地理空间数据库基础学习知识原理期末考试题总卷
《地理空间数据库原理》课程期末考试卷
一、选择题（每题3分，共10题）
1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A）
A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性；
B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系；
C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂；
D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。
2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C）
A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。
B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。
C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。
D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数；
3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D)
A. 1,4,5,4,6,6,5,5,5,4,4,4
B.1,4,5,5,5,6,6,6,6,4,4,4
C.1,4,5,4,5,6,6,6,6,5,4,4
D.1,4,5,4,5,6,6,6,6,4,4,4
4. 使用游程编码对下述编码压缩后的结果为（B）WWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWBBBWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWWW
A.12W1B11W3B24W1B14W
B.12W1B12W3B24W1B14W
C.12W1B12W3B24W1B13W
D.12W1B12W3B25W1B14W
5. 下列关于各种数据模型说法错误的是（A)
A. Shapefile可以支持点，线，面等图形要素的存储。是一种比较原始的矢量数据存储方式，既能够存储几何体的位置数据，又可在一个文件之中同时存储这些几何体的属性数据。
B. 可用ArcCatalog对shapefile进行创建、移动、删除或重命名等操作,且ArcCatalog将自动维护数据的完整性，将所有文件同步改变。
C. Coverage数据模型是第二代地理数据模型，也被称为地理相关模型。它采用的是一种混合数据模型定义和管理地理数据。
D. Coverage 要素的主要类型是点、弧、多边形和节点，具有拓扑关联。次要类型是控制点、连接和注释。
6.下列不属于栅格数据压缩存储编码方法的是：(D)
A. 游程长度编码
B. 四叉树编码
C. 链式编码
D. 哈夫曼编码
7. 下列哪项不是常用的空间索引（C）
A.BSP树
B.Cell树
C.二叉树
D.R树
8. 下列关于SQL的说法正确的是（C）
A.SQL， Structured Query Language(结构化查询语言)，关系数据库的主要访问方式。
B.SQL中，任何时候都可以执行一个数据定义语句，随时修改数据库结构。
C.SELECT语句充分体现了SQL语言的特征：过程化和面向集合。
D.SQL语言提供了数据控制功能，能够在一定程度上保证数据库中数据的安全性、完整性，并提供了一定的并发控制及恢复能力。
9. 横向分块组织中，分块尺寸的确定错误的是(B)
A.按存取频率较高的空间分布单元划分图块。
B.依据规定的大小，对空间进行规则的划分。
C.使基本存储单元具有较为合理的数据量。
D.考虑未来地图数据更新的图形属性信息源及空间分布。
10.下列不属于空间数据的基本特征的是(B)
A.空间特征
B.物理特征
C.属性特征
D.时间特征
二、专业术语解释（每题6分，共15题）
1. 地理空间数据库
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。
2. 空间数据库管理系统
是一个对与空间数据有关的数据进行输入、编辑处理、存储、分析和输出的系统。
3. 空间数据结构
对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。
4. 数据模型
对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。
5. 对象模型
将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。
6. 拓扑关系
拓扑关系（ topological relation），指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。
7. 空间索引
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的顺序排列
的一种数据结构。
8. 空间数据引擎
空间数据引擎，简称SDE，是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。
9. 空间数据查询
其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。
10. 矢量结构
矢量数据结构是对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确的表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。
11. 栅格结构
栅格数据结构基于栅格模型的数据结构。是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。
12. 四叉树编码思想
其基本思想是首先把一幅图象或一幅栅格地图等分成四部分，如果检查到某个子区的所有格网都含有相同的值（灰度或属性值），那么这个子区域就不再往下分割；否则，把这个区域再分割成四个子区域，这样递归地分割，直至每个子块都只含有相同的灰度或属性值为止。
13. 游程长度编码
游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法，它的基本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数（或终止列号），数据结构是
（代码，重复数或终止列号），从而实现数据的压缩。
14. 链式编码
链式编码也称为弗里曼链码(Freeman)或边界链码。首先定义基本方向，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。然后对图形边界编码，数据结构是(起点，方向，方向…）。
15. BSP树
BSP树(Binary Space Partitioning Tree，二值空间划分树)是一种二叉树，它将空间逐级进行一分为二的划分，空间实体是该树的叶子结点。
三、简答题（每题10分，共10题）
1. 什么是空间数据库？其主要特点是什么？
空间数据库是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。
特点：（a）数据量特别大；
（b）不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系；
（c）数据应用广泛。
2. 数据库技术的发展经历了哪些阶段？各个个阶段有什么的特点？
人工管理阶段：用户负责数据的组织、存储结构、存取方法、输入输出等细节；数据完全面向特定的应用程序走；数据与程序没有独立性。
文件系统阶段：系统提供存取方法，支持对文件的基本操作，用户程序不必考虑物理细节。数据的存取基本上以记录为单位；一个数据文件对应一个或几个用户程序，还是面向应用的；数据与程序有一定的独立性。
数据库系统阶段：有了数据库管理系统；面向全组织，面向现实世界；独立性较强；由DBMS统一存取，维护数据语义及结构。
3. 简述空间实体抽象的三个层次，并画图说明
抽象的结构图如下：
①空间概念数据模型
概念数据模型是人们对客观现实或现象象的一种认识。不同的人，由于在所关心的问题、研究的对象、期望的结果等方面存在着差异，对同一客观现象的抽象和描述会形成不同的用户视图，既称为外模式。
②空间逻辑数据模型
空间逻辑数据模型将空间概念数据模型确定的空间数据库信息内容，具体地表达为数据项、记录等之间的关系，这种表达有多种不同的实现方式。常用的数据模型包括层次模型、网络模型和关系模型。
③物理数据模型
物理数据模型将逻辑数据模型转换成为物理数据模型，即要求完成空间数据的物理组织、空间存取方法和数据库总体存储结构等的设计工作。
4. 简述基于场、对象和网络的地理空间认知模型
①基于场的模型：把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看待，根据不同的应用可以表示为二维的，也可表示为三维的。在空间信息系统中，场模型一般用栅格模型表示，其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间。划分可以是规则的或不规则的，通常是采用正多边形作为划分的单位，如三角形、方格、六边形等。
②基于对象的模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理实体和现象作为对立的对象分布在该空域中。按照其空间特征的分为点、线和面三种基本对象，对象也可能是由其它的对象构成构成的复杂对象，并且与其它的对象保持着特定的关系。每个对象对应着一组相关的属性以区分出各个不同的对象。只适合于那些具有完整边界的地理现象。
③基于网络的模型：网络模型是从图论中发展而来。在网络模型中，空间要素被抽象为链、节点等对象，同时还要关注其间的连通关系。这种模型适合用于对相互连接的线状现象进行建模，如交通线路、电力网线等。网络模型可以形式化定义为：网络图＝（节点，{节点间的关系，即链}）
5. 简述矢量数据结构，有哪几种常用编码？
矢量数据结构：矢量结构是以点、线、面等图形元素为基础的空间数据组织方式。地图中面状特征数字化的数据可描述为点（point）、矢量（vector）、结点（node）、线段（line）和多边形（polygon）等基本数据元素。点为最基本的地图数据元素，由一对坐标（X，Y）确定在平面中的位置。矢量由连结两点构成，有方向性，取决于线段数字化方向。结点为线段的两个端点，分为起始结点和终止结点。线段由两结点及结点间的一组有序点组成，包含一个或若干个连接的矢量，是两个多边形的公共边界。多边形表示面状地理实体的平面分布，是由一条或若干线段组成的闭合范围。
矢量数据结构编码：简单数据结构编码、树状索引编码法、拓扑数据结构编码。
6. 简述栅格数据结构游程长度编码
游程长度编码：是栅格数据压缩的重要编码方法，它的基本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数（或终止列号），数据结构
是（代码，重复数或终止列号），从而实现数据的压缩。优缺点：数据压缩率高，易于实现叠置，检索运算。只考虑水平分解元素之间相关性而未考虑垂直分解元素之间相关性，又称一维游程编码。
7. 简述栅格数据组织方法
栅格数据以层的方式来组织文件，在栅格数据结构中，物体的空间位置就用其在笛卡尔平面网格中的行号和列号坐标表示，物体的属性用象元的取值表示，每个象元在一个网格中只能取值一次，同一象元要表示多重属性的事物就要用多个笛卡尔平面网格，每个笛卡尔平面网格表示一种属性或同一属性的不同特征，这种平面称为层。
以像元为序。不同层上同一像元位置上的各属性值表示为一个列数组。
以层为基础。每一层又以像元为序记录它的坐标和属性值。
以层为基础。但每一层内则以多边形为序记录多边形的属性值和充满多边形的各像元的坐标。
8. 简述3种以上栅格数据单元值确定方法
中心点法：将栅格中心点的值作为栅格元素值
重要性法：某些主要属性，只要在栅格中出现就把该属性作为栅格属性
面积占优法：栅格中占最大面积的属性值为它的属性.
百分比法：根据栅格内各地理要素所占面积的百分比数确定栅格的代码参与，如可记面积最大的两类AB，也可根据A类和B类所占百分比数在代码中加入数字。
9. 简述矢量和栅格数据模型的优缺点，以及二者的比较
①矢量数据的优缺点：
优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；
缺点为数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。
②栅格数据的优缺点：
优点为数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；
缺点为数据量大，投影转换比较复杂。
③矢量和栅格数据模型的比较：
栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作则比较复杂；栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似，对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据；在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。
10. 什么是空间数据引擎？举例说明空间数据引擎的体系结构、工作原理。
①空间数据库引擎（Spatial Database Engine，SDE）是基于特定空间数据模型，在特定的数据存储、管理系统（如数据库管理系统或文件系统）的基础上，提供对空间数据的存储、检索等操作，以提供在此基础上的二次开发。
②原理：SDE只提供存储、读取、检索、管理数据和对数据的基本处理等功能；SDE不负责进行空间分析和复杂处理；基于第三方API(如Oracle Spatial和ESRI SDE)开发的引擎可以提供更多功能。
③SDE的体系结构：
11. 如何进行空间数据分层组织？分层有哪些原则？分层有哪些方法？
层的概念同时适合于栅格数据和矢量数据。层是指地理特征及其属性在逻辑上的集合。在栅格数据结构中，每种属性可形成一个独立的层，而新的属性就意味着在数据库中新加一层。在矢量结构中，层是用来区分空间实体的主要类型，目的是为了制图与显示。
数据分层的原则：
考虑特征类型：点线面分别处于不同层。
考虑特征的逻辑分组：相关的地物位于同一层。
分层时应使处理更加方便。
数据分层的方法:
按专题分层
按时间序列分层
以地面垂直高度分层
12. 什么是空间索引？建立空间索引的目的？
空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据结构。
目的：对空间数据进行筛选和过滤，使得在进行空间操作时，大量与空间对象无关的空间数据被预先排除，从而提高空间操作速度和效率。
13. 空间索引建立的基本原理和基本原则？
基本原理：尽管有许多特定的数据结构和算法用来完成空间索引，但基本原理相似，采用分割原理，把查询空间划分为若干区域，这些区域或单元包含空间数据并可唯一标识。
基本原则：
存储效率高: 为一组数据创建的索引数据，其数据量应该尽量的小。查询效率高: 建索引的目的就是提高查询效率。更新效率高: 数据集的变化可以抽象为数据集中数据对象的修改、增加和删除。
14. 简述基于文件的索引和基于数据库的索引的区别。
基于数据库的索引：实质上是基于数据库的SQL语言优化。通过适当的表结构设
计、表索引设计，以及SQL查询的设计，达到对空间数据的快速检索。基于文件的索引和基于内存的索引：都是用结构来适应算法，而基于数据库的索引是用算法来适应结构。
15. 简述Shapefile、Coverage、Geodatabase三种数据模型
①Shapfile图形文件是ESRI ( Environmental Systems Research Institute) 公司提供的一种矢量数据格式，Shapefile 图形文件存储了空间地理要素的非拓扑几何信息以及属性信息，其中几何信息由一系列矢量坐标组成。由于Shapefile 没有拓扑数据结构。
②Coverage数据模型是第二代地理数据模型，也被称为地理相关模型（Georelational Data Model）。它采用的是一种混合数据模型定义和管理地理数据。Coverage也是ArcGIS 9中主要的矢量文件格式之一，用其来表示矢量数据在实际应用中非常广泛。
③ArcGIS推出新的面向对象的数据模型Geodatabase是将空间对象的属性和行为结合起来的智能化地理数据模型。GIS数据集中的属性可以被赋予自然行为，属性间的任何类型的关系都可以在Geodatabase中定义。在该模型中，实体表示为具有属性、行为和关系的对象;支持内建于系统中的各种不同的地理对象类型。这些对象类型包括简单对象、地理要素、网络要素、注记要素以及其他更专业的要素类型。该模型还允许用户定义对象间的关系，并通过规则来维护对象间的参照和拓扑完整性。
四、运算题（每题15分，共2题）
1.A 对下图进行块状编码
答案：编码结果
（1，1，1，0），（1，2，2，2），
（1，4，1，5），（1，5，1，5），
（1，6，2，5），（1，8，1，5）；
（2，1，1，2），（2，4，1，2），
（2，5，1，2），（2，8，1，5）；
（3，3，1，2），（3，4，1，2），
（3，5，2，3），（3，7，2，5）；
（4，1，2，0），（4，3，1，2），
（4，4，1，3）；（5，3，1，3），
（5，4，2，3），（5，6，1，3），
（5，7，1，5），（5，8，1，3）；
（6，1，3，0），（6，6，3，3）；
（7，4，1，0），（7，5，1，3）；
（8，4，1，0），（8，5，1，0）。
1.B 把下述直接栅格编码转成四叉树编码
答案：编码结果
空间数据库期末复习重点总结
一、数据管理的发展阶段 1、人工管理阶段 2、文件系统阶段 3、数据库管理阶段 注意了解各阶段的背景和特点 二、数据库系统的特点 1、面向全组织的复杂的数据结构 2、数据的冗余度小，易扩充 3、具有较高的数据和程序的独立性：数据独立性 数据的物理独立性 数据的逻辑独立性 三、数据结构模型三要素 1、数据结构 2、数据操作 3、数据的约束性条件 四、数据模型反映实体间的关系 1、一对一的联系(1：1) 2、一对多的联系(1：N) 3、多对多的联系(M：N) 五、数据模型： 是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架。 数据库结构的基础就是数据模型。数据模型是描述数据(数据结构)、数据之间的联系、数据语义即数据操作，以及一致性(完整性)约束的概念工具的集合。 概念数据模型：按用户的观点来对数据和信息建模。ER模型 结构数据模型：从计算机实现的观点来对数据建模。层次、网状模型、关系 六、数据模型的类型和特点 1、层次模型： 优点：结构简单，易于实现 缺点：支持的联系种类太少，只支持二元一对多联系 数据操纵不方便，子结点的存取只能通过父结点来进行 2、网状模型： 优点：能够更为直接的描述世界，结点之间可以有很多联系 具有良好的性能，存取效率高 缺点：结构比较复杂 网状模型的DDL、DML复杂，并且嵌入某一种高级语言，不易掌握，不易使用
3、关系模型： 特点：关系模型的概念单一；（定义、运算） 关系必须是规范化关系； 在关系模型中，用户对数据的检索操作不过是从原来的表中得到一张新的表。 优点：简单，表的概念直观，用户易理解。 非过程化的数据请求，数据请求可以不指明路径。 数据独立性，用户只需提出“做什么”，无须说明“怎么做”。 坚实的理论基础。 缺点：由于存储路径对用户透明，存储效率往往不如非关系数据模型 4、面向对象模型 5、对象关系模型 七、三个模式和二级映像 1、外模式(Sub-Schema)：用户的数据视图。是数据的局部逻辑结构，模式的子集。 2、模式(Schema)：所有用户的公共数据视图。是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的描述。 3、内模式(Storage Schema)：又称存储模式。数据的物理结构及存储方式。 4、外模式/模式映象：定义某一个外模式和模式之间的对应关系，映象定义通常包含在各外模式中。当模式改变时，修改此映象，使外模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为逻辑独立性。 5、模式/内模式映象：定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。存储结构改变时，修改此映象，使模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为物理独立性。 八、数据视图 数据库管理系统的一个主要作用就是隐藏关于数据存储和维护的某些细节，而为用户提供数据在不同层次上的抽象视图，即不同的使用者从不同的角度去观察数据库中的数据所得到的结果—数据抽象。 九、规范化 1、几个概念 候选码（候选关键字）：如果一个属性（组）能惟一标识元组，且又不含有其余的属性，那么这个属性（组）称为关系的一个候选码(候选关键字)。 码（主码、主键、主关键字）：从候选码中选择一个唯一地标识一个元组候选码作为码 主属性：任何一个候选码中的属性（字段） 非主属性：除了候选码中的属性 外码：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另一个关系模式的码，则称X是R的外部码，简称外码。 2、函数依赖 （1）设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。X称为这个函数依赖的决定属性集(Determinant)。Y=f(x)
空间数据库重点知识
矢量数据结构：通过记录坐标的方式来表达点、线、面等地理实体。 矢量数据结构的主要特点：定位明显和属性隐含。 结构：Spaghetti（面条）结构和拓扑矢量数据结构。 只有像拓扑结构这样的数据结构才是“矢量”数据结构。 拓扑矢量数据结构的特点是：1、一个多边形和另一个多边形之间没有空间 坐标的重复，这样就消除了重复线；2、拓扑信息与空间坐标分别存储，有利于进行近邻、包含和相连等查询操作；3、拓扑表必须在一开始就创建，这要花费一定的时间和空间；4、一些简单的操作比如图形显示比较慢，因为图形显示需要的是空间坐标而非拓扑结构。 栅格数据模型是将连续的空间离散化，将地理区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成大小均匀紧密相邻的网格阵列。 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的数据，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。 工作原理：SDE客户端发出请求，由SDE服务端处理这个请求，转换成DBMS 能处理的请求事物，由DBMS处理完相应的请求，SDE服务端再将处理的结果实时反馈给GIS的客户端。客户通过空间数据引擎将自己的数据交给大型关系型DBMS,由DBMS统一管理，同样，客户可以通过空间数据引擎从关系型DBMS 中获取其它类型的GIS数据，并转换成客户端可以使用的方式。 空间数据引擎的作用： （1）与空间数据库联合，为任何支持的用户提供空间数据服务。 （2）提供开放的数据访问，通过TCP/IP横跨任何同构或异构网格，支持分布式的GIS系统。 （3）SDE对外提供了空间几个对象模型，用户可以在此模型基础之上建立空间几何对象，并对这些几何对象进行操作。 （4）快速的数据提取和分析。 （5）SDE提供了连续DBMS数据库的接口，其他的一切涉及与DBMS数据库进行交互的操作都是在此基础之上完成的。 （6）与空间数据库联合可以管理海量空间信息。 （7）无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一存储。 （8）并发访问。 空间数据是对空间事物的描述,实质上就是指以地球表面空间位置为参照,用来 描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面的数据。 数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。 空间数据特征：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征。
校园基础地理空间数据库建设设计方案
校园基础地理空间数据库建设设计方案 遥感1503班第10组 （杨森泉张晨欣杨剑钢熊倩倩） 测绘地理信息技术专业 昆明冶金高等专科学校测绘学院 2017年5月
一．数据来源 二. 目的 三 .任务 四. 任务范围 五 .任务分配与计划六．小组任务分配七. E-R模型设计八．关系模式九．属性结构表十．编码方案
一．数据来源 原始数据为大二上学期期末实训数字测图成果（即DWG格式的校园地形图） 导入GIS 软件数据则为修改过的校园地形图 二．目的 把现实世界中有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。空间数据库设计要满足用户需求，具有良好的数据库性能，准确模拟现实世界，能够被某个数据库管理系统接受。
三．任务 任务包括三个方面：数据结构、数据操作、完整性约束 具体为： ①静态特征设计——结构特性，包括概念结构设计和逻辑结构设计； ②动态特性设计——数据库的行为特性，设计查询、静态事务处理等应用程序； ③物理设计，设计数据库的存储模式和存储方式。 主要步骤：需求分析→概念设计→逻辑设计→物理设计 原则：①尽量减少空间数据存储冗余；②提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，数据结构能够做出相应的变化；③满足用户对空间数据及时访问的需求，高校提供用户所需的空间数据查询结果；④在空间元素间为耻复杂的联系，反应空间数据的复杂性；⑤支持多种决策需要，具有较强的应用适应性。 四、任务范围 空间数据库实现的步骤、建库的前期准备工作内容、建库流程 步骤：①建立实际的空间数据库结构；②装入试验性数据测试应用程序；③装入实际空间数据，建立实际运行的空间数据库。 前期准备工作内容：①数据源的选择；②数据采集存储原则；③建库的数据准备；④数据库入库的组织管理。 建库流程：①首先必须确定数字化的方法及工具；②准备数字化原图，并掌握该图的投影、比例尺、网格等空间信息；③按照分层要求进行
空间数据库简答题
Geo-relational model地理关系数据模型 空间数据被抽象成一系列独立定义的层。 每层代表了一个相关空间要素的集合。所有图层都必须占用或者至少在一些空间重合区，低于甚至高于地球表面，在相同的地理空间建模。ADT的特点 1) ADT的属性定义和行类型的属性定义类同。2) 在创建ADT的语句中，通过用户定义的函数比较对象的值。3) ADT的行为通过方法(methods)、函数(functions)实现。4) SQL3要求抽象数据类型是封装的，而行类型则不要求封装。5) ADT有3个通用的系统内置函数6) ADT可以参与类型继承Cell树索引：划分空间时采用凸多边形作为划分基本单位，子空间不相互覆盖。Cell树的磁盘访问次数比R树和R+树少，性能好。Cell树是比较优秀的空间索引方法 OGIS 操作：·用于所有几何类型的基本操作如SpatialReference，返回所定义对象几何体的基础坐标系统；·用于空间对象间拓扑关系的测试如Overlap判断两个对象内部是否有一个非空的交集；·用于空间分析的一般操作如distance，返回两对象间最短距离 局限性：·仅限于空间的对象模型，即使在对象模型中，OGIS的操作也有局限性 ·OGIS标准过于关注基本拓扑和空间度量的关系，忽略了对整个操作度量的支持，不支持基于方位谓词的操作 ·不支持动态的、基于形状的及基于可见性的操作 SDE 空间数据管理途径：1寄生在关系数据库管理系统之上的空间数据引擎——GIS厂商开发的空间数据管理模块。优点：支持通用的关系数据库管理系统，空间数据按BLOB存，可跨数据库平台，与特定GIS平台结合紧密；缺点：空间操作和处理无法在数据库内核中实现，数据模型较为复杂，扩展SQL比较困难，不易实现数据共享与互操作。2直接扩展通用数据库的空间数据库系统。优点：空间数据的管理和通用数据库系统融为一体，空间数据按对象存取，可在数据库内核中实现空间操作和处理，扩展SQL比较方便，较易实现数据共享与互操作；缺点：实现难度大，压缩数据比较困难； ArcSDE和geodatabase的主要角色：即实现GIS和DBMS的完美结合。ArcSDE能够访问多种DBMS，使用每种DBMS所支持的标准SQL类型来管理数据，并且支持所有的空间数据类型(包括要素、栅格、拓扑、网
武汉大学空间数据库复习资料整理
《空间数据库原理》 第一章数据库 1、空间数据库：①提供结构用于存储和分析空间数据②空间数据由多维空间的对象组成③在标准数据库中存储空间数据需要大量的空间，从一个标准数据库中检索查询空间数据需要很多时间并且很累赘，通常导致很多错误。 2、DBMS:（数据的操作系统）一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。SDBMS：增加了处理空间数据功能的DBMS。①在它的数据模型中提供空间数据类型和查询语言②至少在执行时支持提供空间数据类型：空间索引；空间链接有效的算法。 在地理信息系统中为什么要研究专门的空间数据库系统？ 1.空间数据库能提供结构存储和空间数据分析 2.空间数据库包含多面空间的对象 3.在标准数据库中存储空间数据会需要过多的空间 4.标准数据库的查询反馈和空间数据分析会消耗过多时减并且留下大量错误空间 5.空间数据库能提供更多有效率的存储和空间数据分析 3、哈希（Hash）函数：一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。 质数除余法（直接取余法）：f(x):=x mod maxM ;maxM一般是不太接近2^t的一个质数。 乘法取整法：f(x):=trunc((x/maxX)*maxlongit) mod maxM，主要用于实数。 平方取中法：f(x):=(x*x div 1000 ) mod 1000000);平方后取中间的，每位包含信息比较多。 第二章数据库基本原理 1、数据模型Data Model：关于数据基础或对象以及他们之间的关系的抽象描述被表示在一个数据库中。 3、概念数据模型：也称语义模型，关于实体和实体间联系的抽象概念集，用统一的语言描述、综合、集成的用户视图。 2、数据字典：是指对数据库的内容包括数据项和属性码定义，是元数据的重要组成部分。（是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。） Metadata：是描述数据的数据，主要是描述数据属性的信息，用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。 3、数据库设计和实现：①需求分析②概念数据建模③逻辑建模（参考DBMS和基础数据模型）④物理建模或者实现（参考物理存储和电脑环境）。 需求调查：根据数据库设计的主题对用户的需求进行调查，了解用户特点和要求，取得设计者与用户对需求的一致看法。需求分析：指的是在创建一个新的或改变一个现存的系统或产品时，确定新系统的目的、范围、定义和功能时所要做的所有工作。 4、E-R图：描述对象类型之间的关系，是表示概念模型的一种方式。 第三章基本空间概念 1、凸多边形：把一个多边形任意一边向两方无限延长成为一条直线，如果多边形的其他各边均在此直线的同旁，那么这个多边形就叫做凸多边形。 2、点集拓扑：一个基于相邻关系定义拓扑学空间的方法。 3、大圆距离：大圆距离指的是从球面的一点A出发到达球面上另一点B，所经过的最短路径（圆弧）的长度。 曼哈顿距离：两个点上在标准坐标系上的绝对轴距之总和。 4、欧式空间（欧几里德空间）：空间的坐标模型。作用：能将空间属性转化为以实数为元组的属性；坐标系包括一个确定的原点和在原点交叉的一对正交轴线。
无锡市基础空间数据库SHP格式方案(大比例尺)
无锡市基础空间数据SHP格式设计方案 （大比例尺） 1、综述 1.1目的 为无锡市规划局基础空间数据建库提供标准。 1.2适用范围 1：500、1：1000、1：2000基础地形图数据 1.3制定原则 ●保证按本方案生产的数据可以实现同SHP数据的高效互转； ●保证按本方案生产的数据在转入数据库后可以实现标准图的输出； ●操作方便。 1.4类型约定 ● ●
1.5引用标准 《GB/T 14804-93 1：500 1：1000 1：2000 地形图要素分类与代码》（1994-08-01）《GB/T 7929-1995 1：500 1：1000 1：2000 地形图图式》（1996-05-01） 《GB 1：500 1：1000 1：2000 地形图数字化规范》（1998-08-01） 《GB/T14804-93 1：500 1：1000 1：2000 地形图要素分类与代码》（1994-08-01）《GT地籍数据库标准》 《GB/T 13923-92 国土基础信息数据分类与代码》（1993-07-01） 2、实体的划分 数据在SDE的服务器里是按照点、线、面和注记划分的，每一个SDE图层（FEATURECLASS）只能存储上述的一种空间对象。由于这种存储模型的限制，势必造成很多国标中的复杂地物被拆分到不同的SDE图层。为了在编码中体现设计的合理性、对实体的物理存储进行统一的管理，特在数据库的设计中在对空间实体做逻辑的划分。 2.1简单点 ●简单点实体只记录插入点的位置和相关属性，所有的简单点实体都必须以插入符号 的形式采集。 ●简单点状实体对应ARCOBJECT体系的IPOINT对象。 ●采集单位在使用点符号的时候要保证简单点的符号要和本方案提供的符号描述一 致，符号的插入点一致。 2.2简单无向线 ●简单线需要作业单位针对每一种实体制作线符号，这里所指的线符号必须是采集系 统提供的线符号库，不能用程序绘制。
基于arcsde的空间数据库的设计与建立
基于ArcSDE的空间数据库的设计与建立 摘要：随着地理信息系统的发展，传统的以文件形式管理、存储地理空间数据的方式已不能满足现在应用的需求。针对以上问题，本文通过arcsde对空间数据进行管理，使空间数据和属性数据统一存储在面向对象的关系型数据库（sql server）中，实现统一、高效的管理。 关键词：空间数据库；属性数据；arcsde 围绕空间数据的管理，前后出现了几种不同的空间数据管理模式：纯文件模式、文件结合关系型数据库的管理模式、全关系型数据库管理模式和面向对象的数据库管理模式。前两种方式都是将空间数据和属性数据分离存储，这样往往会产生诸多问题：1.空间数据与属性数据的连接太弱，综合查询效率不高，容易造成空间数据与属性数据的脱节；2.空间数据与属性数据不能统一管理，实质上是两套管理系统，造成资源的浪费和管理的混乱，数据一致性较难维护；3.由于空间数据不能统一在标准数据库里存放，造成空间数据不能在网上共享。而面向对象数据库管理系统技术还不够成熟，并且价格昂贵，目前在gis领域还不够通用。所以在较长时间内，还不能完全脱离现有关系型数据库来建设gis空间数据库。arcsde是esri公司提供的一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器。同一些数据库厂商推出的在原有数据库模型上进行空间数据模型扩展的产品（如oracle spatial）不同，esri的arcsde 的定位则是空间数据的管理及应用，而非简单的数据库空间化。
1.系统目标 建成一个多级比例尺(100万、25万、5万、1万)矢量、栅格以及航空影像、遥感影像(tm,spot)的c/s结构基础地理空间数据库,便于对空间数据有效的管理、分发和应用。 2.总体设计方案 系统总体技术方案设计在充分考虑实际应用环境及应用需求的 基础上,结合考虑国际国内发展的主流趋势和平台产品的功能与性能来完成。 2.1技术路线 空间数据库建设应放弃数据文件式的管理方式,采用大型关系数据库管理系统(sql server)管理空间数据，arcsde作为sql server 2008和arc/info或其他地理信息系统软件的接口, vb/vc/delphi/java/c#为前端应用开发工具。其中，空间数据通过arcsde存储在sql server 2008数据库。arcsde是基于c/s计算模型和关系数据管理模式的一个连续的空间数据模型，借助这一模型,可将空间数据加入到数据库管理系统(rdbms)中去[1]。arcsde 融于rdmbs后,提供了对空间、非空间数据进行高效率操作的数据接口。由于arcsde采用c/s体系结构，大量用户可同时针对同一数据进行操作。arcsde提供了应用程序接口(api)，开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到应用工程中去，以完成前端的应用开发,最终提供数据的存储、查询和分发服务。如图1所示： 图1结构图
《地理空间数据库原理》教学大纲
《地理空间数据库原理》教学大纲 一、课程基本情况 总学时：48 讲课学时： 48 实验学时：0 总学分：3.0 课程类别：专业基础必修 考核方式：考查 适用对象：地理信息系统专业 先修课程：地理信息系统原理等 参考教材：郭际元、周顺平、刘修国，空间数据库，中国地质大学（武汉），2002 毋河海、龚建雅编著，地理信息系统（GIS）空间数据结构与处理技术 二、课程的性质、任务与目的 《空间数据库》是地理信息系统专业的专业课。通过本课程的学习，使学生对各种空间数据的存贮和管理技术有个较全面的了解，对学生进行有关空间数据库的设计技巧的训练，为将来从事GIS应用系统及其数据库的设计打下基础。 三、课程内容、基本要求与学时分配 课程的基本内容 介绍数据库和数据模型库的存贮和管理技术，包括矢量数据模型的空间数据库、栅格数据模型的空间数据库、关系数据库对空间数据的管理、符号库、网络空间数据库、三维空间数据库、海量空间数据库以及时态空间数据库。 课程的基本要求 （一）对各种空间数据的存储和管理技术有个较全面的了解。 （二）掌握用文件管理图形数据和属性数据的方法和技术，并用程序予以实现。 教学安排 （一）数据库与数据模型（4学时） 理解数据库的概念；四种数据模型：层次模型网状模型、关系模型、面向对象模型。 （二）地图数据模型总论（4学时） 理解地图数据的基本组成：矢量空间数据模型和属性数据模型，图形数据和属性数据的连接。 （三）矢量数据模型的空间数据库（4学时）
掌握地理实体的目标化，实体信息的数据化，实体间关系的逻辑实现。 （四）栅格数据模型的空间数据库（4学时） 掌握栅格数据的组织与存贮，栅格数据的检索。 （五）符号库的建立及管理（6学时） 掌握矢量符号库和栅格符号库，符号库的建立及管理，符号的显示及编辑。 （六）三维空间数据库（6学时） 理解三维空间的目标分类，八叉树数据结构，四面体格网，三维边界表示法、 参数函数表示法。 （七）海量空间数据库（4学时） 理解数据库中图幅的组织方法，图幅间被分割目标的组织方法，跨图幅地图漫游。 （八）时态空间数据库（6学时） 理解空间地物的时态性、时态空间数据库的组织方法。 （九）空间数据的关系化管理（4学时） 理解基于关系数据库的空间数据模型，基于关系数据库的空间实体数据结构，空间数据访问模型，关系化空间数据的安全管理，大型关系数据库管理系统分布式体系结构的应用。 （十）网络空间数据库（6学时） 理解网络GIS主要改造模型，分布式地理信息共享形式，分布式空间数据管理技术，网络GIS中地理空间元数据管理。 四、教学方法和手段 学生在课外多关注数据库发展的新知识；采取多媒体教学方法（部分最好结合演示）等。 五、成绩评定 该课成绩有平时20分和考试卷面成绩两部分组成；考核形式闭卷。 六、其它说明 无 教学大纲撰写人： 地理信息科学系主任： 测绘与地理科学学院教学院长： 1
地理空间大大数据库原理期末考试地题目总卷
《地理空间数据库原理》课程期末考试卷 一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性； B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系； C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂； D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D)
数据库基础知识试题(含答案)
数据库基础知识试题 部门____________ __________ 日期_________ 得分__________ 一、不定项选择题（每题1.5分，共30分） 1.DELETE语句用来删除表中的数据,一次可以删除( )。D A .一行 B.多行 C.一行和多行 D.多行 2.数据库文件中主数据文件扩展名和次数据库文件扩展名分别为( )。C A. .mdf .ldf B. .ldf .mdf C. .mdf .ndf D. .ndf .mdf 3.视图是从一个或多个表中或视图中导出的（）。A A 表 B 查询 C 报表 D 数据 4.下列运算符中表示任意字符的是( )。B A. * B. % C. LIKE D._ 5.（）是SQL Server中最重要的管理工具。A A．企业管理器 B.查询分析器 C.服务管理器 D.事件探察器 6.（）不是用来查询、添加、修改和删除数据库中数据的语句。D A、SELECT B、INSERT C、UPDATE D、DROP 7.在oracle中下列哪个表名是不允许的（）。D A、abc$ B、abc C、abc_ D、_abc 8.使用SQL命令将教师表teacher中工资salary字段的值增加500，应该使用的命令 是（）。D A、Replace salary with salary+500 B、Update teacher salary with salary+500 C、Update set salary with salary+500 D、Update teacher set salary=salary+500 9.表的两种相关约束是（）。C
“空间数据库原理”课程教学探讨
Geomatics Science and Technology测绘科学技术, 2015, 3, 1-5 Published Online January 2015 in Hans. https://www.360docs.net/doc/e95708947.html,/journal/gst https://www.360docs.net/doc/e95708947.html,/10.12677/gst.2015.31001 Discussion on Teaching of “Spatial Database Theory” Weiwei Song, Liang Chen Research Center of GNSS, Wuhan University, Wuhan Email: sww@https://www.360docs.net/doc/e95708947.html, Received: Nov. 26th, 2014; revised: Dec. 20th, 2014; accepted: Dec. 25th, 2014 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/e95708947.html,/licenses/by/4.0/ Abstract The current teaching situation and some problems of spatial database theory are analyzed in this paper. Combining with the actual needs of teaching and its own characteristics, reasonable aca-demic education and practical teaching system are brought up. A discussion is made about proper teaching reform from different perspective, such as optimizing textbook construction, teaching content, enriching teaching methods and so on, which help to improve the teaching quality of spa-tial database theory course. Keywords Spatial Database, Teaching Content, Teaching Status, Teaching Reform “空间数据库原理”课程教学探讨 宋伟伟，陈亮 武汉大学卫星导航定位技术研究中心，武汉 Email: sww@https://www.360docs.net/doc/e95708947.html, 收稿日期：2014年11月26日；修回日期：2014年12月20日；录用日期：2014年12月25日 摘要 本文分析了当前空间数据库课程教学现状及存在的问题。结合教学实际需求，根据专业自身特点，提出
空间数据库复习资料整理v3
一、名词解释 1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的地理空间数据的总合。 2空间数据库管理系统: 能进行语义和逻辑定义存储在空间数据库上的空间数据,提供必需的空间数据查询、检索和存取功能,以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。 3空间数据库应用系统 提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面,是应用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件。一般需要进行二次开发,包括空间分析模型和应用模型。 4什么是arcSDE 空间数据库引擎(SDE: Spatial Database Engine) ArcSDE是一个用于访问存储于关系数据库管理系统(RDBMS)中的海量多用户地理数据库的服务器软件产品。 5什么是空间数据 地理信息系统的数据库(简称空间数据库或地理数据库)是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。 6空间数据模型 空间数据(库)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。 空间数据模型是衡量GIS功能强弱与优劣的主要因素之一。 7空间数据结构 不同空间数据模型在计算机内的存储和表达方式。 8场模型 在空间信息系统中，场模型一般指的是栅格模型，其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间 9对象模型 面向对象数据模型（Object―Oriented Data Model,简称O―O Data Model）是一种可扩充的数据模型,在该数据模型中,数据模型是可扩充的,即用户可根据需要,自己定义新的数据类型及相应的约束和操作。 10概念数据模型 按用户的观点来对数据和信息建模。用于组织信息世界的概念，表现从现实世界中抽象出来的事物以及它们之间的联系。如E-R模型。
空间数据库原理复习题
空间数据库原理复习题（2018） 同济大学-测绘工程-地理信息系统方向必修课 整理者：Quan 一、★ 第一章 1.地图数据的获取手段有哪些？ 地图的数字化、传感器技术、航空和航天平台技术、现代遥感技术、全球定位系统和惯性导航系统。 2.地图数据使用的坐标系有哪几种？ 地理坐标系、投影坐标系。 3.根据地理实体数字描述方式，空间数据可分为哪两种形式？ 矢量数据、栅格数据。 （另：从概念上分，空间对象数据、场对象数据） 4.什么是空间数据非结构化特征？ 空间数据不像一般事务数据一样每一个记录都有相同的结构与长度，因为空间数据包含了拓扑信息，在方便空间数据分析与查询的同时增大了信息管理的难度。 5.空间数据管理演变有哪些过程？说明各过程的特点。 （1）人工管理阶段（20世纪50年代中期）：数据不保存；没有数据管理软件；数据冗余；（2）文件系统阶段（20世纪60年代中期）：数据文件是大量数据集合形式；面向用户； 数据文件与对应程序有一定独立性；数据文件由顺序文件发展为索引文件、链接文
件、直接文件等； （3）文件与数据库系统混合管理阶段（20世纪70年代中期）：对用户观点的数据进行更严格描述；允许用户以记录或数据项作单位进行访问；数据的物理存储可以很复杂。（4）全关系型空间数据库管理系统（20世纪70年代后期）：不仅可以读写定长的属性数据，而且可以读写非结构化的图形数据，但由于二进制文件的读写效率低，速度慢，效率低。 （5）对象关系数据库管理系统：能直接管理和存储非结构化的空间数据，效率有所提升，但仍有很大限制。可能成为空间数据管理的主流。 （6）面向对象的数据库系统：支持变长记录及对象的嵌套、信息的继承和聚集；但价格昂贵且不太成熟，不太通用。 6.什么是空间数据库的内容？ 矢量地形图数据库、数字高程模型数据库、影像数据库、数字栅格地形图、专题数据、数字地图、元数据。 第二章 1.请叙述空间实体的地图表示方法。 （1）地图对空间实体的定位表示：空间信息在图形上表示为一组地图元素。 （2）地图对空间实体的属性表示：地图用符号和标记来表示属性信息。 （3）地图对空间实体的空间关系表示：地图要素之间的空间关系以图形表示于地图上，依靠读者去解释他们。 2.请分别叙述点线面三类实体对象的基本概念（并说明二维欧氏空间上的连续空间对象类 的继承等级关系） （1）点对象：具有特定位置、维数为零的实体。
基于CAD数据的地理空间数据库的建立
基于CAD数据的地理空间数据库的建立
引言 计算机技术在测绘业的最早应用之一是在地图制图学中引入了机助制图技术，即cad（computer aided drafting）。cad具有强大的绘图功能和处理矢量图形的能力，目前已广泛地被应用在工业设计、机械设计、建筑设计、城市规划之中。随着相关学科高新技术日新月异的进步，cad技术也逐步向gis技术方向发展，同时也促进了传统的测绘产业向地理信息产业转化。地理信息系统(gis)具有便捷的地图显示处理、地理信息查询和强大的空间分析能力[1]，在数字产品的管理与应用方面明显优于cad技术[2]。以前的cad数据能否为gis所利用呢？找寻gis利用cad数据的有效途径无疑会有事半功倍的效果。 1.cad与gis数据概述 1.1cad与gis的区别 1）gis是采集、存储、分析、查询、输出与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。对信息进行管理是这个系统的主要目的。cad是对制图信息进行采集、综合、识别、存储、不同比例尺和不同投影之间的转换、编辑、输出的计算机处理系统。输出满足规范要求的图形为其最终目的。 2）gis是将空间图形实体抽象为点、线、面、注记4种类型。以此来采集、存储、编辑和管理。如围墙、陡坎、河流、道路等等在gis图中都是线型实体。它们之间差别不是用图形符号来区分，而是以属性来区分。cad图形中的图形元素种类很多，如点、线、多
义线、圆、矩形、注记等等。cad中的图形数据是矢量形式的，它不仅包含了由一组或多组的x、y、z坐标确定图形的几何位置和几何形状的可见的几何信息,还包含由数值或字符串表示线型的属性的不可见的非几何信息。 3）gis是个动态系统，存储的信息要求符合现状。因此，空间信息也要求及时更新。由于它是面向实体，实体图形只存储其主点主线，比较简单，所以修改比较方便。cad图是以符号来存储，修改麻烦。 1.2数据转换的研究现状 autocad具有极为强大的建模功能，能够精确、便捷地创建各种平面和三维图形，所以画地图首选autocad。在autocad中画出的图形能生成的是.dxf和.dwg这两种格式的文件,可以被arcgis直接调用，但是在打开后只能分成“注释”、“点”、“线”、“面”4层，这样不能很好的区分地图里面的有用信息，例如：做一幅城市地图，要把建筑物和河流分开，在autocad中可以分成两层，一层叫“一般房屋”，一层叫“面状水系”。如图1，当用arcmap打开后，这两层都合成到“面”这一层了，“一般房屋”和“面状水系”就只有靠注释和经验来分辨，这样会加长辨析的时间，远远不能满足人们的操作要求，如图2，在arcgis中的arcmap直接画地图没有在autocad中画的便捷，特别是在三维效果上面的体现更加没有autocad中表现的好。根据上面的原因，我们不得不面临着在autocad中画图，通过转换成.shp格式的文件给arcgis调用。
空间数据库1
空间数据库 第一章绪论 1、数据库是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合；空间数据库是描述与特定空间位置有关的真实世界对象的数据集合。 2、空间数据是对空间事物的描述，用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征等多方面的信息；空间数据包括文字、数字、图形、影像、声音等主要类型。 3、GIS中数据的来源：地图数据、影像数据、地形数据、属性数据；空间数据特征：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征。 4、空间数据库的作用:空间数据处理与更新、海量数据存储与管理、空间分析与决策、空间信息交换与共享。 5、空间数据库系统是一个存储空间和非空间数据的数据库系统，在它的数据模型和查询语言中能提供空间数据类型，可以进行空间动态索引，并提供空间查询和空间分析的功能。 6、空间数据库特征：综合抽象特征、非结构化特征、分类编码特征、复杂性与多样性。 7、空间数据库与传统数据库的差异：（1）信息描述差异（在空间数据库中，数据比较复杂。不仅有一般地理要素的属性数据，还有大量的空间数据；空间数据库是一个复杂的系统，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间分布，其数据量大，空间数据库中的数据具有丰富的隐含信息）；（2）数据管理差异（传统数据库的管理是不连续的、相关性较小的数字和字符，而空间数据是连续的，具有很强的相关性；传统数据库管理的实体较少，并且实体类型之间只有简单的空间关系，而空间数据库实体类型繁多，实体类型之间存在着复杂的空间关系，并且能够产生新的关系；传统数据库只针对简单对象，无法有效地支持复杂对象，而空间数据库由于不同空间目标的坐标串长度不定，具有变长记录，并且数据项有可能很大、很复杂；传统数据库无法支持以复杂对象为主体的GIS领域，地理空间数据必须具有对地理对象进行模拟和推导的功能）；（3）数据操作差异（从数据操作的角度，地理空间数据管理中需要进行大量的空间数据操作和查询，而传统数据库系统只操纵和查询文字和数字信息，难以适应空间操作）；（4）数据更新差异（数据更新周期不同；数据更新的角色不同；访问的数据量不同；数据更新的策略不同）；（5）服务应用差异（空间数据库的服务和应用范围相当广泛；空间数据库是一个共享或分享式的数据库；传统的关系数据库中存储和处理的大都是关系数据）。 第二章空间现象抽象表达 1、空间认知是对现实世界的空间属性包括位置、大小、距离、方向、形状、模式、运动和物体内部关系的认识，是通过获取、处理、存储、传递和翻译空间信息，来获取空间知识的过程。 2、空间类型具有五种形式：物理空间、感觉运动空间、感知空间、认知空间、符号空间。 3、空间认知模式：空间特征感知、空间对象认知、空间格局认知。 4、模型是对现实世界中的实体和现象的抽象或简化，是对实体或现象中最重要的构成及其相互关系的表达，能反映事物的固有特征及其相互关系或运动变化规律。GIS概念数据模型是考虑用户需求的共性，用统一的语言描述、综合、集成的用户视图。 5、GIS空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型三个不同层次组成。 6、空间实体是存在于自然世界中地理实体，与地理空间位置或特征相关联，在空间数据中不可再分的最小单元现象层称为空间实体。基本的空间实体有点、线、面、体四种类型。 7、矢量数据结构是利用欧几里得学的中心点、线、面及其组合体来表示地空间分布的一种数据组织方式。矢量数据结构主要有Spaghetti（面条）结构和拓扑矢量数据结构。Spaghetti（面条）结构的特点：（1）数据按点、线或多边形为单元进行组织，易于实现以多边形为单元的运作，数据编排直观，数字化后无需进行大量的编辑整理，即可方便地显示；（2）每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次，线性数据库中被多次记录，造成数据冗余；（3）点、线和多边形有各自的坐标数据，每个多边形自成体系，但缺少有关拓扑关系的信息；（4）多边形公共边界线的两次输入，记录常不一致，容易造成数据结构的破坏，引起严重的匹配误差；（5）不能解决“洞”和“岛”之类的多边形镶嵌问题，岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系，难以表达多边形包含关系。 8、拓扑矢量数据结构是指根据拓扑几何学原理进行空间数据组织的方式。最基本的拓扑关系是：关联、邻接、包含。
空间数据库答案版
空间数据库的作用：1 空间数据处理与更新 2 海量数据存储与管理3空间分析与决策 4 空间信息交换与共享 空间数据特征包括：时空特征、多维特征、多尺度特征、海量数据特征。 空间数据管理有五种方式：文件管理；文件与关系数据库混合管理；全关系型数据库管理；面向对象数据库管理；对象-关系数据库管理. 空间类型的表现形式有：1感知空间 2 认知空间 3 符号空间 根据实现过程，普遍接受和采用的不规则三角网TIN生成算法主要有三种：逐点插入法、分治算法、三角形生长法 目前存在的空间数据索引技术超过50多种，可概括为树结构、线性映射和多维空间区域变换三种类型，典型的空间索引技术有 R树索引、四叉树索引、网格索引等。 不区分准3D和真3D，则可以将现有空间构模方法归纳为基于面模型、基于体模型和基于混合模型的三大类构模体系。根据模型所具有的主要特征大致又可以将其归纳为四类：三维矢量模型、三维体元模型、混合或集成数据模型和面向实体的数据模型。 SQL语言的功能包括查询，操作，定义，控制。 1、空间数据：空间数据是对空间事物的描述，空间数据实质就是指以地球表面空间位置为参照，用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据。 2、空间数据元数据：是关于数据集内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集其他特征的数据。 3、空间数据引擎：是用来解决如何在关系数据库中存储空间数据，实现正真的数据库方式管理空间数据，建立空间数据服务器的方法。 4、空间索引：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。 5、四面体网格：是将目标空间用紧密排列但不重叠的不规则四面体形成的格网来表示，其实质是2D TIN结构在3D 空间上的扩展。 1、什么是空间数据库系统？ 不仅包括空间数据库本身，还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等组成的一个运行系统。 2、空间数据库引擎的作用有哪些? （1）与空间数据库联合，为任何支持的用户提供空间数据服务；（2）提供开放的数据访问，通过TCP/IP横跨任何同构或异构网络，支持分布式的GIS系统；（3）SDE对外提供了空间几何对象模型，用户可以在此模型基础之上建立空间几何对象，并对这些几何对象进行操作；（4）快速的数据提取和分析，SDE提供快速的空间数据提取和分析功能，可进行基于拓扑的查询、缓冲区分析、叠加分析、合并和切分等；（5）SDE提供了连接DBMS数据库的接口，其他的一切涉及与DBMS数据库进行交互的操作都是在此基础上完成；（6）与空间数据库联合可以管理海量空间信息，SDE在用户与物理数据的远程存储之间构建了一个抽象层，允许用户在逻辑层面上与数据库交互，而实际的物理存储则交由数据库来管理；（7）无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一存储；（8）并发访问，SDE与空间数据库相结合，提供空间数据的并发响应机制。 3、空间查询主要有哪几种类型？试述空间查询处理的两步算法。 答：有点查询，区域查询，最邻近查询等三种类型；两步算法是指：过滤筛选步骤和细化步骤，奇查询的基本思想是：首先用一个不精确的大致范围来进行精确的筛选，产生最终的效果。空间查询的处理步骤图如下： 4、在空间数据库领域，扩展关系模型主要从哪几个方面进行扩展？ （1）突破关系模型中关系必须是第一范式的限制，允许定义层次关系和嵌套关系 （2）增加抽象数据类型（3）增加空间谓词（4）增加适合于空间数据索引的方法