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。

空间数据库作用：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。

空间认知的三层模型：空间概念数据模型(是人们对客观事物或现象的一种认

识,有时也称为语义数据模型,目前存在的空间概念数据模型主要有矢量数据模型、栅格数据模型和矢量-栅格一体化数据模型) 空间逻辑数据模型（将前面的空间概率数据模型确定的空间数据库信息内容，空间实体和空间关系，具体的表达为数据项、记录等之间的关系，常用的数据模型包括层次模型、网络模型和关系模型）物理数据模型（逻辑数据模型并不涉及最底层的物理实现细节，而计算机只处理二进制数据。所以必需将逻辑数据模型转换为物理数据模型，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）。

元数据：是随着计算机技术和GIS的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、表示方式、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。

空间数据库设计：

1、需求分析

需求分析是整个空间数据库设计与建立的基础。

2、概念结构设计

概念设计是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象，最终形成空间数据库系统及其应用系统所需的模型。

3、逻辑结构设计

在概念设计的基础上，按照不同的转换规则将概念模型转换为具体DBMS支持的数据模型的过程，即导出具体DBMS可处理的地理数据库的逻辑结构(或外模式)，包括确定数据项、记录及记录间的联系、安全性、完整性和一致性约束等。导出的逻辑结构是否与概念模式一致，能否满足用户要求，还要对其功能和性能进行评价，并予以优化。

4、空间数据库物理设计

物理设计是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储结构，其结果是导出地理数据库的存储模式(内模式)。主要内容包括确定记录存储格式，选择文件存储结构，决定存取路径，分配存储空间。（另有数据层设计和数据字典设计）

5、空间数据库的实施和维护

6、空间数据库建库

空间索引是对存储在介质上的数据位置信息的描述，用来提高系统对数据获取

的效率。简单网格空间索引、二叉树索引、B树索引、四叉树索引、可扩展的哈希索引、空间填充曲线。