《空间数据库》期末重点
空间数据库复习资料最终版
一、名词解释1.空间数据库：描述与特定空间位置有关的真实世界对象的数据集合。
2.数据库：统一存储和管理数据的基地3.空间数据：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、大小及其分布等诸多方面信息的数据4.空间认知：对现实世界的空间属性包括位置、大小、距离、模式、运动和物体内部关系的认知，是通过获取、处理、存储、传递、和解译空间信息，来获取空间知识的过程5.矢量数据结构：利用欧式几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式6.栅格数据结构实际实质就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合7.空间关系：空间目标在一定区域上构成的与空间特性有关的联系。
8.四面体网格：将目标空间用紧密排列但不重叠的不规则四面体形成的网格来表示，其实质就是2D TIN结构在3D空间上的拓展9.空间数据库系统：指带有数据库的计算机系统，采用现代数据库技术来管理空间数据。
10.空间数据引擎：用来解决如何在关系数据库存储空间数据，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11.空间索引：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，其中包含空间对象的概要信息。
12.空间链接查询：是空间数据库系统一种重要的多路查询，即从两个数据集合中检索出所有满足某一条件的空间对象。
13.元数据：是关于数据的数据，用于描述数据的内容、质量、表示方式、空间参照系、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14.空间元数据：描述地理信息数据集内容、表示、空间参照、质量以及管理的数据二、填空1.空间数据特征包括：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征2.空间数据库的作用：①空间数据处理与更新②海量数据存储于管理③空间分析与决策④空间信息交换与共享3.空间数据库的特征：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4.空间数据管理的五种方式：基于文件管理方式、文件与关系数据库混合型空间数据库、全关系型空间数据库、对象-关系型空间数据库、面向对象空间数据库5.空间类型的表现形式：感知空间、认知空间、符号空间6.空间认知模式：空间特征感知、空间对象认识、空间格局认知7.空间认知的三层模型：空间概念数据模型、空间逻辑数据模型、物理数据模型8.矢量数据结构主要有spaghetti结构和拓扑矢量数据结构9.最基本的拓扑关系：关联、临接、包含10.栅格数据结构实际实质就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合11.栅格数据取值的四种方法：中心归属法、面积占优法、长度占优法、重要性法12.四叉树编码的方式：规则四叉树、线性四叉树、一对四式四叉树13.栅格数据的存储：全栅格式存储、链式编码、行程编码、块式编码、四叉树编码14.空间关系可分为：拓扑关系、度量关系、顺序关系15.面向对象的数据模型涉及四个抽象概念：分类，概括，聚集，联合、以及继承和传播两个语义模型工具16.TIN常用的算法：逐点插入法、分治算法、三角形生长法17.空间构模方法可归纳为：基于面模型、基于体模型、基于混合模型18.根据模型所具有的主要特征大致可以将其分为4类：三维矢量模型、三维体元模型、混合或集成数据模型、面向实体的数据模型19.图形数据与专题数据的链接基本上有4种方式：图形数据与专题属性数据分别管理、对通用DBMS扩展以增加空间数据库的管理能力、属性数据与图形数据有统一的结构、图形数据与属性数据自成体系20.目前空间索引技术超过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，从应用范围上可以分为静态索引和动态索引21.典型的空间索引技术包括：R树索引、四叉树索引、网格索引22.四叉树索引的方法有：点四叉树索引、MX四叉树索引、PR四叉树索引、CIF四叉树索引、基于固定网格划分的四叉树索引、线性可排序四叉树索引23.SQL查询语言的优点：非过程化语言、统一的语言、所有关系数据库的公共语言24.SQL查询语言的功能：查询、操纵、定义、控制25.SQL可细分为：DDL、DML、DCL26.主要的空间查询包括：点查询、区域查询、最邻近查询27.空间查询采用的算法：过滤筛选步骤、细化步骤28.查询分析的类型：属性查询、空间查询、空间分析29.空间数据交换的方式：①外部数据交换模式②直接数据访问模式③基于空间数据转换标准的转换④空间数据互操作模式30.空间数据库的设计可分为：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库的实现，数据库的运行和维护6个阶段31.空间数据库需求分析主要包括三方面内容：用户基本需求调研、分析空间数据现状、系统环境/功能分析三、问答题1.空间数据库与传统数据库的差异：①信息描述差异。
《空间数据库》复习
《空间数据库》复习在当今数字化的时代，空间数据的管理和应用变得越来越重要。
空间数据库作为专门用于存储和管理空间数据的系统，对于地理信息系统、城市规划、环境保护等众多领域都具有关键作用。
为了更好地掌握这一重要的知识领域，让我们来进行一次全面的复习。
首先，我们来了解一下什么是空间数据库。
简单来说，空间数据库就是能够有效地存储、管理和查询空间数据的数据库系统。
空间数据与传统的数值或文本数据不同，它具有空间位置、形状、大小等特征。
例如，地图上的点、线、面等地理要素，以及它们之间的空间关系，都属于空间数据。
空间数据库的特点主要包括以下几个方面。
一是数据量大，因为它需要涵盖广阔的地理区域和丰富的细节信息。
二是数据结构复杂，不仅包含属性数据，还包含空间几何数据，如点、线、面等，以及它们之间的拓扑关系。
三是查询操作复杂，常常需要进行空间位置的查询、空间关系的判断等。
在空间数据库中，常见的数据模型有矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型通过点、线、面等几何对象来表示地理实体，其优点是数据精度高、存储空间小、便于编辑和更新。
栅格数据模型则将地理空间划分为规则的网格，每个网格单元对应一个数值，适用于对连续现象的表示，如地形、温度等。
空间索引是提高空间数据库查询效率的重要技术。
常见的空间索引方法有 R 树、四叉树、网格索引等。
R 树是一种基于空间分割的索引结构，能够有效地支持空间范围查询和最近邻查询。
四叉树则是将空间区域不断地四分，形成层次结构，适用于区域查询。
网格索引则是将空间划分为固定大小的网格，通过网格来快速定位数据。
在数据存储方面，空间数据库需要考虑如何有效地存储空间数据和属性数据。
一般来说，空间数据可以采用二进制大对象（BLOB）的方式存储在数据库中，而属性数据则可以按照常规的数据库字段进行存储。
接下来谈谈空间数据库的查询处理。
空间查询包括空间选择查询、空间连接查询等。
空间选择查询是根据空间位置或空间关系来筛选数据，例如查找距离某个点一定范围内的所有对象。
空间数据库总结
空间数据库总结第一篇：空间数据库总结第一章：1.简述空间数据的结构特点及用传统商用关系数据库管理空间数据的局限性：答：1.结构特点：（1）从数据组织和管理角度看，空间数据与一般的事务数据相比具有非结构化特征（2）相对于一般的事务数据而言，空间数据量大（3）用以描述事物或现象随时间的变化2.局限性：（1）表示某种空间对象实体记录的空间字段难于预先确定（2）空间信息有坐标系统（3）关系数据原有的功能不能满足地理空间应用要求2.空间数据管理的演化过程答：1.人工管理阶段（20世纪50年代中期）特点：（1）数据不保存（2）没有数据管理软件（3）数据冗余2.文件系统阶段（20世纪60年代中期）特点：（1）数据文件是大量数据的集合形式（2）面向用户的数据文件（3）数据文件与对应的程序具有一定的独立性（4）由初期的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系统（20世纪80年代初期）特点：（1）对用户观点的数据进行严格细致的描述（2）允许用户以记录或数据项作单位进行访问（3）数据的物理存储可以很复杂，同样的物理数据可以导出多个不同的逻辑文件4.全关系型空间数据库管理系统（20世纪80年代后期）；5.对象关系数据库管理系统；6.面向对象的数据库系统3..空间数据库的研究内容：答：1.地理空间数据的获取与处理：（1）空间数据库的准确性研究；（2）空间数据质量研究；2.地理空间数据组织（1）空间数据的多种表达方式研究；（2）时空关系的研究；（3）海量空间数据库的结构体系研究3.地理空间数据库系统：（1）空间关系语言研究（2）分布处理和Client/Server模式4.地理空间数据共享的研究4.松散双元空间数据管理的结构及其弊端文件与数据库系统混合管理系统（20世纪80年代初期）特点：（1）对用户观点的数据进行严格细致的描述（2）允许用户以记录或数据项作单位进行访问（3）数据的物理存储可以很复杂，同样的物理数据可以导出多个不同的逻辑文件答：第二章：1.基于实体空间对象描述的基本特点：答：基于对象的模型强调个体现象，对象之间的空间位置关系通过所谓拓扑关系进行连接，主要描述不连续的地理现象，适合表示有固定形状的空间实体2.基于场模型地理空间描述适应的地理变量的分布特点：答：分布特点：在一定空间内连续分布。
空间数据库考试复习资料
1.空间数据的定义及特点定义：空间数据是指用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征等诸多方面信息的数据，以及表示地球表层一定范围内的地理事物及其关系。
特点：（1）空间性，空间性表示了空间实体的位置或所处的地理位置、空间实体几何特征以及空间实体的拓扑关系，从而形成了空间实体的位置、形态以及由此产生的一系列特性。
空间性又包括空间定位、空间度量、空间结构和空间集合。
（2）专题性，专题性是指在一个坐标位置上的地理信息具有专题属性信息。
（3）时间性，时间性是指空间数据的空间特性和属性特征随时间变化的动态变化特征，即时序特征。
2.空间数据库的定义及特点定义：空间数据库是存放空间数据的数据库。
更准确地说，空间数据库是描述空间物体的位置数据、位置数据元素（点、线、面）之间的拓扑关系及描述这些物体的属性数据的数据库。
特点：（1）空间数据库管理的是现实世界中相关性大的连续数据，要求进行综合管理；（2）空间数据库中描述的数据实体类型多，关系复杂。
使数据模型复杂；（3）空间数据库存储的空间数据具有非结构化特征，不满足关系数据模型的范式要求。
3.传统关系数据库模型的局限性答：（1）用关系模型描述具有复杂结构和含义的地理对象时，对地理实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面不够合理；（2）关系数据库模型无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构，因此模型和操作复杂地理对象的能力较弱；（3）空间数据中图形数据通常是变长的，而一般空间数据库管理系统记录固定长度的记录，这不利于空间数据的表达；（4）GIS要管理的是具有高度内部联系的数据，为了保证地理数据库的完整性，需要复杂的安全维护系统。
4.空间数据库引擎的定义及特点答：定义：SDE是空间数据组织管理的重要基础技术，从用户的角度的角度看，SDE是用户和异构空间数据库的接口；从软件的角度看，SDE是应用程序和空间数据库管理系统之间的查件，用来管理空间数据库；从系统的角度来看，SDE 利用空间数据库管理系统和其扩展功能，实现空间数据在数据库中的物理存储。
空间数据库(Geodatabase)复习资料【考试要点】【老师整理】
一、为什么不能用传统的数据库管理（两者区别）结合空间数据库特点分析。
1.空间数据库概念空间数据库是某一区域内一定地理要素特征的相关空间数据集合；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，一般是以特定结构的文件的形式组织在存储介质上的。
2. 用传统数据库系统管理空间数据不足之处：（1）传统数据库管理的是不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；（2）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；（3）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；（4）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。
3. 空间数据特征：空间特征、空间关系、非结构化、抽象特征、多时空性特征、分类编码特征、海量数据特征、多尺度与多态性。
4.空间数据组织方式：（1）数据分层式(Data Layer)图层定义：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”；可按照：专题、时间、高度等分层。
专题图定义：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) ；数据层：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。
层：空间数据处理的一个工作单元，不同的系统工作处理层方式不同；逻辑层：当一个层所包含的内容太多（如管线层），为了方便于显示、制图和查询，对其中的部分要素定义逻辑层，逻辑层不改变存储关系，仅建立对照表，每个逻辑层包含了哪些指向地物类的指针。
数据分层式优缺点：–这种方式是目前颇为普遍的数据组织方法，方便使用者选择合适的数据，适合与栅格或矢量数据数据结构，目前大多数GIS软件采用这一方法。
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。
空间数据库复习重点及答案
1、举例说明什么是空间数据、非空间数据？如何理解空间查询和非空间查询的区别？常用的空间数据库管理方式有哪几种及其各自特点。
数据：是指客观事务的属性、数量、位置及其相互关系等的符号描述。
空间数据：是对现实世界中空间对象（事物）的描述，其实质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、大小及其分布特征等诸多方面信息的数据。
河流的泛洪区，卫星影像数据、气象气候数据等都可以是空间数据书店名称店员人数，去年的销售量，电话号码等是非空间数据空间查询是对空间数据的查询或命令人工管理阶段文件管理阶段缺点：1）程序依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时，应用程序也随之改变。
2）以文件形式共享，当多个程序共享一数据文件时，文件的修改，需得到所有应用的许可。
不能达到真正的共享，即数据项、记录项的共享。
常用：文件与数据库系统混合管理阶段优点：由于一部分建立在标准的RDBMS上，存储和检索数据比较有效、可靠。
缺点：1）由于使用了两个子系统，它们各自有自己的规则，查询操作难以优化，存储在RDBMS外的数据有时会丢失数据项的语义。
2）数据完整性的约束条件可能遭破坏，如在几何空间数据系统中目标实体仍存在，但在RDBMS中却已删除。
3）几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多全关系型空间数据库管理系统◆属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理◆空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快◆属性间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作◆GIS软件：System9，Small World、GeoView等本质：GIS软件商在标准DBMS顶层开发一个能容纳、管理空间数据的系统功能。
对象关系数据库管理系统优点：在核心DBMS中进行数据类型的直接操作很方便、有效，并且用户还可以开发自己的空间存取算法。
空间数据库复习知识点
空间数据库复习知识点（余东福）1数据库：存放数据的仓库，是存储在计算机内的有结构的数据集合。
2 数据库管理系统：用以维护数据库、接受并完成用户对数据库的一切操作的软件系统。
3 数据库系统：指由硬件设备、软件系统、专业领域的数据体和管理人员构成的一个运行系统。
4 数据库的发展历程：人工管理阶段（50年代中期以前）文件系统阶段（50年代后期至60年代后期）数据库系统阶段（70年代初至现在）5 空间数据库：存在于电脑信息介质（如硬盘）上，有一定格式、结构、组织的可长期存储、共享的数据集合。
它具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可以为各种用户共享。
6 空间数据库应具备的功能：传统数据库的所有功能；准确、高质量的存储、处理（海量）空间数据；空间数据额时空关系处理；数据编码；数据的组织与重构；检索和分析；建模；视觉变换；系统维护。
7传统的关系数据库已很成熟，为什么还要发展空间数据库？原因：传统模型存储空间数据有其局限性。
首先，层次模型用于空间数据库有一定的局限性，很难描述复杂的地理实体之间的联系，描述多对多的关系时导致物理存储上的冗余，并且查询效率很低，很难进行反向查询，数据独立性差，等等；其次，网状模型用于空间数据库有一定的局限性；再次，关系模型用于空间数据库有一定的局限性。
8 数据结构：数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。
9 空间数据结构：地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。
10 文件：有记录组成，是数据库组织的基础，包括逻辑文件和物理文件。
11 文件组织：按一定的逻辑结构（树等）把有关联的数据记录组织成为文件，并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在某种存储设备上，是指构成物理文件的机构。
12 线性表：一个线性表时n>=0个数据元素的有限序列，线性表在逻辑上可表示为（a1,a2,a3,…,a n）。
13 栈：限定只在表的一端进行插入和删除的线性表。
空间数据库复习重点答案完整
1、举例说明什么是空间数据、非空间数据如何理解空间查询和非空间查询的区别常用的空间数据库管理方式有哪几种及其各自特点。
数据：是指客观事务的属性、数量、位置及其相互关系等的符号描述。
空间数据：是对现实世界中空间对象（事物）的描述，其实质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、大小及其分布特征等诸多方面信息的数据。
河流的泛洪区，卫星影像数据、气象气候数据等都可以是空间数据书店名称店员人数，去年的销售量，电话号码等是非空间数据空间查询是对空间数据的查询或命令人工管理阶段文件管理阶段缺点：1）程序依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时，应用程序也随之改变。
2）以文件形式共享，当多个程序共享一数据文件时，文件的修改，需得到所有应用的许可。
不能达到真正的共享，即数据项、记录项的共享。
常用：文件与数据库系统混合管理阶段优点：由于一部分建立在标准的RDBMS上，存储和检索数据比较有效、可靠。
缺点：1）由于使用了两个子系统，它们各自有自己的规则，查询操作难以优化，存储在RDBMS外的数据有时会丢失数据项的语义。
2）数据完整性的约束条件可能遭破坏，如在几何空间数据系统中目标实体仍存在，但在RDBMS中却已删除。
3）几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多全关系型空间数据库管理系统◆属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理◆空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快◆属性间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作◆GIS软件：System9，Small World、GeoView等本质：GIS软件商在标准DBMS顶层开发一个能容纳、管理空间数据的系统功能。
对象关系数据库管理系统优点：在核心DBMS中进行数据类型的直接操作很方便、有效，并且用户还可以开发自己的空间存取算法。
缺点：用户须在DBMS环境中实施自己的数据类型，对有些应用相当困难。
空间数据库期末考试复习要点
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）。
矢量数据结构：Spaghetti结构（简单数据结）、拓扑矢量数据结构（关联不同类元素之间的关系、邻接同类元素之间的关系、包含同类但不同级的元素之间的拓扑关系）。
栅格数据存储：全栅格式存储、链式编码、行程编码、块式编码、四叉树编码。
对象：含有数据和操作方法的独立模块。
面向对象数据模型核心技术：1分类：是把一组具有相同属性结构的操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。
2概括：是将相同特征和操作的类再抽象为一个更高层次，更具一般性超类的过程。
3聚集：是将几个不同特征的对象组合成一个更高水平的对象。
4联合：是将同一对象中的几个具有时间部分相同属性值的对象结合起来，形成一个更高水平的集合对象的过程。
5继承。
6传播。
OGC（openGIS Consortium）是为了发展开放式地理数据系统、研究地学空间信息标准化以及处理方法的一个非营利组织，旨在利用其开放地理数据互操作规范使得应用系统开发者可以在单一的环境和工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。
空间数据库考试知识点
cha 1-绪论-1.1 数据库管理系统（简称DBMS）：位于用户和操作系统之间的，管理控制DB的建立、运行和维护的软件。
具有数据定义、数据操纵、数据库运行、数据库建立和维护功能。
1.2 为什么要研究空间数据库？GIS的出现激发了人们开发空间数据库的兴趣。
GIS提供了便于分析地理数据和将地理数据可视化的机制。
GIS 可以对某些对象和图层进行多种操作。
GIS还可以用来处理海量空间数据。
而实际上GIS就是空间数据库的前端！1.3 .数据指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图象等符号，一般描述客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等；1.4.空间空间可定义为一系列结构化物体及其相互间联系的集合。
从感观角度将空间看作是目标或物体所存在的容器或框架。
地理空间：指人类在地球表面活动的的地理环境，主要包括岩石圈、水圈、大气圈。
1.5.空间数据定义：是对空间事物的描述，是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。
1.6 空间数据特性时空特性：空间位置、空间属性、空间关系、时间属性多维特性：同一位置上具有多种专题的信息结构多尺度性：包括空间多尺度和时间多尺度，应用于宏观、中观和微观的多层次应用图形图像特征：结果可视化海量数据特征：更新快、多分辨率1.7空间数据—空间关系拓扑邻接：同种空间实体之间的关系。
例：N1/N2 ,N1/N3 ,N1/N4 ;P1/P3 ;P2/P3拓扑关联：不同种空间实体之间的关系。
例：N1/е1、е3 、е6 ；P1/е1、е5 、е6 拓扑包含：同种空间实体之间的关系。
例：P3与P41.8 数据结构：是指数据的组织形式，在计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。
1.9 数据模型(数据库模型)：是描述实体及其相互关系的数学描述，是空间数据库建立的逻辑模型。
1.10 关系模型用于空间数据库的局限性1）无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构，模拟和操作复杂地理对象的能力较弱；2）用关系模型描述本身具有复杂结构和涵义的地理对象时，需对地理实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理；3）由于概念模式和存储模式的相互独立性，及实现关系之间的联系需要执行系统开销较大的联接操作，运行效率不够高。
空间数据管理系统概论复习
《空间数据库管理系统概论》期末复习考试第一章绪论1、空间数据库：是指在地球表面某一范围内与空间地理有关，反应某一主题信息旳数据集合，是一类以空间目旳作为存储对象旳专业数据库，是GIS旳关键和基础。
2、空间数据：是指以地球表面空间位置为参照旳自然、社会和人文经济景观数据。
它包括文字、数字、图形、影像、声音、图像等多种体现形式，如地名地址、数字高程、矢量地图、遥感影像、地理编码数据、多媒体地图等。
3、矢量数据：是一种用点、线、面等基本空间要素体现人们赖以生存旳自然世界旳数据。
4、栅格数据：是把地理空间中旳事物和现象作为持续旳变量或体来看待，如大气污染、植被覆盖、土壤类型、地表温度等。
5、空间数据旳特性：1）空间特性2）非构造化特性3）空间关系特性4）时态特性5）多尺度特性6、空间数据库：在地球表面某一范围内与空间地理有关，反应某一主题信息旳数据集合。
7、空间数据库旳特点：1）数据量大2）空间数据与属性数据旳集3）应用广泛8、空间数据库管理系统：位于顾客与操作系统之间旳一层数据管理软件。
对空间数据库旳所有操作都是在空间数据库管理系统旳统一管理和控制下进行旳。
9、空间数据库管理系统旳特点：1）空间数据旳定义和操纵2）空间数据旳组织、存储和管理3）后台旳事务管理和运行管理4）数据库旳建立和维护10、空间数据系统旳一般由四部分构成：1）空间数据库2）空间数据库管理系统3）数据库管理员4）顾客和应用程序11、既有旳两个空间数据原则简介：（1）简朴要素旳SQL实现规范（SFA SQL）：第一部分定义旳是几何对象旳不同样体现方式和空间参照系统旳体现方式；这个规范不是针对某个特定平台定义旳，具有平台独立性。
第二部分定义了第一部分定义旳简朴要素模型在数据库中旳实现，给出了内模式下几何类型旳定义及有关实现。
（2）SQL多媒体及应用包旳第三部分：1）空间定义了矢量数据存储于检索旳有关原则；2）静态图像定义了静态图像数据存储于检索旳有关原则。
空间数据库复习重点
1、举例说明什么是空间数据、非空间数据？如何理解空间查询和非空间查询的区别？常用的空间数据库管理方式有哪几种及其各自特点。
2、什么是GIS，什么是SDBMS？请阐述二者的区别和联系。
3、用传统数据库系统管理空间数据，存在哪些局限？4、什么是SDBMS？SDBMS的三层体系结构是什么？5、数据库模式有哪些？6、什么是数据模型？概念模型有哪些？逻辑模型有哪些？每一种模式的原理是什么？7、数据库设计的三个步骤有哪些？每一步有些什么内容？8、ER模型的作用，ER图包括哪些要素，如何表达多值属性？9、对于空间数据，ER模型方法的不足之处？为表达空间概念，扩展ER模型主要增加了哪些要素？举例说明用象形符号扩展ER图，对于空间数据建模有何好处？10、举例说明如何将ER图映射成关系模型？11、常用的空间信息模型有哪些？它们分别由哪些内容组成？采用什么样的数据结构？基于每种空间信息模型有哪些操作？（PPT）空间数据模型有哪些？各自如何表达组织空间数据，各特征？（教材第三章）12、什么是范式理论？理解并简述函数依赖、部分函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖的涵义。
13、结合实例，简述1~4NF的涵义,并能判别属于第几范式，及如何转换成更高级别的范式。
14、什么是拓扑关系，举例说明拓扑与非拓扑特性、拓扑与非拓扑操作。
15、OGIS提出的关于空间几何体的基本构件有哪些？16、OGIS支持的空间操作有哪些17、说明九交模型表达拓扑关系的原理。
18简述关系模式中的三种完整性。
19、主码、外码的概念。
20、UML的作用？了解UML的主要符号。
21、比较ER与UML。
22、请列举SQL所包含哪几个部分？每个部分的功能是什么？对每种功能列举相关的操作符（语句）。
23、SQL有哪些版本，每个版本有什么特点？（参照PPT）空间数据类型和操作被允许加入到SQL的哪个版本中(SQL3).24、SELECTFROMWHEREORDER BYGROUP BY,HA VING25、读懂并写出实验三（空间数据库案例）每一个空间查询要求。
《空间数据库》范围及重点
《空间数据库》范围及重点1.第一章：绪论1)空间数据库基本概念、组成部分、名称简写之间的联系与区别与联系；答；利用当代的系统方法，在地理学、地图学原理的指导下，对地理空间进行科学的认识与抽象，将地理数据库化为计算机处理时所需的形式与结构，形成综合性的信息系统技术——空间数据库或者SDBMS是海量SD的存储场所、提供SD处理与更新、交换与共享，实现空间分析与决策的综合系统。
组成：存储系统、管理系统、应用系统是SDBS的简称2)目前空间数据库实现方案；答：ORDBMS3)GIS，RS与空间数据库之间的联系；4)常见的空间数据库产品答：轻量级：MS的Access、FoxPro、SUN的MySQL中等：MS的SQL Server系列重量级：Oracle的Oracle不太熟悉的有：Sybase、Informix、DB2 、Ingress、PostgreSQL（PG）等5)产生空间数据库的原因；答：直接利用？SD特征：空间特性非结构化特征空间关系特征多尺度与多态性海量数据特性存在的问题：复杂图形功能：空间对象复杂的空间关系数据变长记录6）空间数据库与普通关系数据库的主要区别。
答：关系数据库管理属性数据，空间数据采用文件库或图库形式；增加大二进制数据类型(BLOB)，解决变长数据存储问题；将空间数据/属性数据全部存放在数据库中；但空间特性由程序处理2.第二章：空间数据库模型1)如何理解空间数据库模型；2)空间数据及空间关系；… (1) 空间数据类型几何图形数据影像数据属性数据地形数据元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据，数据来源、数据权属、数据产生的时间数据精度、数据分辨率、元数据比例尺地理空间参考基准、数据转换方法…(2) 空间关系指地理空间实体之间相互作用的关系：拓扑关系：形状、大小随投影改变。
在拓扑变换下不变的拓扑变量，如相邻、包含、相交等，反映空间连续变化的不变性方位关系：地理空间上的排列顺序，如前后、上下、左右和东、南、西、北等方位度量关系：距离远近等3)空间数据库如何建模；DB设计三步骤‹ Conceptual Data Model：与应用有关的可用信息组织、数据类型、联系及约束、不考虑细节、E-R模型Logic Data Model 层次、网状、关系，都归为关系，SQL的关系代数(relational algebra, RA) Physical Data Model：解决应用在计算机中具体实现的各种细节，计算机存储、数据结构等4)模型之间如何转换？5)可行的空间数据库建模方案。
空间数据库期末复习
解锁：conn sys/orcl as sysdbaalter user scott account unlock;passw scottconn scott/123赋权限grant select / insert / update on emp to scott;grant connect / create table to xiaohong;emp表中有几个岗位类别select distinct job from emp;emp表中各岗位职工数select job,count(*)from empgroup by job;emp表中各岗位职工数从高到低排序select job,count(*) from scott.empgroup by job order by count(*) desc;emp表中各岗位中最高工资select job,max(sal) from scott.emp group by job;在emp表中添加age 列，兵根据hiredate列日期求出雇佣时间，存入age列中alter table scott.emp add ( age number (2));update scott.emp set age=(sysdate-hirdate)/365;emp表中每个岗位工资最高的职员信息select ename,job,sal from scott.empwhere sal in(select max(sal) from scott.empgourp by job);在emp表中添加年终奖，年终奖为：（sal+comm.）*i，其中i随部门的不同而变化，部门10的员工为2，部门20的员工为3，部门30的员工为4，部门40的员工为5，更新该列alter table scott.emp add 年终奖number(8);update scott.emp set 年终奖=case DEPTNOwhen 10 then (sal+nvl(comm,0))*2when 20 then (sal+nvl(comm,0))*3when 30 then (sal+nvl(comm,0))*4when 40 then (sal+nvl(comm,0))*5查询哪一个职员其下属最多；Select mgr from (select mgr , count(*) numbfrom scott.emp group by mgr ) t1where numb=(select max(numb)from(select mgr ,count(*) numbfrom scott.emp group by mgr ) t2 )查询各部门比所在部门平均工资高的员工姓名，部门，工资Select * from scott.emp t1, (select deptno,avg(sal) avgsal from scott.emp group by deptno ) t2 where(t1.deptno=t2.deptno) and (t1.sal>t2.avgsal)为了激励每个员工，将在公司内每个员工从雇佣时间开始到2010年，按每天补偿2元计算，输出每个员工的姓名，补偿天数，补偿金额Select ename, cast(’01-1月-10’ as date)-hiredate as补偿天数,（cast(’01-1月-10’ as date)-hiredate）*2 as 补偿金额from scott.emp多表查询据表emp和salgrade 输出每个员工的姓名，工资，工资等级Select ename, sal, gradefrom scott.emp, scott.salgradewhere scott.smp.sal >= scott.salgrade.losal and scott.emp.sal<=scott.salgrade.hisal ;据表emp和dept 查询在纽约市工作的ename，job，citySelect ename, job, locfrom scott.emp, scott.deptwhere scott.emp.deptno = scott.dept.deptno根据emp表和dept表查询每个城市中的job类型数量Select count(distinct job), locfrom scott.emp, scott.deptwhere scott.emp.deptno=scott.dept.deptnogroup by dept.loc ;将sex的默认值设为‘男’，且在该列中只能输入‘男’或‘女’两个值其中一个alter table perdonmodify sex default ‘男’add constraint sex check ( sex in (‘男’,’女’)) ；将polygonid和cardid设为主键alter table landuse add constraint pk_landuse primary key (polygonid);alter table person add constraint pk_person primay key(cardid) ;根据emp表和dept表查询输出job类型数量最多的城市及job类型数量select * from ( select dept.loc as location,count(job)as count1from scott.deptno, scott.deptwhere emp.deptno=dept.deptnogroup by dept.loc ) t1where count1=( select max(count2)from(select scott.dept.loc as location,count(job) as count2from scott.emp,scott.dept where emp.deptno=dept.deptnogroup by dept.loc) t2)将landuse 表中cardid设为外键及级联删除alter table landuse add constraint fk_person foreignkey(cardid) reference person(cardid) on delete cascade ;设置某列值非空alter table t able_name modify column_name not null ;设置某列值唯一alter table table_name add constraint column_name unique(column_nme)设定约束，令输入email列的值符合XXX@XXX．com格式alter table person add constrain chk_email check (email like ‘%@%.com’) ;触发器实现不能对emp表中empno列的值进行编辑Create or replace trigger tr_empnobefore update of empnoon scott.empbeginraise_application_error(-20001,’不能编辑empno列’)end;实现在晚23：00至次日凌晨4:00期间不能对emp表编辑Create or replace trigger tr_emp1before insert or update or delete on scott.empdeginif(to_char(sysdate,’hh24:MI’)between ’23:00’and’4:00’)thenraise_application_error(-20001,’晚23：00至凌晨4：00不能对emp表操作’)；edn if;end;对奖金进行调整后，所有员工的总奖金不能超过10000元；create or replace trigger tr_del_empbfore update on scott.empfor each rowbegin delete from olst ; delete from newt ;insert into oldt values (:old.empno ,:old.ename ,:old.job , :old.mgr, :old.hiredate,:old.sal,:m,:old.deptno, ‘old’);Insert into newt values(:new.empno ,:new.ename ,:new.job,:new.mgr,:new.hiredate,:new.sal,:m,:new.deptno, ‘new’);end;create or replace trigger tr_teafter update on scott.empdeclare sum_comm number(8);oldn number(8);newn number(8);empnox number(4);beginselect sum(comm) into sum_comm from emp;select empno,comm into empnox,oldn from lodt;select comm into new from newt;if((sum_comm)>10000 ) then rise_application_error();update emp set comm=oldn where empno=empnox;end fi;end;在emp表中添加“年收入”列，年收入为(sal+comm.)*12，创建触发器实现当调整sal或comm列的值后，自动更新“年收入”列的值。
武汉大学空间数据库期末考试整理资料
查询1、从查询处理的角度来看，空间数据库与关系数据库之间区别：答：至少有三个主要区别：①、与关系数据库不同，空间数据库没有固定的运算符集合可以充当查询计算的基本构件②、空间数据库要处理非常大量的复杂对象，这些对象具有空间范围，不能自然的排列成一维数组。
③、检测空间谓语要用到计算量极大的算法，所以不能再假定I/O代价在CPU的处理代价中只能主导地位2、空间查询的基本构件：点查询：给定一个查询点P，找出所有包含它的空间对象O；范围或区域查询：给定一个查询多边形P，找出所有与之相交的空间对象O；空间链接：两个表R和S基于一个空间谓语θ进行连接时，该连接成为空间连接。
最近邻居：空间聚集，即给定一个对象O，找出所有距离O最近的对象P3、空间查询处理的“过滤-精炼模式”是什么，其目的？（对象操作的两步查询处理）目的：用两步算法高效地处理复杂的数据类型过滤：寻找Q最终结果的超集S；精炼：利用GIS处理S来找到精确的Q的答案过滤－精炼策略的作用？两个步骤的内容是什么？提示：ppt ： Efficient algorithms to answer spatial queriesCommon Strategy - filter and refine（过滤－精炼）Filter Step:Query Region overlaps with MBRs of B,C and D过滤：查询区域与B、C、D的最小外接矩形有重叠部分，保留B、C、D，其他的舍弃Refine Step: Query Region overlaps with B and C精炼：查询区域与B、C有重叠，舍弃D4、空间查询处理中，一般是采用什么（MBR)）来替代不同类型的空间实体（如线、面）？这样做有何好处？答：Minimum orthogonal bounding rectangle (MOBR or MBR)最小外接矩形；能够加快查询速度5、对于点查询、区域查询、空间连接查询操作，各自有哪些处理算法（策略）？它们与什么因素有关？答：点查询：数据未排列且没有索引：穷举法，扫描整个文件并判断每条记录是否满足谓语；建立空间索引：在索引中使用find操作；需要查找的磁盘扇区等于索引的深度；空间填充曲线散列：运用折半法寻找点；检验大约logB(n),的磁盘扇区；区域查询：数据未排列且没有索引：穷举法，扫描整个文件并判断每条记录是否满足谓语；建立空间索引：在索引中使用范围查询操作；空间填充曲线散列：验证Z值满足范围查询要求；使用折半查询找到最低的Z值；扫描前面的数据文件直至满足查询要求的最大的Z值空间连接：嵌套循环，检验所有可能的空间谓语对；基于空间分块，只检验普通空间区域的对象对；树匹配：从每张表中找出分层的的对象组22.举例说明单遍扫描查询和多遍扫描查询的概念。
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数据库设计流程
1.需求分析 2.概念设计 3.逻辑设计 4.物理设计 5.数据库实现 6.数据库运行和维护
需求分析任务
1.用户基本需求调研 2.分析空间数据现状 3.系统环境/功能分析
概念结构设计 概念结构设计是对用户需求综合分析、归纳，形成一个不依赖于空间数据库管理系统的信息结构设 计。 ER模型 ER模型将现实世界理解为有许多实体组成的有机体，模型重点关注实体及其相互关系，实体则通过 属性表达实质内容，是一种面向实体属性及其相互关系的模型。
《空间数据库》
绪论
空间数据： 空间数据是对空间失物 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 体位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据。 特征：位置特征和拓扑特征是空间数据的特有特征。
管理模式： 管理模式 优点 缺点 难以适应大批量数据处理，属 性功能数据管理较弱，增加了 属性数据的开发量，并且不利 于数据共享
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，用户可以在此几何模型的基础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提供了连接DBMS数据库的接口，其它的一切涉及与DBMS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。数据的海量是由 空间数据库管理系统来保障的。 7.无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一存储。传统的地理信息的存储方式是将空间数据与 属性数据分别存储，空间数据因其复杂的数据结构，多以文件的形式保存，而属性数据多利用关系数 据库存储。而通过SDE，则可以把这两种数据同时存储到数据库中，保证了更高的存储效率和数据完 整性。 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。用户对数据的访问是动态 的，透明的。
空间数据索引技术
空间索引 空间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的顺序排列的一种 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。 作用：以较小的数据量管理大量数据的查询，从而提高数据查询的效率和空间定位的准确性。 常用的空间索引：R树索引、四叉树索引、网格索引
1、空间数据处理和更新 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
与传统数据库差异
1、信息描述差异 2、数据管理差异 3、数据操作差异 4、数据更新差异 5、服务应用差异
空间现象抽象表达
模型： 模型是对现实世界的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中的最重要的构成及其相互关系表 达，能反映事物固有特征及其相互联系或运动变化规律。 空间实体 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 最小单元现象称为空间实体。 基本的空间实体：点、线、面、体 描述：基于对象描述、基于场的描述 矢量数据结构 利用欧几里德几何学中的点线面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式 栅格数据结构 栅格数据结构就是将地理空间连续分布的区域进行离散化，用二维规则栅格覆盖整个连续区域，地 理实体表面被分割为互相邻接、规则排列的栅格地块，每个栅格地块与栅格数据中的一个相元对 应。
是在文件管理系统基础上进一步发展的系统，是位于用户与操作系统之间进行数据库存取和各种管 理控制的软件，是数据库系统的中心枢纽，在用户应用程序和数据文件之间起到桥梁作用，用户 （及其应用程序）对数据库的操作全部通过DBMS进行。 空间数据库引擎（SDE） 是用来解决如何在关系数据库中存储空间数据库，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。 作用：
空间数据模型
拓扑关系 空间拓扑关系反映了空间中连续变化中的不变性，图形的形状、大小会随图形的变形而改变，但是 邻接、包含、相交等关系不会发生改变。
空间数据组织与管理
数据项 数据项是文件中可存取的数据的基本单位，也是最基本的不可再分割的数据的最小单位，用来描述 物体属性，它具有独立的逻辑意义，因为是一种被系统存储、搜索和处理的最小逻辑数据单位，即 一个“数据”元素，如一个代码、一个坐标等。 数据库管理系统（DBMS）
纵向分层组织 空间信息种类繁多，为了对不同要素进行查询和分析，提高地图中哥哥要素的检索速度，便于数据 的灵活调用、更新及管理，在空间数据库中，根据地图的某些特征，把空间数据分为若干个专题 层，将不同类不同级的图元要素进行分层存放，每一层存放一种专题或一类信息。 横向分块组织 将某一区域的空间信息按照某种分块方式，分割成多个数据块；将一幅地图划分为多个图幅，以文 件或表的形式存放在不同的目录或数据库中。
空间数据库技术
建库过程：
1、数据字典和数据索引的生成 2、图形与属性数据库的建立 3、设立用户密码、规定用户使用权限 4、软件系统与数据的融合检查 5、数据库系统试运行测试
数据库设计原则
1.空间数据库设计与应用系统相结合原则 2.数据独立原则 3.共享度高、冗余度底原则 4.用户与系统的接口简单性原则 5.系统可靠性、安全性与完整性原则 6.系统具有重新组织、可修改与可扩充性原则
结构灵活，操作简便，地图显示速度快， 文件管理 即每个厂商都可以任意定义自己文件格式 以及操纵工具，管理各种数据 可以充分利用关系型数据库管理系统提供 文件与关系 数据混合处 理 强大的属性数据管理功能，属性数据管理 能力大大提高，特别是为建立空间书库的 工作提供了许多方便，大大提高了建库能 力。
由于空间数据库的不定长，会 全关系型数 据库管理 一个地物对应数据库中的一条记录，避免 了对“连接关系”的查找，使得属性数据检 索加快 造成存储效率低下，此外SQL 不支持空间数据库检索，需要 软件厂商自行开发空间数据访 问接口 提供了对于各种数据的一致的访问接口以 面向对象数 据库管理 及部分空间服务模型，不仅实现了数据共 享，而且空间模型也可以共享，使GIS软 件可以重点在数据表现以及开发复杂专业 模型上 对象关系数 据库管理 空间数据库： 空间数据库系统是一个存储空间和吠空间数据库的数据库系统。 作用: 对象数据库管理系统远未成 熟，许多技术问题仍需要进一 步的研究