空间数据库
空间数据库
1.空间数据管理的五种方式：基于文件管理方式、文件与关系数据库混合型空间数据库、全关系型空间数据库、对象—关系型空间数据库和面向对象空间数据库2.空间数据库与一般数据库的区别：综合抽象特性、非结构化特性、分类编码特性、复杂性与多样性3.矢量数据结构的特点：定位明显，属性隐含4.栅格数据结构的特点：属性明显，定位隐含5.空间关系分类：拓扑关系、度量关系、顺序关系6.空间数据库系统：不仅包括空间数据库本身，还要包括相应的计算机硬件系统、操作系统、计算机网络结构、数据库管理系统、空间数据管理系统、地理空间数据库和空间数据库管理人员DBA等组成的一个运行系统7.空间数据引擎SDE：是用来解决如何在关系数据库中存储空间数据，实现真正的数据库方式管理空间数据，建立空间数据服务器的方法8.空间数据组织：人们习惯于按不同比例尺、横向分幅、纵向分层来组织海量空间数据9.栅格数据管理方案：栅格、影像数据库采用金字塔结构存放多种空间分辨率的栅格数据，同一分辨率的栅格数据被组织在一个层面内，而不同分辨率的栅格数据具有上下的垂直组织关系：越靠近顶层，数据分辨率越小，数据量也越小，只能反映原始数据的概貌；越靠近底层，数据的分辨率越大，数据量也越大，更能反映原始详情10.空间索引定义：是指在存储空间数据时依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对你说那个额标识、外接矩形级指向空间对象实体的指针11.R树与R+树的区别：a.R+树的结点中对数据项和索引项的填充个数没有严格限制，而R树要求至少有m个b.R+树中间结点的目录矩形不允许重叠，而R树目录矩形允许重叠c.R+树中空间目标标识重复存储在多个叶结点，而R树无目标重复存储12.CELL树索引：它在空间划分时不再采用矩形作为划分的基本单位，而是采用凸多边形来作为划分的基本单位13.空间填充曲线：通过使用空间填充曲线对空间实体数据集进行降维处理，映射到一维空间进行编码14.将候选集对象的实际数据输入求精步骤：a.减小候选集b改进几何算法15.元数据：是随着计算机技术和GIS发展而出现的外来词，是关于数据的数据，用于描述数据的内容、质量、表达方式、空间参考系、管理方式、数据的所有者、数据的提供方式以及数据集的其他特征16.标准部分的内容：标识信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参照系信息、实体和属性信息、发行信息、空间元数据参考信息17.引用部分：引用信息、时间范围信息、联系信息、地址信息18.空间数据库设计阶段：需求设计、概念设计、逻辑设计、物理设计、数据库的实现、数据库运行和维护六个阶段19.GIS逻辑设计模型：混合设计模型、集成数据模型、地理关系数据模型20.空间数据库建库过程a．数据字典和数据索引的生成b．图形与属性数据库的建立c．设立用户密码d．软件系统与数据的融合检查e．数据库系统试运行测试21.四叉树编码22.矢量拓扑数据结构23.空间实体描述：基于对象、基于场（看书）24.栅格数据的存储编码方式：a.直接格式编码：全栅格式存储、链式编码、块式编码、四叉树编码b.压缩格式编码：行程编码。
空间数据库学习报告
空间数据库学习报告在当今数字化的时代，数据的管理和处理变得愈发重要。
空间数据库作为一种专门用于存储和管理空间数据的数据库系统，在地理信息系统、城市规划、环境保护等众多领域发挥着关键作用。
通过对空间数据库的学习，我不仅深入了解了其基本概念和原理，还掌握了相关的技术和应用。
一、空间数据库的基本概念空间数据库是一种能够有效存储、管理和查询空间数据的数据库系统。
空间数据与传统的非空间数据不同，它具有空间位置、几何形状、拓扑关系等特性。
例如，地图上的点、线、面等要素，以及它们之间的相邻、包含等关系，都属于空间数据的范畴。
为了准确地表示和处理空间数据，空间数据库采用了特定的数据模型和结构。
常见的空间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、面等几何对象来描述空间实体，而栅格数据模型则将空间划分为规则的网格单元，并为每个单元赋予相应的值。
二、空间数据库的关键技术1、空间索引空间索引是提高空间数据查询效率的重要技术。
常见的空间索引方法有 R 树、四叉树、KD 树等。
这些索引结构能够快速定位和筛选出与查询条件相关的空间数据，从而大大减少数据检索的时间和开销。
2、空间查询语言为了方便用户对空间数据进行查询和操作，空间数据库提供了专门的查询语言，如 SQL 的空间扩展（如 PostGIS 中的空间查询函数）。
这些查询语言支持空间关系的判断、空间数据的过滤和聚合等操作，使得用户能够灵活地获取所需的空间信息。
3、空间数据的存储管理空间数据的存储方式直接影响着数据库的性能和效率。
在空间数据库中，通常采用优化的存储策略来减少数据冗余、提高存储空间利用率，并保证数据的一致性和完整性。
三、空间数据库的应用领域1、地理信息系统（GIS）GIS 是空间数据库应用最为广泛的领域之一。
通过将地理空间数据存储在空间数据库中，GIS 能够实现地图的绘制、空间分析、路径规划等功能，为城市规划、资源管理、交通运输等提供决策支持。
空间数据库
1. 空间数据库定义：空间数据库是存放空间数据的数据库，更确切的说，空间数据库是描述空间物体的位置数据元素（点、线、面、体）之间的拓扑关系及描述这些物体的属性数据的数据库。
2. 空间数据库的特点：1.空间数据库管理的是现实世界中相关性大的连续数据，要求进行综合管理。
2.空间数据库中描述的实体类型多，关系复杂，使数据模型复杂。
3.空间数据库存储的空间数据具有非结构化特征，不满足关系数据模型的范式要求。
3. 基于OR-DBMS、OODBMS的SDBMS1.一个SDBMS是一个软件模块，它利用一个底层数据库管理系统（如OR-DBMS/ OODBMS）。
2.SDBMS支持多种空间数据模型，相应的空间抽象数据类型（ADT）以及一种能够调用这些ADT的查询语言。
3.SDBMS支持空间索引，高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则。
4. 矢量数据交换格式（NSDTF-VCT）《矢量数据交换格式》的组成：《文件头》《要素类型参数》《属性数据结构》《几何图形数据》《注记》《属性数据》5. ArcView的Shapefile文件格式shapefile是ArcView的原生数据格式属于简单要素，用点、线、多边形存储要素的形状却不能存储拓扑关系，具有简单快捷显示的优点。
在shapefile中的信息可分成两种类型，一种与数据有关，如，主文件的记录信息。
主文件文件头有关数据描述的字段（特征类型、围矩等），另一种与数据的组织管理有关，如文件盒记录的长度，记录的偏移等。
这些信息是以文件的方式进行存储的，每个shapefile至少由固定的3个文件组成：主文件（.shp文件）、索引文件（.shx文件)、dbase表文件（.dhp)，其中主文件和索引文件为二进制文件，dbase为数据库文件。
6. 空间数据库引擎（SDE）的特点：1.空间数据库引擎采用RDBMS高级组织和管理海量空间数据，具有大型RDBMS管理数据的许多优点，通过空间数据引擎，能访问RDBMS中的空间数据和GIS软件的传统数据格式文件，还能实现传统格式文件盒RDBMS中空间数据的相互转换，并能很好的平衡服务器和客户端的网络负担。
空间数据库的概念
空间数据库的概念
空间数据库是指地理信息系统在计算机物理存储介质上存储与应用相关的地理空间数据的总和，包括一组特定结构的文件。
空间数据库主要处理空间数据，如地图、城市规划、地理信息系统等。
空间数据包括空间信息和非空间信息，其中空间信息包括几何数据、空间关系数据和属性数据等，非空间信息包括时间戳、布尔值、文本注释等。
空间数据库的特点包括以下几个方面：
1. 数据量大：空间数据通常包含大量的几何数据和属性数据，因此空间数据库的数据量相对较大。
2. 数据类型复杂：空间数据包括多种类型的数据，如点、线、面、多边形等，这些数据类型之间的转换和处理比较复杂。
3. 数据关系复杂：空间数据中的空间关系比较复杂，如相邻、包含、交叉等，这些关系需要用不同的数据结构进行存储和处理。
4. 数据更新频繁：空间数据经常需要进行更新，如添加新数据、修改现有数据、删除旧数据等，因此需要保证数据的完整性和一致性。
5. 数据查询分析复杂：空间数据需要进行复杂的查询和分析，如查找相邻对象、计算面积、距离等，因此需要使用高效的查询和分析算法。
总之，空间数据库是一种处理和存储空间数据的特殊类型的数据库。
《空间数据库》复习
《空间数据库》复习在当今数字化的时代，空间数据的管理和应用变得越来越重要。
空间数据库作为专门用于存储和管理空间数据的系统，对于地理信息系统、城市规划、环境保护等众多领域都具有关键作用。
为了更好地掌握这一重要的知识领域，让我们来进行一次全面的复习。
首先，我们来了解一下什么是空间数据库。
简单来说，空间数据库就是能够有效地存储、管理和查询空间数据的数据库系统。
空间数据与传统的数值或文本数据不同，它具有空间位置、形状、大小等特征。
例如，地图上的点、线、面等地理要素，以及它们之间的空间关系，都属于空间数据。
空间数据库的特点主要包括以下几个方面。
一是数据量大，因为它需要涵盖广阔的地理区域和丰富的细节信息。
二是数据结构复杂，不仅包含属性数据，还包含空间几何数据，如点、线、面等，以及它们之间的拓扑关系。
三是查询操作复杂，常常需要进行空间位置的查询、空间关系的判断等。
在空间数据库中，常见的数据模型有矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型通过点、线、面等几何对象来表示地理实体，其优点是数据精度高、存储空间小、便于编辑和更新。
栅格数据模型则将地理空间划分为规则的网格，每个网格单元对应一个数值，适用于对连续现象的表示，如地形、温度等。
空间索引是提高空间数据库查询效率的重要技术。
常见的空间索引方法有 R 树、四叉树、网格索引等。
R 树是一种基于空间分割的索引结构，能够有效地支持空间范围查询和最近邻查询。
四叉树则是将空间区域不断地四分，形成层次结构，适用于区域查询。
网格索引则是将空间划分为固定大小的网格，通过网格来快速定位数据。
在数据存储方面，空间数据库需要考虑如何有效地存储空间数据和属性数据。
一般来说，空间数据可以采用二进制大对象（BLOB）的方式存储在数据库中，而属性数据则可以按照常规的数据库字段进行存储。
接下来谈谈空间数据库的查询处理。
空间查询包括空间选择查询、空间连接查询等。
空间选择查询是根据空间位置或空间关系来筛选数据，例如查找距离某个点一定范围内的所有对象。
空间数据库资料
空间数据库资料在当今数字化的时代，数据的管理和利用变得至关重要。
空间数据库作为一种专门用于存储和管理空间数据的数据库系统，在众多领域中发挥着关键作用。
空间数据，简单来说，就是具有空间位置特征的数据。
比如地图上的地点、道路、建筑物的位置，或者地理信息系统中地形的起伏、河流的走向等。
这些数据不仅包含了常规的属性信息，如名称、类型等，更重要的是其独特的空间位置和几何形状信息。
空间数据库与传统数据库相比，有着显著的差异。
传统数据库主要处理文本、数字等简单数据类型，而空间数据库需要处理复杂的空间对象，如点、线、面等。
这就要求空间数据库具备特殊的功能和结构来有效地存储、索引和查询这些空间数据。
为了实现对空间数据的高效管理，空间数据库采用了一系列专门的技术。
其中，空间索引技术是关键之一。
常见的空间索引方法包括 R 树、四叉树等。
这些索引结构能够快速定位和检索空间数据，大大提高了数据库的查询效率。
在数据存储方面，空间数据库通常采用分层存储的方式。
将不同类型、不同精度的空间数据分别存储在不同的层次中，以便在查询时能够根据需要快速获取相应的数据。
同时，为了保证数据的准确性和完整性，空间数据库还需要进行严格的数据质量控制。
这包括对数据的采集、录入、编辑等环节进行监控和校验，确保数据的可靠性。
空间数据库的应用领域非常广泛。
在城市规划中，它可以帮助规划师分析土地利用、交通流量等情况，从而制定更合理的规划方案。
在环境保护方面，能够监测和分析污染源的分布、生态系统的变化等，为环境保护决策提供支持。
在交通管理中，通过对道路网络、车辆位置等数据的管理和分析，可以优化交通流量，提高交通运输效率。
此外，地理信息系统（GIS）也是空间数据库的重要应用领域之一。
GIS 整合了空间数据库、地图绘制、数据分析等功能，为用户提供了一个强大的工具来处理和分析地理空间信息。
无论是进行资源调查、灾害预警还是城市发展研究，GIS 都离不开空间数据库的支撑。
空间数据库实验报告
一、实验目的1. 了解空间数据库的基本概念和原理；2. 掌握空间数据库的建立、管理和使用方法；3. 熟悉空间数据库的查询和操作；4. 提高空间数据处理和分析能力。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 数据库管理系统：MySQL 5.73. 开发工具：Visual Studio Code4. 空间数据库驱动：MySQL Spatial Extension三、实验内容1. 空间数据库的建立与配置（1）创建数据库打开Visual Studio Code，连接到MySQL数据库服务器，执行以下SQL语句创建空间数据库：CREATE DATABASE IF NOT EXISTS spatial_db;（2）创建空间表在空间数据库中创建空间表，使用以下SQL语句：CREATE TABLE IF NOT EXISTS cities (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geom GEOMETRY NOT NULL,INDEX geom_idx (geom));2. 空间数据的插入与查询（1）插入空间数据使用以下SQL语句插入空间数据：INSERT INTO cities (name, geom) VALUES ('Beijing',ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)'));INSERT INTO cities (name, geom) VALUES ('Shanghai',ST_GeomFromText('POINT(121.4737 31.2381)'));（2）查询空间数据查询与给定坐标点距离小于10公里的城市：SELECT name FROM cities WHERE ST_Distance(geom,ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)')) < 10000;3. 空间数据的更新与删除（1）更新空间数据使用以下SQL语句更新城市名称：UPDATE cities SET name = 'Beijing New City' WHERE name = 'Beijing';（2）删除空间数据使用以下SQL语句删除城市：DELETE FROM cities WHERE name = 'Beijing New City';4. 空间数据的聚合与分析（1）计算所有城市的面积SELECT name, ST_Area(geom) AS area FROM cities;（2）计算相邻城市的距离SELECT name, name AS neighbor, ST_Distance(geom,ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)')) AS distanceFROM cities, cities AS neighborWHERE <> AND ST_Distance(geom, neighbor.geom) < 10000;四、实验结果与分析1. 成功创建空间数据库和空间表，并插入、查询、更新和删除空间数据；2. 空间查询和分析功能正常，可以计算城市面积和相邻城市距离；3. 实验过程中未出现异常，空间数据库运行稳定。
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
空间数据库模型
•基于纯关系数据库的管理方式
•第一种方式：
•关系数据模型组织
•GIS软件商在标准DBMS顶层开发一 个能容纳、管理空间数据的系统功 能
GIS应用 开发与维护 扩展DBMS以容纳 空间数据
GIS开发人员
空间数据库模型
•基于纯关系数据库的管理方式
•第一种方式：
E
多边形编号 P1 P1 P1 P1 边号 a b c d 边长
返回
空间数据库的概念
•空间数据库系统 空间数据库、空间数据库管 理系统以及其它们的软、硬件 系统的总称。
空间数据库模型
•传统数据库模型 数据结构：是指数据的组织形式，在计算机存储、管理和处理的 数据逻辑结构 数据模型：是描述实体及其相互关系的数学描述，是空间数据库 建立的逻辑模型 层次模型 网络模型
N
边号 起结点号 1 2 终结点号 7 1
P1
P2
a b …
C
结点号 1 2 … x .. … y … …
空间数据库模型
•基于纯关系数据库的管理方式
•第二种方式：
•将图形数据的变长部分处理成 Binary Block字段 •由GIS开发人员完成
GIS应用 开发与维护 关系数据库
GIS开发人员
空间数据库模型
•对象数据模型的含义
•
地理信息系统原理
聂俊堂 昆明冶金高等专科学校测绘学院
第四讲 空间数据库模型
1. 空间数据库的概念 2. 空间数据库模型
空间数据库的概念
•空间数据库 是地理信息系统在计算机物理存储 介质上存储和应用的相关地理空间数 据的总合 空间数据、属性数据以及时间数据 •空间数据库系统 空间数据库、空间数据库管理系统 以及其它们的软、硬件系统的总称。
空间数据管理-空间数据库
contents
目录
• 空间数据库概述 • 空间数据库的核心技术 • 空间数据库的应用领域 • 空间数据库面临的挑战与解决方案 • 空间数据库的未来发展趋势
空间数据库概述
01
定义与特点
定义
空间数据库是一种用于存储和管理空 间数据的数据库系统，它能够存储、 检索、更新和管理空间数据，包括地 理信息、地图数据、遥感数据等。
空间数据查询语言
空间数据查询语言是用于查询和管理 空间数据库的标准语言，它提供了丰 富的空间函数和操作符，用于对空间 数据进行各种复杂的查询和操作。
常见的空间数据查询语言包括SQL、 PostGIS等。
空间数据模型与结构
空间数据模型与结构是描述空间数据的组织和表达方式，它决定了空间数据的表示、存储和查询方式 。
环境监测与保护是空间数据库的重要应用领域之一。 环境监测部门需要利用空间数据库来分析环境质量、 生态状况等信息，为环境保护提供决策支持。
环境监测与保护还包括污染治理、生态修复等领域。
空间数据库面临的挑
04
战与解决方案
数据安全与隐私保护
数据加密
采用先进的加密算法对空间数据进行加密， 确保数据在存储和传输过程中的安全性。
访问控制
实施严格的访问控制策略，对不同用户设定不同的 权限级别，防止未经授权的访问和数据泄露。
隐私保护
在数据采集、处理和使用过程中，采取匿名 化、去标识化等技术手段保护用户隐私。
高性能查询优化
索引技术
利用空间索引技术提高查询效率，如 R-tree、Quadtree等。
查询策略优化
根据查询需求和数据特点，优化查询 路径和算法，减少计算量和I/O负载。
- 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)。
全 关 系 式 数 据 库 管 理 方 案
属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理 空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快 属间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象 嵌套等复杂的空间操作 GIS软件：System9，Small World、Geovision等
)
空间数据库的优势
统一的数据格式标准 查询功能和效率强大 海量空间数据存储 并发控制机制 安全机制 空间操作
空间数据管理是以给定的内部数据结构或空间图形实 体的数据结构为基础，通过合理的组织管理，力求有 效地实现系统的应用需求。假如说内部数据结构是寻 求一种 描述地理实体的有效的数据表示方法，那么空 间数据管理就是根据应用要求建立实体的数据结构和 实体之间的关系，并把它们合理的组织起来，以便于 应用。显然， 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）应该是解决这 一问题的主要途径。但是，由于地理信息系统具有空 间信息的特性，而目前通用的DBMS系统（如 FoxPro,MS SQL Server,ORACLE等）并不支持空间 信息的管理，所以，DBMS系统在GIS中并未得到全 面的采用。
空间数据库：
列出南中医附近10kｍ范围内的所有超市 找出南京市内附近500m内有学校的所有售 房
空间数据管理适用的行业和人群
司机 最近加油站在哪，附近有没有餐馆（GPS） 军队指挥家 敌军动向(电子沙盘) 公司供货经理 新的物流仓库和零售店应建在什么地方(选址) 环境专家 该地区的总体环境评价(多因素多因子空间叠置分析) 交通专家 路网建设怎样能改善交通状况(网络分析) 应急服务 求助人的位置?最佳路线怎么走(最短路径分析) 停车场 附近有哪些停车场,有多少空位(GPS+LBS(通过电信移动运营商的
空间数据库管理系统的实现 （1）常规DBMS进行扩展，使有空间数据存储、 管理功能；（Oracle）
（2）常规DBMS基础上加一层空间数据库引擎。 （ESRI的SDE（Spatial Database Engine））
空间数据库Байду номын сангаас设计
空间数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用数据抽象成一 个数据库的具体结构的过程。
概念模型（空间特征，关系描述）
（1）空间特征：点、线、面、体四种基本类型； （2）实体在空间、时间、属性三方面存在联系： 空间联系：空间位置、分布、关系、运动等； 时间联系：客体随时间变化，可构成时态数据 库； 属性关系：属性多级分类中的从属关系、聚类 关系、相关关系。
空间数据库的数据模型
属性数据 （定长记录）
GIS界面
空间数据 （变长记录）
关系表
二进制块
DBMS
空间 数据库
对 象 关 系 数 据 库 管 理 方 案
对现有的关系数据库进行扩展，增加空间数据类型 解决了空间数据变长记录的存储问题，由数据库软件商开发，效率较高 用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义，因而不能将设计的拓扑结 构进行存储，没有解决数据的嵌套纪录问题 GIS软件：TIGER，Geo++、Geo Tropics等
目前，与GIS设计有关的空间数据模型主要有矢量模 型，栅格模型，数字高程模型，面向对象模型，矢量 和栅格的混合数据模型等。前面四种模型属于定向性 模 型，在模型设计时只包括与应用目标有关的实体及 其相互关系，而混合模型的设计则包括所有能够指出 的实体及其相互关系。就目前的应用现状而言，矢量 模型、栅 格模型、数字高程模型相当成熟（目前成熟 的商业化GIS主要采用这三类模型），而其它模型， 特别是混合模型则处于大力发展之中。
无线电通讯网络(如GSM网、CDMA网)或外部定位方式(如GPS)获取移动终端 用户的位置信息 ))
突发公共卫生事件 感染源在哪里?带有5000m缓冲的隔离区,发生原因及 趋势(空间自相关空间分析) ……
空间数据
所谓空间数据是指与空间位置和空间关系相联 系的数据。归纳起来它具有以下5个基本特征: (1)空间特征 每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐 含了空间分布特征。这意味着在空间数据组织 方面,要考虑它的空间分布特征。除了通用性 数据库管理系统或文件系统关键字的索引和辅 关键字索引以外,一般需要建立空间索引。
(4)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, 而这种分类编码往往属于国家标准,或行业标 准,或地区标准,每一种地物的类型在某个GIS 中的属性项个数是相同的。因而在许多情况下, 一种地物类型对应于一个属性数据表文件。当 然,如果几种地物类型的属性项相同,也可以多 种地物类型共用一个属性数据表文件。
GIS界面 空间数据处理 DBMS
扩充实体类型 （点、线、面、圆等）
空间 数据库
目前，地理信息系统的数据管理基本上是采用数据文 件管理方式。设计者根据应用目的，采取它自己认为 最方便、最有效的数据组织和存储管理方法，所以， 每个系 统各不相同。例如，同样采用矢量数据结构的 GIS系统，与之相关的实体属性的编码方法、字节安 排、记录格式、数据文件的组织都不一定完全一样。 数据组织往 往与采用的算法相联系。有些系统把图形 实体的几何特征数据和属性特征数据组织在同一记录 中（如地理信息检索和分析系统GIRAS）；有的则完 全分开（如 ARC/INFO的ARC和INFO系统）；有的 在同一记录中存在部分属性数据（如Intergraph 公司 的Microstation系统）。
传统数据库与空间数据库的比较
传统数据库 数据连续性/相关性 实体类型/空间关系 记录长度 查询与操作 不连续 相关性小 少 简单固定 空间数据库 连续 较强空间相关性 多 复杂且不固定
结构化 等长
文字、数字
非结构化 不等长
文字数字 空间图形
3
空间数据库能做什么
传统数据库：
列出南京市销售额最高的十家苏果分店
GIS空间数据库
第一节 空间数据库概述
空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储 介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般 是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上 的。 空间数据库的研究始于20 世纪 70年代的地图制图 与遥感图像处理领域,其目的是为了有效地利用卫星遥感 资源迅速绘制出各种经济专题地图。
(3)空间关系特征 空间数据除了前面所述的空间坐标隐含了空间分布关 系外。空间数据中记录的拓扑信息表达了多种空间关 系。这种拓扑数据结构一方面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。特别是有些几何对象,没有直接记 录空间坐标的信息,如拓扑的面状目标,仅记录组成它 的弧段的标识,因而进行查找、显示和分析操作时都要 操纵和检索多个数据文件方能得以实现。
矢量模型(针对2D GIS)
矢量模型是利用边界或 表面来表达空间目标对 象的面或体要素，通过 记录目标的边界，同时 采用标识符(Identifier) 表达它的属性来描述空 间对象实 体。矢量模 型能够方便地进行比例 尺变换、投影变换以及 图形的输入和输出。矢 量模型处理的空间图形 实体是点（point）、线 (line)、面(area)
空间数据模型的设计主要是构建一个能够用真 实世界的抽象提取来代表该真实世界的模型。 由于空间数据模型的设计与计算机硬件、系统 软件和工具软件的发展现状 密切相关，所以， 就目前的发展现状而言，很难用一个统一的数 据模型来表达复杂多变的地理空间实体。例如， 某些空间数据模型可能很适合于绘图，但它们 对于空 间分析来说效率确十分低；有些数据 模型有利于空间分析，但对图形的处理则不理 想。
实质：如何将地理实体以一定组织形式在数据库中表达。即空间实体数据 的模型化问题。
对地理现象和过程的抽象
地理现象 和过程
概念模型
逻辑模型
存储模型
1. 地理信息系统空间数据库模型建立过程
客观世界－（认识、抽象）－>概念模型 概念模型－（选定数据模型、DBMS）－>逻辑模型 逻辑模型－（确定数据组织方式）－>存储模型
现有空间数据库简介
ESRI (美国环境系统研究所公司 ,是世界最大的地理信息系统技术提 供商 ) Personal database(mdb) SDE(sde for oracle | mysql | sqlserver)(空间数据库引擎 Oracle spatial Mysql spatial PostgreSQL+PostGIS ……
(5)海量数据特征 空间数据量是巨大的,通常称海量数据。之所 以称为海量数据,是指它的数据量比一般的通 用数据库要大得多。一个城市地理信息系统的 数据量可能达几十GB,如果考虑影像数据的存 贮,可能达几百个GB。这样的数据量在城市管 理的其他数据库中是很少见的。正因为空间数 据量大,所以需要在二维空间上划分块或者图 幅,在垂直方向上划分层来进行组织。
空间数据模型：就是对空间实体及其联系 进行描述和表达的数学手段，使之能反映实体 的某些结构特性和行为功能。
4. 空间数据库的设计原则 尽量减小存储冗余 可变的数据结构 对数据及时访问,高效查询 能维持空间数据的复杂联系 支持多种决策的需要，适应性强