5.3-GIS数据库设计
GIS数据库设计
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 1、几个概念 (1) 实体类型（对象类型）
表示一类相似的对象。是对实体（对象）的 抽象，而不是具体的某一个实体（对象）。 实体类型间通常具有某些相互关系。 （1：1；1：n；n：n） (2) 实体类型的实例 是指具体的某一个实体。
城镇（实体类型）≠九江镇
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 5、实体-联系模型（E-R模型）建立GIS概念模型
注意：空间信息的处理方法：（P87） ①可以将空间信息作为实体的属性考虑 ②也可以设计为实体类型，特别是设计空间信息 的复杂结构时，应建立各类空间实体。
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 6、空间数据分层
GIS数据库的概念设计
一、GIS数据库的概念设计 4、概念设计的一般步骤和方法 (5) 对象类型的调整 对象类型较多时，对象类型的划分及其定义难免会有矛盾 和冲突，需进行协调。
注意：对象类型调整后，相应的属性也要进行调整。
(6) 几何表示 确定对象的几何表示类型，以及使用哪些基本几何要素。
原则上：应用领域决定了对象的几何如何表示。成本和更 新等因素对几何表示也有影响。 实践中常用的： 矢量表示：点、线、面 栅格表示
基于GeoDatabase的数据库设计
二、 GeoDatabase 模型
3、 Geodatabase中的信息类型：
(4) 表：同纯关系数据库中的表。 (5) 子类(subtype)：在要素类内部可以划分若干个次一级的 组，每个组是一个子类。每个子类有其自己的完整性规 则和GIS行为。 (6) 关系(relationship)：是一种表(或要素类)与表(或要素类) 之间的联系机制。关系类建立在对象(或要素)类之间，由 •通过建立这些关系类，可以改善数据库查询机制，提高 一个对象(或要素)类指向另一个对象(或要素)类。使用关 数据查询检索效率。 系可以使两个表(或要素类)关联起来，操作一个表中的数 据可以改变另一个表中的数据。
5.3 GIS的数据库及其应用
该地图是曹妃甸新区示意图，试将该 图在GIS软件中用图层显示
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3．数据库管理系统
数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件， 是用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。
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数据库管理系统组成部分
（1）模式翻译 （2）应用程序的编译 （3）交互式查询 （4）数据的组织与存取 （5）事务运行管理 （6）数据库的维护
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地理数据按图层分解实例1
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（Layer 1：背景图层；Layer 2：流域图层； Layer 3：河流图层；Layer 4：电站图层）
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地理数据按图层分解实例2
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对于同一数据集，你可以创建多个图层。每 一个图层都可以表现一个属性值的情况。
以上这些地图分别表示南美洲国家的人口寿命、 水质和人口增长率。
在GIS数据库中，一般采用横向按图幅和纵向 按图层数据组织方法。
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数据库与图书馆的比较
数据库
数据 数据模型 数据的物理组织 数据库管理系统 外存 用户 数据存放
图书馆
图书 书卡编目 图书存放规则 图书管理员 书库 读者 图书借阅
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GIS数据库与事务数据库
一般事务数 据库
属性数据； 以表格形式存储和管理； 无空间概念
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6．应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然 或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、 并配备相应的运输和保障设施的问题。
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7．地学研究与应用 (Application in GeoScience)
第六讲 GIS的数据库设计
投影和坐标系统选择的一般原则：
1）在经常需要投影变换而且覆盖面积较大的 情况下，应该使用地理坐标系统。 2）笛卡儿坐标系统对于小面积和一个固定的 坐标系最为适合。 3）根据研究区的形状来选择变形最小的投影。 4）如果有地区标准的话，应该使用地区标准。 5）如果研究区的面积很重要时，可以考虑使 用一种等面积的投影进行面积计算，而数据在 存储时可以使用另外一种投影。
各种数据的评价
1）数据一般状况评价
①数据的目前状态：包括数据是否已有电子版，工是否有机构正 在生产数据电子版。 ②数据是否是一种标准形式：主要指该类数据是否在各政府机构 式或商业团体生产的数据的标准化之列。 ③数据是否可以直接GIS使用：常常某些数据需要经过一定的处 理以后才能与数据库中定义的数据相符合。 ④数据的原始性；有些数据是由其他更原始的数据推导、综合而 来。 ⑤数据的可替代性：常常对一种所需要的数据来说，会有多种来 源，有些容易获得，有些则较难在决定使用哪一种时，应该将各 种可能来源的数据均加以收集并仔细比较，再做定论。 ⑥数据与其他数据一致性：覆盖的地区是否一致比例尺是否相同， 数据的地理控制点是否符合数据库的要求，在整个地区是否一致， 投影是否与要求符合等
用户需求分析
GIS数据库开发应该主要了解下面的内容： 1）明白即将开发的GIS所支持的各种功 能； 2）了解系统要求的数据内容和行为； 3）了解数据之间的关系和优先次序；这 些信息有利于制定数据库的开发实施计 划。 4）了解数据库和GIS的整体要求和蓝图。
现状调查
1）在访谈以前将各种问题以表格、问卷或其他书面形式 写出来。 2）避免不必要的细节，着重了解预定的内容。 3）整个访谈应由GIS专业技术人员掌握，控制进度，保 持良好的访谈气氛。 4）尽可能在对方工作的地方进行，以便对方可以随时提 供必要的资料和过程。 5）让对方告知轻重次序，以便于在实施过程中决定执行 次序。 6）注意负面意见，但不要急于作答。 7）对于自己不熟悉的领域可以使用录音机、录相、照相 等。
GIS数据库设计
第五章 GIS数据库设计
（4）数据独立性原则 分为数据的物理独立与数据的逻辑独立。数据的物理独 立性是指数据的逻辑结构独立于数据的物理结构。逻辑独立 性是指用户数据独立于数据的逻辑结构。
（5）标准化、独立化原则
要合理规定数据库的名称，提供稳定的空间数据结构， 对系统涉及的专题数据全面分析和统一规划，进行正确的分 类和编码，使空间数据规范化、标准化。
第五章 GIS数据库设计
（2）概念设计
以用户需求为依据，以需求分析为基础，把用户的需求 加以解释，将需求分析中收集的信息和数据进行分析和抽象， 并用概念模型表达出来的过程。
（3）逻辑设计
把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统提供的工 具映射为计算机系统为数据库管理系统所支持的数据模型， 概念模型被匹配到特定的数据库管理系统，并用数据描述语 言描述出来。
(3)对现实世界模拟的精确程度。模拟现实世界的精确程 度取决于两方刚的因素：一是所用数据模型的特性、二是数 据库设计质量。
第五章 GIS数据库设计
(4)能被某个数据库管理系统接受。在设计中，应了解数 据库管理系统的主要功能和组成。尽管数据库管理系统的功 能因不同的系统而有所差异，但一般都应具有以下主要功能。 ➢ 数据库定义功能：提供定义概念模型、外部模型和内部 模型的能力，勾画出数据库的框架。 ➢ 数据库管理功能：包括对整个数据库的运行控制、数据 存取、更新管理、数据完整性及有效性控制和数据共享时的 并发控制等。 ➢ 数据库维护功能；包括数据库重新定义、数据重新组织、 性能监督和分析以及发生故障时恢复运行等。 ➢ 数据库通信功能：包括与操作系统的接口处理，与各种 语言的接口以及与远程操作的接口处理等。
（4）物理设计 根据概念设计的结果以及计算机提供的手段，设计数据 库的文件结构、存取路径等。
GIS数据库设计
RSGIS
三、GIS数据库概念设计
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RSGIS
三、GIS数据库概念设计
②对数据表进行规范化
一般性检查和规范处理 形成数据表结构设计文档
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ห้องสมุดไป่ตู้SGIS
三、GIS数据库概念设计
③定义主关键项和外部关键项；
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三、GIS数据库概念设计
自底向上
逐步扩张
混合模式
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RSGIS
三、GIS数据库概念设计
5、GIS数据库的划分
基础数据库
空间数据库
专题数据库
影像数据库
属性数据库
基础属性库 编码属性库
专题属性库 多媒体属性库
模型库 历史数据库
知识库 数据仓库
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RSGIS
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RSGIS
三、GIS数据库概念设计
关系模型表设计过程
①设计相互关联的表格； ②对数据表进行规范化； ③定义主关键项和外部关键项； ④使用实体关系模型来定义关系； ⑤关系表的再规范化。
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RSGIS
三、GIS数据库概念设计
①设计相互关联的表格
●唯一性：在每个表中，每个记录的关键项均必须是唯一的； ●不变性：不含有其他方面的信息； ●纯粹性：不含有其他方面的信息； ●不重复性：不会被重复使用，即某一个值被删除后，不会再被使用； ●可获得性：需要时便可以拿来到此信息。
三、GIS数据库概念设计
➢关系模型
数据的逻辑结构为满足一定条件的二维表。二维表是同类实体的各种属 性的集合，每个实体对应于表中的一行，在关系中称为元组，相当于通 常的一个记录；表中的列表示属性，称为域，相当于通常记录中的一个 数据项。
测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧
测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧随着信息技术的不断发展，地理信息系统（GIS）在测绘技术中的应用日益广泛。
GIS的核心之一就是数据库，它为测绘技术提供了强大的数据管理和分析能力。
本文将探讨GIS数据库建设与管理的技术方法与技巧，以期为测绘技术工作者提供一些实用的指导。
一、GIS数据库的建设GIS数据库的建设是GIS应用的基础，它不仅需要考虑数据的规划与设计，还需要考虑如何有效地收集、整理和管理数据。
1. 数据规划与设计在进行GIS数据库的建设之前，首先需要进行数据规划与设计。
这包括确定需要收集和整理的数据类型、数据结构和数据格式。
例如，如果建设的GIS数据库用于土地利用规划，那么需要收集的数据可能会包括土地利用现状、土地所有权、土地利用规划等。
在设计数据结构时，应考虑数据的层次结构和关系，以便实现数据的有效管理和查询。
2. 数据收集与整理数据收集与整理是GIS数据库建设中非常重要的一步。
可以通过调查、测量、遥感等手段获取需要的数据。
一旦获得数据，就需要进行整理和清洗，以确保数据的质量和完整性。
在整理数据时，还可以利用数据转换和数据处理工具，将数据转换为GIS数据库所支持的格式和结构。
3. 数据库建立与导入在完成数据的整理之后，需要选择合适的数据库管理系统（DBMS）来建立GIS数据库。
常见的DBMS包括Oracle、PostgreSQL、MySQL等。
建立数据库时，应考虑数据的安全性、可扩展性和性能等因素。
一旦数据库建立完成，需要将整理好的数据导入数据库中，并进行索引和优化，以提高数据查询和分析的效率。
二、GIS数据库的管理GIS数据库的管理是确保GIS系统正常运行和数据可靠性的重要环节。
它包括数据更新、数据维护和数据备份等方面。
1. 数据更新GIS数据库需要及时进行数据的更新，以保持数据的准确性和时效性。
更新的方式可以包括手动输入、数据采集、数据传输等。
在进行数据更新时，应注意对已有数据进行版本控制和备份，以免出现数据冲突和数据丢失的情况。
GIS数据库的建立
4.物理坐标与用户坐标的转换 （续）
•转换的实质是建立两个坐标系之间的数学关系 •转换的意义: 1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标 2.实现多幅图,包括不同比例尺地图的拼接或叠置 3.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变 形等) •转换通过配准来实现
5.MapInfo环境下栅格图像的配准
y’’
y’’’
Y y’ ●P x’ θ
O’ (a0,b0)
O
x’’ x’’’
X
X = x’’’ + a0 Y = y’’’ + b0
x’’’ = y’’* cos (θ) - x’’ * sin (θ)
y’’’ = x’’* cos (θ) +y ’’ * sin (θ)
y’’ = y’* Sx y’’ = y’* Sy
设：U＝∑△d2＝∑△X2＋∑ △Y2
U＝∑[x－( a0 + a1x’ + a2y’)]2 ＋∑ [y－( b0 + b1x’ + b2y’ )] 2 分别对未知数ai、bi求导，并令各导数为零，则可得：
∑x = n a0+a1∑x’+a2∑y’ ∑xx’ = a0 ∑ x’+a1∑x’2+a2∑x’y’ ∑x’y’ = a0 ∑y’ +a1∑ x’y’+a2∑y’2 ∑y = n b0+b1∑x’+b2∑y’ ∑xx’ = b0 ∑ x’+b1∑x’2+b2∑x’y’ ∑x’y’ = b0 ∑y’ +b1∑ x’y’+b2∑y’2
1. 物理坐标（续）
②扫描图象坐标
Ymax ＝ 行数 ＝
图纸宽度 分辨率
Xmax ＝ 列数 ＝
GIS数据入库毕业设计
GIS数据入库毕业设计GIS数据入库毕业设计GIS（地理信息系统）是一种将地理空间数据与属性数据相结合的技术，被广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理等领域。
作为一名地理信息专业的毕业生，我选择了GIS数据入库作为我的毕业设计课题。
本文将从设计目标、数据收集、数据处理和结果展示等方面阐述我的毕业设计。
设计目标我的毕业设计旨在构建一个高效、可靠的GIS数据入库系统，以便将大量的地理空间数据和属性数据整合并存储在一个数据库中。
通过这个系统，用户可以方便地对数据进行查询、分析和可视化展示，从而提高地理信息的管理和利用效率。
数据收集为了完成毕业设计，我首先需要收集各种地理空间数据和属性数据。
地理空间数据可以通过卫星遥感、GPS测量等方式获取，包括地形地貌、土地利用、交通网络等信息。
属性数据则是与地理空间数据相对应的属性信息，如人口统计数据、经济指标等。
我将通过调研、实地考察和数据采集等方式获取这些数据，并进行初步的处理和整理。
数据处理数据处理是GIS数据入库的关键步骤之一。
在我的毕业设计中，我将采用ArcGIS软件作为主要的数据处理工具。
首先，我将对收集到的地理空间数据进行预处理，包括数据格式转换、数据清洗和数据校正等。
然后，我将对属性数据进行整合和标准化，以便与地理空间数据相匹配。
最后，我将使用数据库管理系统（如MySQL、Oracle等）将处理后的数据进行入库操作，并建立相应的数据表和索引，以提高数据的存取效率。
结果展示为了将入库的GIS数据有效地展示给用户，我将设计一个用户友好的界面，并开发相应的数据查询和分析功能。
用户可以通过该界面进行地理空间数据的可视化展示、属性数据的查询和统计分析等操作。
我将借助WebGIS技术，将数据展示在地图上，并提供交互式的功能，如缩放、平移和标注等。
此外，我还将开发一些特定的功能模块，如路径规划、空间分析等，以满足用户不同的需求。
总结通过我的毕业设计，我将深入理解GIS数据入库的原理和方法，并掌握相关的技术和工具。
第六章 GIS数据库设计
• 用户元数据：帮助用户查询、理解信息，并
了解这些数据的组织方式等。
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空间元数据理论体系的发展
目前，从整个国际社会来说，还没有成形的元数 据理论体系。我国在广泛吸收国际先进标准草案 的基础上提出了我们自己的元数据标准建议草案。
该草案由两层组成：
第一层目录层：提供的是元数据复合元素和
项目编号 （主关键字） 补充耕地责任 单位
补充耕地承担 单位 已补充耕地面 积 „„
征地编号 （主关键字） 被征用土地权属 单位
权属状况 征地补偿费用标 准 „„
6
第三范式 第三范式（third normal form，简称3rd NF）是指表格中的 所有数据元素不但要能够唯一地被主关键词所标识，而且他 们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系。也就是说 对于一个满足2nd NF的关系表来说，表中有可能存在某些数 据元素的函数还依赖于其它非关键词数据元素的现象。
距离准确，方便对 等距方 一定半径范围进行 位投影 控制
6.3.2 空间数据的规范与标准
空间数据的规范与标准包括以下内容：
空间数据的分类 空间数据的编码标准
空间元数据标准
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1、分类
目的：为了便于计算机存储、编码和检索空间 数据。分类体系划分是否合理和规范，直接影 响到GIS数据的组织以及GIS之间数据的连接、 传输和共享，最终影响GIS产品的质量。
即地球表面任一由地理坐标（φ,λ）确定的点，在平 面上必然有一个由平面直角坐标（x,y）确定的点与 它相对应。
• 如何选择地图投影类型？
• 首先是经纬线形状和变形性质能否满足GIS对数据 的要求； • 其次是投影的变形要小且分布均匀，使等变形线 大致与区域轮廓一致； • 再次就是经纬网形状不复杂，便于识别和投影计 20 算、转换等。
使用测绘软件进行地理信息系统数据库设计与管理
使用测绘软件进行地理信息系统数据库设计与管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机和相关软硬件技术来收集、管理、处理、分析和展示地理信息的技术系统。
而GIS 数据库则是GIS系统中最重要的组成部分之一，负责存储和管理各类地理数据。
为了实现高效的数据库设计和管理，使用测绘软件是一种行之有效的方法。
一、GIS数据库设计GIS数据库设计是指根据实际应用需求，确定数据库的结构和内容，并进行相应的模型设计。
这一过程需要充分考虑数据的组织形式、关联关系、存储方式以及数据的可维护性和可查询性。
1. 数据组织形式GIS数据库中的数据通常以图层（Layer）的形式组织和管理。
图层是GIS中最基本的组成单元，类似于地图的不同图层，例如道路图层、建筑物图层、水系图层等。
通过合理的图层组织，可以方便地对不同类型的地理信息进行管理和查询。
2. 数据关联关系在GIS数据库设计中，合理的数据关联关系是至关重要的。
例如，道路图层与建筑物图层可以通过空间关系进行关联，通过建立空间索引，可以快速查找某个特定位置周围的建筑物信息。
此外，属性关联也是数据库设计中常用的手段，通过字段关联实现多图层数据之间的连接。
3. 数据存储方式GIS数据库的数据存储方式多种多样，常见的有关系型数据库、对象数据库和文件型数据库等。
不同的存储方式适用于不同的应用场景和数据规模。
选取合适的存储方式可以提高数据库的性能和可扩展性。
4. 数据可维护性和可查询性良好的GIS数据库设计应该考虑数据的可维护性和可查询性。
数据的可维护性包括数据的更新、修改和删除等操作，应该确保数据的一致性和完整性。
数据的可查询性是指用户可以通过指定条件对数据库中的数据进行查询和分析。
二、GIS数据库管理GIS数据库管理是指对GIS数据库进行日常维护和管理工作，确保数据的可靠性和安全性，同时提供高效的查询和分析功能。
1. 数据导入和导出GIS数据库通常需要从外部数据源导入数据，并将数据导出到其他系统进行使用。
ArcGIS空间数据库设计
《空间数据库课程设计》课程设计题目：ArcGIS空间数据库设计指导老师：姓名：时间：2010-11-8第一部分：数据库安装与SDE的配置第一、安装Oracle 10g服务器：指定数据库方案和口令选择安装类型设定用户名口令急登录密码安装完成后在网页中登录。
在服务选项中启动服务。
服务启动后在网页中登录Oracle 数据库启动后就要安装ArcSDE。
选择安装目录，一般我们默认安装在于ArcGIS的目录之下。
一般安装选择完全安装设定SDE的用户名的密码。
一般我们设SDE的密码和用户名为sde因为SDE有一个超级用户为sde,所以不要去更改默认的超级用户，这样有利于在后期登录能够顺利。
设定登录服务网点名字，既自己创建的Orcale 数据库名字。
如果登录成功就会显示登录信息，不成功则会引导用户重新设置登录。
输入要接入的服务。
一般选择esri_sde登录的密码为自己设定的密码，用户名也一样登录成功后选择连接的空间数据库，一般我们选择添加空间数据库连接如图：输入服务器名称,一般我们选择的服务器名称为自己的主机（右键单击“我的电脑”属性，可以找到）。
服务类型为“esri_sde”,在Database里不输入东西。
直接在用户名和密码输入设定的SDE 的用户名的密码（一般用户名为：sde,密码为sde）选择测试连接。
如果成功，则可以建立数据表，如果不成功，则重新队数据库的监听进行配置，还要对数据库的网络连接服务也要进行配置。
第一、直接连接：直接输入服务名称为：sde:orcale10g但是，此时要输入数据库的用户名和密码。
此时还可以选择sde的版本信息，一般我们创建sde:DEFAULT填写相关参数。
Service填写“sde:oracle10g”；用户密码填写格式为“原密码@oracle网络服务名”，例如用户密码为“12345”、oracle网络服务名为“qhdgis”，那么密码应该填写“12345@qhdgis”。
如何进行地理信息系统的数据库设计与管理
如何进行地理信息系统的数据库设计与管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据相结合、进行综合分析和处理的专业系统。
在如今大数据时代的背景下，GIS的重要性越来越凸显。
一个优秀的GIS需要建立一个高效的数据库来进行数据的管理和存储。
本文将探讨如何进行地理信息系统的数据库设计与管理。
一、GIS数据库的设计原则在进行GIS数据库设计时，需要遵循以下原则：1. 数据一致性原则：数据库中的各个数据表之间应该保持数据的一致性，避免冗余和矛盾的数据出现。
2. 数据可靠性原则：数据库中的数据应该经过验证和测试，确保其准确性和可靠性。
3. 数据安全性原则：数据库应该具备一定的安全措施，保护数据不被非法获取、篡改或删除。
4. 数据可扩展性原则：数据库应该具备良好的扩展性，能够适应未来数据量的增加和新功能的添加。
5. 数据操作效率原则：数据库的设计应该考虑到数据的查询和处理的速度，以提高系统的响应能力。
二、GIS数据库的数据模型选择在进行GIS数据库设计时，需要选择合适的数据模型。
常见的数据模型有关系数据库模型、对象数据库模型和面向对象关系数据库模型。
关系数据库模型是最常用的数据模型之一，它将数据组织成多个具有关系的二维表。
每张表代表一个实体类，每个字段代表实体类的属性。
关系数据库模型具有良好的数据一致性和安全性，适合处理大量的结构化数据。
但是对于非结构化和复杂的地理数据，关系数据库模型的表达能力比较有限。
对象数据库模型是在关系数据库模型基础上发展起来的，它的数据表可以包含复杂的对象、数组和嵌套结构。
对象数据库模型提供了更好的数据表达能力，但是在性能和可扩展性方面可能存在一些问题。
面向对象关系数据库模型是对象数据库模型和关系数据库模型的结合，它的数据表既可以包含关系型数据，也可以包含对象型数据。
面向对象关系数据库模型具有较好的灵活性和表达能力，同时也兼具关系数据库模型的性能和可扩展性。
智慧电力-电网业务空间(GIS)应用数据库设计方案
智慧电力电网业务空间（GIS）应用数据库设计方案设计单位：建设单位：编制日期：目录第一章项目概况 (4)1.1. 系统概述 (4)1.2. 设计原则 (4)1.3. 建库目标 (7)第二章数据库规划 (8)2.1. 数据结构 (8)2.2. 空间库组成 (11)2.3. 基础空间库 (11)2.3.1. DLG数据 (17)2.3.2. 数字高程模型 (50)2.3.3. 影像数据 (53)2.4. 基础数据 (53)2.4.1. 电网图数据 (54)2.4.2. 电力设施数据 (57)2.5. 元数据库 (59)2.5.1. 元库标准 (60)2.5.2. 数据分类 (64)2.5.3. 元数据库 (67)2.5.4. 数据构成 (133)第三章系统优化 (134)3.1. 数据存储与系统性能优化 (134)3.2. 索引与系统性能优化 (135)3.3. 表关联与系统性能优化 (135)3.4. 应用系统优化 (136)3.5. 应用系统程序优化 (137)3.6. 空间数据访问优化 (138)3.6.1. 基于线性可排序四叉树空间索引 (138)3.6.2. 多级空间索引机制 (147)3.6.3. V矢量空间数据库优化 (147)3.6.4. 空间数据显示的索引机制 (147)3.6.5. V影像数据索引优化 (148)第一章项目概况1.1. 系统概述数据库是地理信息服务端的基础，本章主要介绍空间数据库的设计，主要包括空间基础地理数据库、电力基础空间数据库以及空间元数据库。
1.2. 设计原则目前，计算机技术已经广泛地应用于国民经济的各个领域当中，在计算机硬件不断微型化的同时，应用系统也逐渐向着复杂化、大型化的方向发展。
数据库是整个系统的核心，它的设计直接关系系统执行的效率和系统的稳定性。
因此在软件系统开发中，数据库设计应遵循必要的数据库范式理论，以减少冗余、保证数据的完整性与正确性。
只有在合适的数据库产品上设计出合理的数据库模型，才能降低整个系统的编程和维护难度，提高系统的实际运行效率。
测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧
测绘技术中的GIS数据库建设与管理技术方法与技巧引言：地理信息系统（GIS）是一种用于存储、管理、分析和展示地理数据的技术，已经广泛应用于测绘领域。
在测绘技术中，GIS数据库的建设与管理是确保数据准确性和可用性的关键。
本文将介绍一些GIS数据库建设和管理的技术方法与技巧，并探讨其在测绘领域中的应用。
一、GIS数据库的建设1. 数据采集与整合要建设一个完善的GIS数据库，首先需要进行数据采集。
数据采集可以通过现场测量、遥感影像解译等方式进行。
采集的数据应具有地理位置信息，并以标准格式进行整合。
2. 数据质量控制为了确保数据的准确性和一致性，必须进行数据质量控制。
这包括对采集到的数据进行清洗、去重、纠错等处理，以及进行精度检查和逻辑校验等操作。
3. 数据库设计与规划在建设GIS数据库时，需要进行数据库的设计与规划。
这包括确定数据库的结构、关系和约束等，以及选择适当的数据库管理系统（DBMS）来存储和管理数据。
4. 数据库建立与更新建立数据库是将数据加载到数据库系统中的过程。
数据加载可以通过批处理、逐渐加载或在线加载等方式进行。
此外，为了保持数据库的最新性，还需要进行定期的数据更新和维护。
二、GIS数据库的管理1. 数据备份与恢复在GIS数据库的管理中，数据备份与恢复是非常重要的。
定期进行数据库的备份可以防止数据丢失和损坏，同时也可以确保数据的可用性。
2. 数据权限管理GIS数据库中存储了大量的敏感信息，因此需要进行数据权限管理。
通过设置合适的用户权限和角色，可以控制用户对数据的访问和修改权限，保障数据的安全性和完整性。
3. 数据安全与保护为了保护GIS数据库的安全，可以采取一些数据安全措施，如加密、防火墙、访问控制等。
此外，还应定期进行数据库扫描和漏洞检查，及时修复潜在的安全漏洞。
4. 数据查询与分析GIS数据库往往存储了大量的地理数据，为了更好地利用这些数据，需要进行数据查询与分析。
通过合适的查询语句和分析工具，可以提高数据的检索和分析效率，为决策提供科学依据。
应用型GIS数据库详细设计
属性数据逻辑设计
一般步骤 将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型 将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持 下的数据模型转换 对数据模型进行优化
3.2 物理设计
数据库物理设计的任务是使数据库的逻辑结构能在实 际的物理存储设备上得以实现，建立一个具有较好性能的 物理数据库。
4.空间数据与非空间数据连接
一个大的空间数据库通常将空间数据与属性数据分别 存储。空间数据通常由各种GIS软件提供的数据模型方式 存储，而属性数据则使用RDBMS存储，两者通过关键项进 行连接，或通过指针连接。
一个好的关键项有以下特征：
唯一性 不变性 纯粹性 不重复性 可获得性
5.空间数据库的管理
1.GIS数据库设计的概念
数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应 用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。 数据库设计通常要求包括：制定整个数据库的使用目 的和目标，分析和评价各种设计方案和雏形试验。 GIS数据库设计比一般数据库设计有更多的考虑，因为 地理数据有矢量和栅格之分，各种数据又同时具有空 间和属性的特征，有的还有时间上的信息特征，各种 特征的信息可能要用不同的结构来表达。 GIS数据库的设计应该既考虑数据的特征，又兼顾应用 目的。
应用地理信息系统
第五章 应用型GIS数据库详细设计
GIS数据库设计的概念 应用型GIS数据库设计目标 应用型GIS数据库设计 空间数据与非空间数据连接 空间数据库的管理
邓吉秋
中南大学GIS研究中心
应用型GIS数据库详细设计
一个数据库组织的有效程度将对整个GIS系统运作的成 功与否起决定性作用。 GIS数据库一般既要存储和管理属性数据和空间数据， 又要存储和管理空间拓扑关系数据。 在进行应用型GIS数据库详细设计时，不仅要考虑特定 工具型GIS软件对设计的要求，同时也应考虑特定信息 种类的内容、产品的标准和技术规范的限制以及硬件 的限制条件等。 应用型GIS的数据库详细设计是在系统总体设计的基础 上，将数据库概念设计转换成详尽具体的数据库设计。
GIS数据库管理设计
一、数据库管理系统
1. 文件管理方式与数据库管理系统 1.3 数据库管理方法的优点
（1）集中控制 一个数据库在一个人或一个小组的集中管理下，保证了数据信息的完整性、 安全性和数据质量标准的规范性。 （2）便于共享 数据库可以被不同用户共享。 （3）数据的独立性 应用程序与数据的物理存储格式独立。
一、数据库管理系统
2. 数据库模型 2.4 面向对象模型
2.4.2 特点
（1）继承了面向对象建模方法的优势
如封装性、继承性、多态性，使系统更加提高效率，更加灵活和易于扩展，能够处理 复杂目标。更加符合人类的思维习惯。 （2）目前还很不成熟 在结构化、严格的数学理论基础方面远远不如关系模型；不支持SQL查询功能；在安 全性、完整性、并发控制、开发工具等方面不及关系模型数据库。要成为数据库主流还 需时日。目前代表性的数据库为Computer Associates的Jasmine。
一、数据库管理系统
2. 数据库模型 2.2 网状模型
2.2.2 示例
（1）模型示例
学生
学号
姓名
系别
课程
课号
课程名
学分
选课
学号
课号
成绩
一、数据库管理系统
2. 数据库模型 2.2 网状模型
2.2.2 示例
（2）记录值示例
学生
9001001 9001002 …… …… …… …… 9001001 9001001 9001001 9001002 9001002 C01
产生错误，一般的DBMS也难以支持。
正因如此，目前GIS数据管理存在不同的模式，下面分别叙述。
二、GIS数据库管理的几种模式
2. 文件管理
（1） 将空间数据和属性数据都存放在文件中，完全采用文件管理数据。 （2） 灵活，开发者完全可以根据应用需求，既可以选择通用的文件格式（如e00，shp 等），也可以自定义文件格式。 。 （3） 不需要数据库管理系统的支持，为开发和用户节约成本。 （4） 需要由开发者自己实现属性数据的更新、查询、检索等操作。 （5） 适用应用规模较小、非平台软件，对数据存储、检索、共享能力要求不高的情况。
ArcGIS教程：地理数据库的架构
ArcGIS教程：地理数据库的架构地理数据库存储模型以一系列简单但核心的关系数据库概念为基础，并利用了基础数据库管理系统 (DBMS) 的优势。
简单表和明确定义的属性类型用于存储各地理数据集的方案、规则、库以及空间属性数据。
该方法为存储和使用数据提供了一个正式模型。
通过此方法，可使用结构化查询语言 (SQL)（即一系列关系函数和运算符）来创建、修改以及查询表及其数据元素。
通过检查具有面几何的要素在地理数据库中的建模方式，您可以了解上述操作的工作原理。
要素类以表的形式存储，通常称为基表或业务表。
表中的每一行代表一个要素。
shape 列保存每个要素的面几何。
当表中的内容（包括 shape）以 SQL 空间类型存储时，可通过 SQL 进行访问。
然而，只是向 DBMS 添加空间类型和对空间属性的 SQL 支持并不足以支持 GIS。
ArcGIS 采用多层应用程序架构，在地理数据库存储模型之上的应用程序层执行高级逻辑和行为。
该应用程序逻辑支持一系列通用地理信息系统 (GIS) 数据对象和行为，如要素类、栅格数据集、拓扑、网络以及更多。
地理数据库 (geodatabase) 为对象关系型地理数据库使用在其他高级 DBMS 应用程序中的相同多层应用程序架构来实现；地理数据库的实现不存在任何特别之处。
地理数据库的这种多层架构有时被称为对象关系模型。
地理数据库对象在具有标识的 DBMS 表中以行形式保存，而行为通过地理数据库应用程序逻辑提供。
通过将应用程序逻辑与存储相分离，可支持多个不同的 DBMS 以及多种数据格式。
关系数据库中的地理数据库 (geodatabase) 存储地理数据库的核心部分是一个标准的关系数据库方案（一系列标准的数据库表、列类型、索引和其他数据库对象）。
方案保留在定义地理信息完整性和行为的 DBMS 的一系列地理数据库系统表中。
这些表或者以文件的形式存储到磁盘上，或者存储到 DBMS 的数据明确定义的列类型用于存储传统表格属性。
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第1节 GIS数据库设计概述
5.1.4 GIS数据库设计过程 ➢ 以用户的需求为先，兼顾数据的特点，才会设计出成功的数
据库。 ➢ 设计过程
➢ 据库概念化设计主要任务 • 概念数据库模式设计和事务设计。 • 模式设计 ✓ 以需求分析阶段所提出的数据要求为基础，对用户需求描述的 现实世界通过对其中信息的分类、聚集和概括，建立抽象的高 级数据模型(如E-R模型)，形成概念数据库模式。 • 事务设计 ✓ 考察需求分析阶段提出的数据库操作任务，形成数据库事务的 高级说明。
5.3-GIS数据库设 计
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.1 GIS数据库设计概念 5.1.2 GIS数据库设计目标 5.1.3 GIS数据库设计原则 5.1.4 GIS数据库设计过程
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.1 GIS数据库设计概念 ➢ 数据的定义
• 是GIS的“血液”。 • 数据的存储模式、管理方式直接影响GIS系统执行效率
和系统安全等方面。 • GIS的空间数据库设计是GIS软件设计的核心内容。 ➢ 数据库设计是把现实世界中一定范围内存在的应用处理和 数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。
第1节 GIS数据库设计概述
5.1.3 GIS数据库设计原则 ➢ GIS数据库设计是系统设计的核心，是GIS系统实现的前提，
也是衡量GIS系统品质的一个重要因素。设计数据库时应遵 循以下原则：
|1.概念模型设计——数据库概念化设计|
5.2.1 概念模型设计
➢ 数据库概念化设计是从抽象的角度来设计数据库，这种信息结构设计是 从用户的角度对现实世界的一种信息描述，它独立于任何DBMS软件和硬 件。概念设计的结果是对现实世界或地理实体的信息化概念模型，它由 构造实体的基本元素以及反映这些基本元素之间联系的信息所组成。
• 需求分析 • 概念设计 • 逻辑设计 • 物理设计 • 数据库实施
第1节 GIS数据库设计概述
➢ 空间数据库需求分析包括三个步骤：
• 用户需求调查 • 分析空间数据现状 • 系统分析
第2节 GIS数据库设计
5.2.1 概念模型设计 5.2.2 逻辑模型设计 5.2.3 物理模型设计
第2节 GIS数据库设计
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——方法和步骤|
➢ 设计概念结构的方法：
• 自顶向下 • 自底向上 • 逐步扩张 • 混合策略
✓ 其中最常采用的策略是自底向上方法。即自底向上地进行需求 分析，然后再自底向上地设计概念结构。但无论采用哪种设计 方法，一般都以E-R模型为工具来描述概念结构。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
• 绘制空间E-R图 ✓ 根据提取、抽象和概括出的系统实体、实体属性及实体关系绘制空 间E-R图。
• 空间E-R图优化 ✓ 因为空间E-R图涉及的实体、属性及关系复杂，在实际应用中，往 往需要根据数据的关联程度将它们划分成许多小的单元，分别绘制 E-R图。因此，最后需要根据划分的标准和原则对这些单元的E-R图 进行综合，并对其进行调整和优化，使其能够无缝地形成为一个整 体。
• 客观事物的抽象，可以被唯一地标识。 • 这些客观事物可以是任何一类的人、物或概念，是信息系统管理、操
作的对象。 ➢ 属性（Attributes）
• 实体的特征。 • 一个实体总是通过其属性来描述的，对实体的管理和分析的操作是通
过对属性的操作来实现的。 ➢ 识别实体与属性的原则：
• 如果数据类相对独立，并可唯一标识，且具有自己的属性，则该数据 类可能是一类实体。
➢ 自底向上设计概念结构步骤：
• 抽象数据并设计局部视图 • 集成局部视图
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——方法和步骤|
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
➢ E-R模型设计定义： • 构建信息系统或数据库概念模型的一种有效工具或有效方法（也称 为E-R方法）。 • 由Peter Chen于1976年提出，强调实体间的关系，而非实体的属性 。 • 该方法用实体、属性、关系/联系来描述现实世界，并在此基础之上 转换为数据模型。
• 如果它仅是某类实体的特征，则它是一类属性。 • 如果数据类与已识别的实体间存在关系/联系，则该数据类（已是一
类实体的属性除外）可能是一类实体。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
➢ 关系/联系（Relationship） • 实体之间的联结称之为关系或联系。 • 实体和属性是数据库的存储对象。 • 关系是数据库所要进行的查询操作。 ✓ 因为现实世界中的客体是彼此联系的，因此信息世界中的实体间 也是有联系的。例如，职工和单位之间是存在联系的，职工在单 位中工作，属于该单位，而单位又必须有职工。
➢ 关系的种类 • 拥有/属于关系、集/子集关系、父/子关系、实体的组成关系。 • 一对一、一对多、多对一、多对多等关系类型。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计|
➢ 基于空间E-R模型设计空间数据库步骤 • 确定一般实体和地理实体 ✓ 通过用户需求调查与分析，提取和抽象出空间数据库中所有的实 体，包括一般实体和空间实体。 • 确定实体属性 ✓ 对提取和抽象出来的实体通过定制其属性来进行界定，即确定各 个实体的属性。要求尽可能减少数据冗余，方便数据存取和操作 ，并能实现正确无歧义地表达实体。 • 确定实体间所有联系 ✓ 根据系统数据流图及实体的特征正确定义实体间的关系，这一步 骤是保证空间数据正确处理和操作的关键，因此，在定义过程中 要仔细求证，确保无误。
➢ E-R模型组成 • 实体、关系和属性。
➢ E-R模型设计目的 • 试图建立统一的数据模型，以概括层次、网状和关系三个传统数据 模型。 • 作为三种传统数据模型相互转换的中间数据模型。 • 以比较自然的方式描述现实世界。
第2节 GIS数据库设计
|1.概念模型设计——E-R模型设计| ➢ 实体（Entity）