数据与任何一个支持ODBC协议的关系数据库管理系统连接。
无论是通过C还是通过ODBC与关系数据库连接,GIS用户都是在一个界面下处理图形和属性数据,它比前面分开的界面要方便得多。
这种模式称为混合处理模式, 如图3 所示。
采用文件与关系数据库管理系统的混合管理模式,还不能说建立了真正意义上的空间数据库管理系统,因为文件管理系统的功能较弱, 特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能。
多用户操作的并发控制比起商用数据库管理系统来要逊色得多,因而GIS 软件商一直在寻找采用商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。
4.2全关系型空间数据库管理系统全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。
关系数据库管理系统的软件厂商不作任何扩展,由GIS 软件商在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据, 而且能管理非结构化的图形数据。
用关系数据库管理系统管理图形数据有两种模式, 一种是基于关系模型的方式,图形数据按照关系数据模型组织。
这种组织方式由于涉及一系列关系连接运算,相当费时,例如为了显示一个多边形,需要找出组成多边形的采样点坐标。
它要涉及到4个关系表,作多次连接投影运算,这一查询的语句如下：Select X, YFrom P, E,N , CWhere P·P# = E·P# and E·E# = N ·E# and (N·BN = C·N # and N·EN = C·N # )对于这样简单的实例,需要作如此复杂的关系连接运算,非常费时。