一种实现关系数据库管理空间数据的方法
3空间数据管理方法
压缩编码方式
• 在地理信息系统中的压缩编码多采用信息无损
编码，而对原始遥感影像进行压缩时也可以采 取有损压缩编码方法。
压缩编码方式
1 链码（Chain Codes）
• 链式编码又称为弗里曼链码（Freeman，1961）或
边界链码。该编码方法将数据表示为由某一原点 开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。 • 基本方向可定义为：东＝0，东南＝1，南＝2，西 南＝3，西＝4，西北＝5，北＝6，东北＝7 等八 个基本方向。
Grid
Area
Triangles
Hexagons
栅格数据结构示例
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 2 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
引申思考：栅格数据的投影与变形问题？
栅格数据的形状、尺寸及相关问题
• 由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长度、
距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造 成较大的误差 。 • 由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常只记 录一个属性值，这会导致属性误差。比如，遥感数 据中的“混合像元”问题。
II 栅格数据结构的特点
• 属性明显
– 数据中直接记录了数据属性或指向数据属性的指 针，因而我们可以直接得到地物的属性代码。
• 定位隐含
– 所在位臵则根据行列号转换为相应的坐标，也就 是说定位是根据数据在数据集中的位臵得到的。 栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体 的位臵很容易隐含在格网文件的存储结构中。
第5讲-空间数据组织与空间数据库-加密
四、面向对象式(Object Oriented） 面向对象式 ）
除了将数据对象实体化以外，并将相同性质或相关联的 对象(Object)的数据及处理方法(Method)封装在类 (Class)中，而这些对象和类应符合O-O的原则，如： – – – – 封装(Encapsulation) 聚合(Classes) 继承(Inheritance) 多态性(Polymorphism) 20
4
南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室 盛业华教授
一、数据分层式(Data Layer) 数据分层式
将同区域的数据分成不同的类型或层级储存，例如依不同 地类、专题、年代等，各储存类别称作“图层” ； 传统纸质地图通常依不同的专题，如人口分布图、地质图、 地形图等，来表现不同的人文活动或是地表现象，这些图 称作专题图 (Thematic Map) ； 目前大多GIS数字图则以数据项目分层，称作数据层(Data Layer)，但也常被称作图层或专题图层。 5
数据组织
‧
x-axis
现 实 世 界
空 间 数 据
数 据 模 型
数 据 结 构
空 间 数 据 库 3
南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室
盛业华教授
5.1 空间数据的组织方式 间数据的组织方式
数据分层式(Data Layer) 空间分区式(Data Tiling) 实体式(Entity Based) (Entity 面向对象式(Object Oriented) 依照不同应用目的及数据类型，将资料以适合 的组织方式储存，并依某种连接方式架构成一 个适合于存取及管理的结构体。
拓扑文件
ID Link
属性文件
oracle数据库表空间扩容方法
一、概述数据库管理是企业信息系统中极为重要的一环，而Oracle数据库作为业界优秀的关系型数据库管理系统，通常被广泛应用于企业级应用中。
在数据库管理中，表空间是一个很重要的概念，它用于管理数据库中的数据存储。
随着数据量的增加，表空间可能会出现空间不足的情况，因此扩容表空间变得至关重要。
本文将介绍几种扩容Oracle数据库表空间的方法。
二、从数据文件角度扩容表空间1. 增加数据文件当表空间中的数据文件即将满的时候，可以通过增加数据文件的方式来扩容表空间。
具体操作步骤如下：1) 在Oracle数据库中使用“alter tablespace 表空间名 add datafile 新数据文件名 size 新数据文件大小”命令来增加数据文件；2) 通过以上操作，可以为表空间增加数据文件，并使表空间的空间得到扩容。
2. 自动扩展在表空间创建的时候，可以选择启用自动扩展功能。
当表空间中的数据文件空间不足时，可以自动扩展表空间的空间大小。
具体操作步骤如下：1) 在创建表空间的时候，使用“autoextend on”选项来启用自动扩展功能；2) 当表空间中的数据文件空间不足时，系统会自动扩展表空间的空间大小。
三、从段角度扩容表空间1. 移动段移动段是一种有效的扩容表空间的方法。
通过移动段，可以将表或索引从原有的表空间移动到具有足够空间的表空间中，从而实现表空间的扩容。
具体操作步骤如下：1) 使用“alter table 表名 move tablespace 新表空间名”命令来将表移动到新的表空间；2) 使用“alter index 索引名 rebuild tablespace 新表空间名”命令来将索引移动到新的表空间。
2. 压缩段通过压缩段的方式，可以释放表空间中的空闲空间，从而实现表空间的扩容。
具体操作步骤如下：1) 使用“alter table 表名enable row movement”命令来启用行移动功能；2) 使用“alter table 表名shrink spacepact”命令来压缩表，释放表空间中的空闲空间。
空间数据模型
空间数据模型空间数据模型可以分为三种：场模型：用于描述空间中连续分布的现象；要素模型：用于描述各种空间地物；网络模型：可以模拟现实世界中的各种网络；在各种模型中，又介绍了相关的概念，如空间划分，空间关系，以及拓扑关系的形式化描述——9交模型等。
最后讲述了普通的二维数据模型在空间上和时间上的扩展，时间数据模型和三维数据模型。
值得注意的是，本章谈到的场模型和要素模型类同于后面提及的栅格数据和矢量数据，但是前者是概念模型；后者是指其在信息系统中的实现。
1．空间数据模型的基本问题人类生活和生产所在的现实世界是由事物或实体组成的，有着错综复杂的组成结构。
从系统的角度来看，空间事物或实体的运动状态（在特定时空中的性状和态势）和运动方式（运动状态随时空变化而改变的式样和规律）不断发生变化，系统的诸多组成要素（实体）之间又存在着相互作用、相互制约的依存关系，表现为人口、物质、能量、信息、价值的流动和作用，反映出不同的空间现象和问题。
为了控制和调节空间系统的物质流、能量流和人流等，使之转移到期望的状态和方式，实现动态平衡和持续发展，人们开始考虑对其中诸组成要素的空间状态、相互依存关系、变化过程、相互作用规律、反馈原理、调制机理等进行数字模拟和动态分析，这在客观上为地理信息系统提供了良好的应用环境和重要发展动力。
1．1概念地理数据也可以称为空间数据（Spatial Data）。
地理空间是指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。
地理信息系统中的地理空间分为绝对空间和相对空间两种形式。
绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，它由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系构成。
在地理信息系统应用中，空间概念贯穿于整个工作对象、工作过程、工作结果等各个部分。
空间数据就是以不同的方式和来源获得的数据，如地图、各种专题图、图像、统计数据等，这些数据都具有能够确定空间位置的特点。
实验二空间数据库管理及属性编辑实验报告
实验二空间数据库管理及属性编辑实验报告The following text is amended on 12 November 2020.实验报告一、实验名称二、实验目的三、实验准备四、实验内容及步骤五、实验后思考题班级：资工（基）10901姓名：魏文风序号：28实验二、空间数据库管理及属性编辑一、实验目的1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解Personal Geodatabse空间数据库模型的有关概念。
2.掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。
3.掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。
4.理解图层属性表间的连接(Join)或关联(Link)关系。
二、实验准备预备知识：ArcCatalog 用于组织和管理所有 GIS 数据。
它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。
ArcCatalog 应用模块帮助你组织和管理你所有的 GIS 信息，比如地图，数据集，模型，元数据，服务等。
它包括了下面的工具：浏览和查找地理信息。
记录、查看和管理元数据。
创建、编辑图层和数据库导入和导出 geodatabase 结构和设计。
在局域网和广域网上搜索和查找的 GIS 数据。
管理 ArcGIS Server。
ArcGIS 具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型，ArcGIS支持基于文件和DBMS(数据库管理系统)的两种数据模型。
基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网(TIN)等GIS数据集。
Geodatabase 数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储，有两种格式，一种是基于Access文件的格式－称为Personal Geodatabase，另一种是基于Oracle或SQL Server等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。
GeoDatabase是 geographic database 的简写，Geodatabase 是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。
ArcSDE
1、ArcSDE 简介（1）空间数据引擎空间数据引擎(Spatial Data Engine)，通过空间数据引擎可以用传统的关系数据库对空间地理数据加以管理和处理，提供必要的空间关系运算和空间分析功能。
实现了C/S（客户/服务器）体系结构，以及地理空间数据的共享和互操作。
相对客户端，SDE是服务器，提供空间数据服务的接口，接受所有空间数据服务请求；相对数据库服务器，SDE是客户机，提供数据库访问接口，用于连接数据库和存取空间信息。
（2）ArcSDE概述ArcSDE是ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道。
它允许用户在多种数据管理系统中管理地理信息，并使所有的ArcGIS应用程序都能够使用这些数据。
ArcSDE是多用户ArcGIS系统的一个关键部件。
它为DBMS提供了一个开放的接口，允许ArcGIS在多种数据库平台上管理地理信息。
这些平台包括Oracle，Oracle with Spatial/Locator，Microsoft SQL Server, IBM DB2，和Informix。
2、ArcSDE原理（1）间接：ArcSDE通过SQL引擎执行空间数据的搜索，将满足空间和属性搜索条件的数据在服务器端缓冲存放并发回到客户端。
（2）直接：由客户端接口直接把空间请求转换成SQL命令发送到RDBMS上，并解释返回数据。
3、ArcSDE数据模型（1）ArcSDE以层的方式来管理地理数据，具有共同属性的一类要素放到一层中，每个数据库记录对应一个实际要素。
（2）ArcSDE为数据库中各层（Layer）建立了空间索引。
空间索引是将层从逻辑上分成一个个小块，称为“cell”，层中的要素则分解到各cell中加以描述，并将此描述信息写到索引表中。
（1）ArcSDE存储和组织数据库中的空间要素的方法，是将空间数据类型加到关系数据库中。
ArcSDE并不改变和影响现有的数据库或应用。
它只是在现有的数据表中加入图形数据项（Shape column），供软件管理和访问与其关联的空间数据。
一种Oracle空间数据库的设计与实现
（ｈ ｉ ｉ ｎｔｕｅ ｏ Ａｉ Ｆ ｒｅＥ ｇ ｅ ｒ ｇ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｓｎ ｕ ｎ Ｓ ａ ｘ ７ ３ ０ ） Ｔ ｅ Ｍ ｓ ｌ Ｉｓｔｔ ｆ ｒ ｏｃ ｎ ｉ ｅｉ ｎｖｒｉ ，ａ ｙａ ｈ ｎｉ １ ８ ０ ｓｅ ｉ ｎ ｎ ｔ
维普资讯
一
种 Ｏｒｃ ａｌ ｅ空间数据库 的设计 与实现
雷英杰 王 涛
（ 空军 工程 大学导 弹学 院计 算机 系， 陕西 三原 ７３ ０ １８０）
Ｅ ｍａ ： ｉ ｉ ｕｌ ． ． ．ｌ — ｉ ｌ ｙｅ ｌ ｅ ｊ ＠ｐ ｂｆ ｘ ｓ ｅ ｏ ａｌ ｌ １ 摘 要 该 文舟 绍 了如 何 用 Ｏａ ｌ ｓａ Ｍ 建立 一 空间 数 据 库 井 对数 据 库 中 的数 据 进 行 雏 护 文章 蛤 出 了详 细 的设 计 ｒｃ ｐｆ ｅ ｉ
何 数据 的管 理 。
２ 空 间 图 层
在 ０ ｋ 数 据 库 中 空 间 几 何 数据 按 照 空 间 囤层 、几 何 图 瑚 形 ， 素 来 分层 组 粤 。 间图 层 是 由几 何 图形 掏 成 ， 几 何 图形 元 ｊ空 而 是 由元 素 来 构成 的 。在 Ｏ ａｌ ｓａｉｌ ｒｃ ｐｔ 中支 持 的元 素 包 括 ： 、 ｅ ａ 点 直线 、 曲线 、 合 线 、 复 自相 交 线 、 边形 ， 多 复杂 多 边 型 、 合 多边 复
实 倒 关 键 词 ０ｍｃｅ Ｓ ａｉｌ 数 据 库 ｌ ｐ ｔ ａ
文 章 编 号 １ ０ — ３ １ （ｏ ２ １ ＿２ １ ０ 文 献 标 识 码 Ａ ｏ ２ ８３ 一 ２ ０ ）３ ０ ０ — ２ 中图 分 类 号 ｒ ３ １１ Ｐ １． ３
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｎ Ｏｒ ｃｅ Ｓ ａ ｉ ｌ Ｄａ ａ ａ ｅ Ｓ ｓｅ ｓｇ ｎ ｍ ｌｍ ｎ ａ ｉ ｆ ａ ａ ｌ ｐ ｔ ｔ ｂ ｓ ｙ ｔ ｍ ｏ ａ
空间数据管理 PPT课件
链方式：文件不按地址连续存放，文件的逻 辑顺序靠链来实现，文件中的每个记录中都 含有一个指针，用以指明下一个记录的存放 地址；
块链方式：把文件分成若干数据块，块之间 用指针连接，而块内则是连续存储 .
12
索引文件
存储内容包括： 1.记录本身（主文件） 2.若干索引表 这种带有索引表的文件叫索引文件。
45
作为一种辅助性的空间数据结构， 空间索引介于空间操作算法和空间 对象之间，它通过筛选作用，大量 与特定空间操作无关的空间对象被 排除，从而提高空间操作的速度和 效率。空间索引的性能的优劣直接 影响空间数据库和地理信息系统的 整体性能，它是空间数据库和地理
信息系统的一项关键技术。
46
常见大空间索引一般是自顶向下、逐级划分 空间的各种数据结构空间索引，比较有代表 性的包括BSP树、R树、R+树和CELL树等。 此外，结构较为简单的格网型空间索引有着 广泛的应用。
24
数据库管理系统
数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是在文件处理系统的基础 上进一步发展的系统。
可以认为，DBMS在用户应用程序和数据文 件之间起到了桥梁作用。
25
DBMS优点： DBMS优点是提供了数据独立性，即应用程 序访问数据文件时，不必知道数据文件的物 理存储结构。当数据文件的存储结构改变时， 不必改变应用程序 。
28
传统的地理数据模型 层次模型 网状模型 关系模型
29
采用传统DBMS存储空间数据的主要问题
1）在GIS中，空间数据记录是变长的，而一般数据库要求 记录为固定长度。另外，在存储和维护空间数据拓扑关 系方面，DBMS也存在着严重的缺陷。
2）DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包 含、叠加等基本操作。
空间数据库
PPT思考题：绪论：地理信息是描述地表形态及其所附的自然和人文地物特征和属性的总称。
地理空间是一个相对空间，是一个空间实体组合排列集，强调宏观的空间分布和空间实体间的相关关系。
空间数据是指带有空间坐标的数据（非结构化特征）。
1、什么是空间数据库？是以特定的信息结构和数据模型表达、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、空间数据库系统包括哪几部分？（1）矢量地形图数据库（2）数字高程模型库（3）影像数据库（4）数字栅格地形图（5）专题数据（6）电子地图（7）元数据3、空间数据库主要作用有哪些？（1）海量数据的管理能力（2）空间分析功能（3）设计方式灵活，满足用户要求（4）支持网络功能4、当前空间数据库存在的主要问题是什么？空间数据的获取与处理空间数据组织空间数据库系统空间数据共享研究5、影响空间数据库发展的关键因素是哪几个?空间数据库的计算平台；空间数据模型；空间数据库的组织管理模式。
第二章空间现象计算机表达1、空间实体：具有确定的位置和形态特征并具有地理意义的地理空间的物体2、空间索引相关概念及其包括哪些索引方式？空间索引：依据空间对象所在位置及分布特征，按一定顺序编排的一种数据结构，且该数据结构包含有对象标识和定位这些对象的内容的信息空间数据索引：是指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，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针空间检索: 给定查询条件，利用空间索引从数据库中找出符合条件的空间数据的一种操作索引方式：BSP树、K－D－B树、R树、R+树和CELL树3、数据挖掘，空间数据挖掘有哪些方法？数据挖掘：一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程方法：分类、回归分析、聚类、关联规则、特征、变化和偏差分析、Web页挖掘等4、地理系统：是指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流的作用结合而成的，具有一定结构和功能的整体，即一个动态的多等级开放系统5、栅格结构与矢量结构的比较第三章空间数据的物理组织文件管理：文件系统把有关数据组织成为文件并予以命名分页技术：即把内、外存空间按同样大小分成若干页面系统缓冲区：是主存中特别指定的一块存储空间，以存放从外存读入内存的数据或从内存写进外存的数据缓冲区管理：就是将缓冲区分成若干块，系统用一个程序分配这些缓冲块，并采用分配算法使缓冲区的利用为最佳文件组织：就是按一定的逻辑结构把有关联的数据记录组织成为文件（称为逻辑文件），用体现这种逻辑结构的物理存储形式把文件中的数据存放到某种存储设备上，使之构成物理文件的机构动态存储管理：研究数据结构的空间分配、回收的方法，以满足某种结构对存储的不同要求流水文件：是一种最简单的文件组织方法，即按照数据到达文件的时间顺序依次连续地存储数据，对数据不分析、不规范，记录的类型既可相同，也可不同索引文件：将每页的最后一个单词与页号列表，那么查单词可先查表（称为索引表），等确定页面号后，再细查该页面。
第六章 空间分析原理与方法
空间聚类 分析
空间聚合
空间聚合
根据空间分辨力和分类表，进行数据类
别的合并或转换，以实现空间地域的兼并。空间 聚合的结果是将较复杂的类别转换为较简单的类
别，大多数以小比例尺图形输出。
空间聚合 分析
基于栅格数据结构的叠置分析
B
标号 A B 地貌 阳坡 阴坡
A
1 2
3
标号 1 2 3 标号 A1 A2 A3 B1 B2
植被 林地 农地 牧地 综合属性 阳坡 林地 阳坡 农地 阳坡 牧地 阴坡 林地 阴坡 农地
A1 A2
B1 A3
B2
1、叠置条件的确定 根据求解问题确定关系表达式，如根据水稻种植条件，求某区域适 合种植水稻的地区。 积温> 3200度; 降雨量> 800mm; 坡度<3度； 无霜期>200 天； 关系表达式： （积温> 3200） （降雨量> 800） （坡度<3） （ 无霜期 >200） 2、叠置算法的确定（二值非权重模型） 单个栅格为单元的叠置； 游程编码叠置。
查询三峡地区长江流域人口大于50万的县或市 Select * From 县或市 Where 县或市· 人口>50万 And cross (河流· 名称=长江）
3）基于空间查询语言（Spatial Query Language)的查询
•用标准查询语言SQL，无法表达空间关系及空间运算操作，为此对 原有的SQL查询进行扩充或改造，从而提出了空间查询语言称扩充 SQL和空间SQL。扩充SQL或空间查询语言均未标准化。
设求解：某地区降雨量=1000mm,土厚=50cm的区域
0
400
800
0 30cm
400