空间索引概述-空间位置切分方式
空间位置枚举 分割检索法
空间位置枚举分割检索法
空间位置枚举是一种在给定空间内枚举所有可能位置的方法。
该方法常用于空间划分和空间搜索问题。
分割检索法是一种利用分割策略进行检索的方法。
该方法将整个空间划分为多个子空间，并对每个子空间进行检索。
通过分割和检索的过程，可以快速定位和搜索目标。
具体步骤如下：
1. 设计一个空间划分策略，将整个空间划分为若干个子空间。
可以根据具体问题的特点和要求进行设计，如平均划分、根据数据密度划分等。
2. 对每个子空间进行检索。
可以利用递归或循环的方式，在每个子空间内继续进行分割和检索，直到达到终止条件。
3. 根据具体问题的要求进行结果处理。
可以根据需要将检索结果进行合并、过滤、排序等操作，得到最终的检索结果。
分割检索法的优点是可以快速定位目标位置，减少了搜索的范围和复杂度。
对于大规模和复杂的空间，可以通过逐层分割和检索的方式进行高效的搜索。
然而，该方法的效果和性能也取决于分割策略的设计和优化。
GIS中的空间索引介绍
二、包含判断，给出一个点point和一个多边形polygon，判断点是否在面内，首先判断这个点所在的网格，是否同时关联这个polygon，如果不是，表明点不在面内，如果是，可以下一步的精确解析几何判断，或者精度允许的情况下，即判断polygon是包含point的。
有了四叉树索引，下面又该如何利用这颗树来帮助检索查找呢？还是矩形选择为例吧！（为什么我总是拿这个例子来说事呢？因为这个例子简单，容易理解，有代表性！）我们在地图上画一个矩形，判断地图上哪些图元落在这个矩形里或者和这个所画矩形相交。方法很多，这里介绍一种简单的检索步骤，如下：
1，首先，从四叉树的根节点开始，把根节点所关联的图元标识都加到一个List里；
空间索引
在介绍空间索引之前，先谈谈什么叫“索引“。对一个数据集做”索引“，是为了提高对这个数据集检索的效率。书的”目录“就是这本书内容的”索引“，当我们拿到一本新书，想查看感兴趣内容的时候，我们会先查看目录，确定感兴趣的内容会在哪些页里，直接翻到那些页，就OK了，而不是从第一章节开始翻，一个字一个字地找我们感兴趣的内容，直到找到为止，这种检索内容的效率也太低了，如果一本书没有目录，可以想象有多么不方便…可见书的目录有多重要，索引有多重要啊！
总结：改进的四叉树索引解决了线，面对象的索引冗余，具有较好的性能，而被大型空间数据库引擎所采用，如ArcSDE，Oracle Spatial等，同时这种结构也适用于空间数据的磁盘索引，配合空间排序聚类，基于分形的Hilbert算法数据组织，将在空间数据格式的定义中发挥重要作用。
然后，我们再介绍一下GIS空间操作的步骤（这个步骤，在前面忘记向大家说明了，在这里补充一下）
第五章 空间存储和索引
5.2存储：磁盘文件 七、空间数据文件结构—聚类
区域处理： 每个区域可以划分成多块，每个块用其相应 的Z值来表示，这个Z值即可作为对象的主码， 对该主码可以采用主码文件结构，如B＋树索 引，以加快其查询速度。
5.2存储：磁盘文件 七、空间数据文件结构—聚类
访问算法： 点查询：采用二分法在Z序文件中查找给 定Z值 范围查找：查找范围可以翻译成一组Z值 最近邻居查找：首先计算查找点P的Z值， 以P为中心，按一定的半径查找候选点，再 计算最短距离点 空间连接操作：对于集合S和R，分别计算 Z值，然后合并处理。
5.3空间索引
空间索引文件是用来提高空间数据查询效率的辅 助文件。索引文件的记录只有两个域，即码域和 空间数据的页面地址。索引文件中的记录上般是 有序的（如前述介绍的空间曲线），也可能是一 种专门的数据结构，如B树、R树、Grid文件等。 空间索引的目的是为了在GIS系统中快速定位到 所选中的空间要素，从而提高空间操作的速度和 效率。空间索引的技术和方法是GIS关键技术之 一，是快速、高效的查询、检索和显示地理空间 数据的重要指标，它的优劣直接影响空间数据库 和GIS系统的整体性能。
5.2存储：磁盘文件 七、空间数据文件结构—聚类
由于空间数据所处的多维空间中根本没有天 然的顺序，无法采用传统的顺序文件等对顺 序组织。存储磁盘从逻辑上说是一维的设备， 空间聚类技术就是要寻找一个从高维空间向 一维空间的映射方法，该映射是“距离不变 的(distance-preserving)”。这样，空间上邻近 的元素，映射为直线上接近的点，而且一一 对应，即空间上不会有两个点映射到直线上 的同一个位置。为达到这一目的，人们提出 了很多种算法，其中较有代表性的有：Z曲线 和Hilbert曲线
5.1概述——数据库物理模型
空间索引结构(遥感)
空间索引结构
3、区域（窗口）查询：查找含在区域内、
与区域相交或部分位于区域中的所有空间对象， 窗口是一个特殊的区域。
4、K-最邻近查询：给定一个参照对象（点、 线或区域），查询距离参照对象最近的K 1个 空间对象。 5、空间关系查询：相交、相邻、包含等拓 扑关系查询，方位关系和基于距离的各种查询。
可索引点对象和对象的MBB，能够与B+树简
单集成，在商用数据库Oracle中已实现。
均匀网格索引
一、均匀网格的特征
设几何对象均为点对象。研究区域为一个
[Sx*Sy]大小的空间，将其划分为nx*ny个相同大 小的网格，每个网格的边长为Sx/nx*Sy/ny，起始 坐标为(Xo,
物理页，每个网格中的点存入相应的磁盘页中。 每个索引单元包含的索引项数量是有限制的，
不能超过一个物理页的存储容量。
均匀网格索引
如图7-3，索引组织成2D数组DIR[1:nx,1:ny]形式的目 录表，每个目录项DIR[i，j] 对应一个索引单元。一个索引 单元包含形式为[OID, PageID]的多个索引项，存储为一个 物理页。OID为空间对象的主码，PageID为该索引单元对 应的物理页标识。
图7-8 对象14的插入
网格文件索引
2、插入对象15 图7-9为目录不分裂而磁盘页溢出的情况。 插入前DIR[3，2]和DIR[3，3]同指向p4，将对象15分别插入 DIR[3，2]和DIR[3，3]中。插入后DIR[3，2]和DIR[3，3]中的索引 项均不超过4个，目录不用分裂，但磁盘页p4溢出。创建新页p7， DIR[3，2] 指向p4，DIR[3，3] 指向p7。
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空间索引结构
空间索引技术是提高空间数据查询和各种
GIS空间索引技术
GIS空间索引技术地理信息系统（Geography Information System,简称GIS）的主要任务之一是有效地检索空间数据及快速响应不同用户的在线查询。
地理空间索引技术和方法是GIS的关键技术。
是快速高效查询、检索和显示地理空间数据的重要指标。
常用的空间索引技术介绍和比较：网格空间索引、四叉树空间索引和R树系列空间索引最为常见。
目前国内外主要的空间数据库也大都采用网格空间索引、四叉树与R树这三类的空间索引结构。
如著名的Oracle公司的数据库则同时采用四叉树和R树两种索引结构。
1。
空间索引技术的发展和分类以传统的索引技术观点来看，可以把空间索引技术大致分为四大类：基于B树、基于Hashing、基于二叉树和基于空间填充区。
就目前的空间索引研究成果而言，在建立索引时，按照划分区域是否与空间对象的分布特征有关的标准，空间索引分为两大类：划分区域与空间对象分布特征无关的； ---包括网格索引、四叉树；划分区域与空间对象的分布特征有关的索引方法； ---包括BSP 树、R树及其变种树、Cell树、KD树等1.1基于固定网格划分的空间索引基于固定网格划分的空间索引技术面向地图对象的空间位置和分布。
应该属于栅格索引，是一种高效、简洁、易于实现的一种空间索引。
固定网格划分的空间索引技术顾名思义就是将一副地图数据按照固定的网格划分，如将一幅地图分割成 M行、N列，可表示为M*N，以落入每个网格内的地图目标建立索引，这样只需检索原来区域的1/（M*N），以达到快速检索的目的。
如下图所示：问题的关键在于如何建立检索，将落入每个网格的目标正确放入该网格，在检索过程中，通过鼠标点选准确的判断出目标所在网格。
并运用相应算法精确的剔出所选的目标，以获得其空间数据和对应的属性数据。
1.2 四叉树四叉树是基于空间划分组织索引结构的索引机制，与规则网格划分不同。
它将已知范围的二维空间划成4个相等的子空间。
如果需要，可以将每个或其中几个子空间继续划分下去，这样就形成了一个基于四叉树的空间划分。
空间索引算法
空间索引算法随着科技的不断发展，数据量的急剧增加，如何高效地存储和检索数据成为了一个重要的问题。
在空间数据检索领域，空间索引算法是一种常用的解决方案。
本文将介绍空间索引算法的基本概念、分类和应用。
一、基本概念空间索引算法是一种将空间数据组织成索引结构以便快速检索的算法。
其基本思想是将空间数据划分为若干个空间单元，将数据存储在相应的单元内，并建立索引来加速检索。
空间单元的划分方式和索引结构的设计是空间索引算法的核心内容。
二、分类根据空间单元的划分方式和索引结构的设计，可以将空间索引算法分为以下几类。
1.基于网格的算法基于网格的算法是将空间数据划分为规则的网格单元，每个单元内存储相应的数据对象。
网格单元的大小可以根据数据密度和查询需求进行调整。
常见的网格单元有正方形和六边形。
基于网格的算法包括Quadtree、Octree、R-Tree等。
Quadtree是一种将空间划分为四叉树的算法，每个节点代表一个正方形空间单元。
从根节点开始，将空间逐级划分为四个子节点，直到每个节点内只包含一个数据对象。
查询时，从根节点开始递归遍历四叉树，找到与查询范围相交的节点，将其子节点加入遍历队列，直到队列为空。
Quadtree适用于二维空间数据的存储和检索。
Octree是一种将空间划分为八叉树的算法，每个节点代表一个立方体空间单元。
从根节点开始，将空间逐级划分为八个子节点，直到每个节点内只包含一个数据对象。
查询时，从根节点开始递归遍历八叉树，找到与查询范围相交的节点，将其子节点加入遍历队列，直到队列为空。
Octree适用于三维空间数据的存储和检索。
R-Tree是一种将空间划分为多维矩形的算法，每个节点代表一个矩形空间单元。
从根节点开始，将空间逐级划分为多个子节点，直到每个节点内只包含一个数据对象或者达到最大容量。
查询时，从根节点开始递归遍历R-Tree，找到与查询范围相交的节点，将其子节点加入遍历队列，直到队列为空。
R-Tree适用于多维空间数据的存储和检索。
12 空间索引解析
空间数据库之空间索引技术
4 空间索引的分类—R树空间索引
•基本思想 •用最小外接矩形的层次集合来组织空间对象； •是B树在多维上的扩展 • R-树的分类 • 处理大的空间对象 • R 树：叶结点（数据）矩形可能重叠，中间结点 （目录）矩形允许重叠 ( overlap ) • R+ 树：中间结点的目录矩形不允许重叠； •R树和R+树的基本概念，阅读课本
2 3
问题引入 索引的概念 空间索引的概念 空间索引的分类
3
3 4
空间数据库之空间索引技术
3 空间索引的概念—引入空间索引的原因
计算机自身原因
计算机存储器分为内存、外存，空间数据采用外 存存储 访问一次内存时间30~40ns（纳秒），外存 8~10ms（毫秒），可以看出两者相差十万倍以上 如果对外存上数据的位置不加以记彔和组织，每 查询一个数据项就要扫描整个数据文件 必须将数据在磁盘上的位置加以记彔和组织，通 过在内存中的一些计算来取代对磁盘漫无目的的 访问（空间换时间）
空间数据库之空间索引技术
4 空间索引的分类—R树空间索引
R 树结点的表示
• R树的非叶结点
– （I, 子结点的指针）：I为子树结点所表示的矩 形MBR; 子结点的指针: 指向低一层结点。
• R树的叶结点
– （I, 元组标识符）： I为空间对象的MBR;元组 标识符是数据库中存储对应于MBR的对象的元 组唯一标识符。
空间数据库之空间索引技术
•R-树的特征 •平衡树 • 结点是矩形 • 子结点矩形位于父结点矩形内； • 中间结点可能重叠； Fig 4.15 • 其他属性见4.2.2节； •查找操作的实现 •搜索根结点、确定相关的子结点。 •递归地搜索子结点； •由于中间结点可以重叠，查找路 径可能有多条
空间索引与空间信息查询
常见的空间索引
常见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。
二、 简单格网空间索引
基本思想是将研究区域用横竖线条划分大小相等 和不等的格网，记录每一个格网所包含的空间实 体。当用户进行空间查询时，首先计算出用户查 询对象所在格网，然后再在该网格中快速查询所 选空间实体，这样一来就大大地加速了空间索引 的查询速度。
21 23 29 31 53 55 61 63 20 22 28 30 52 54 60 62 17 19 25 27 49 51 57 59 16 18 24 26 48 50 56 58 5 7 13 15 37 39 45 47 4 6 12 14 36 38 44 46 1 3 9 11 33 35 41 43 0 2 8 10 32 34 40 42
查询的意义
信息管理
• 通过查询可以获取特定数据，进行信息管理和数 据更新。
特定信息提取
• 通过查询提取需要的信息，据弃无关的信息，便 于使用。
空间分析基础
• 查询结果一般是对所需查找的信息及数据的报告 ，研究需要对这些数据单独提出进行相关分析。
二.空间查询方式
1、图查文(图形查询属性) 2、文查图(属性查询图形) 2、空间关系的查询(面—点、面—线、面—
有很多改进的方法被提出：
（1）一体化索引，进行了索引空间的三级划分， 包括索引块、基本格网、细分格网，并采用行次 序法对各级区域进行了编码。
（2）CELLQTREE，
叶子节点索引点对象，
中间节点索引线和面对象，较好的解决了 大区域对象的标示符在子空间结点中的多次重复 存储问题。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。