地球物理勘探PPT 1
合集下载
地球物理勘探之重力勘探ppt文档
差很小） g 9 .78(1 0 0 .0 30 2s 5 72 i3 n 0 0 .02 0s 4 0 2 i2 n 0 )05
g 9 .78 (1 0 0 .0 30s 52 i 3 n 0 0 .02 0s 02 i0 2 n )
结论： ①地球的正常重力是人们根据研究的需要而确定的，不同
重力P基本上是由地球的引力 确定的，其方向大致指向地心。
地球周围具有重力作用的空 间称为重力场。
地球正常重力——重力的数学表达式
引力场的数学 表达式
dm
f
G
M
2
(x)2(y)2(z)2
离心力场的数 学表达式重力场的数学 表达式源自c 2rr x2 y2
gf cGd 2m 2r M
2、重力场强度
w g(z) z
理论可以证明： 重力位沿任一方向 s 的偏导数，等于重力g在该方向上的投影
（分量）。
式中
为g与s之间的夹角的方向余弦。
W (x,y,z)
Gdm1w2(x2y2) 2
※ 当 s 与 g 的方向垂直时，
w 0 故 W(xy,z, )C (常数)。
s
该式为一个曲面方程，这个曲面是由重力位等于c的一切点所构成的 面，其上任一点的重力方向皆与过该点的曲面的法线方向重合。
二、地球的重力场
正常重力场 重力场随时间的变化
重力异常
（一）正常重力场
要想求取地球的正常重力值，引入一个与大地水准面形状十 分接近的正常椭球体来代替实际地球体（梨形），我们把它称为 参考椭球体。 其赤道半径约6378.160km，两极半径约 6356.755km。
假定正常椭球体的表面是光滑的，内部的密度分布是均匀的， 或者呈层分布，而各层的密度是均匀的．且各层界面都是共焦点 的旋转椭球面。
g 9 .78 (1 0 0 .0 30s 52 i 3 n 0 0 .02 0s 02 i0 2 n )
结论： ①地球的正常重力是人们根据研究的需要而确定的，不同
重力P基本上是由地球的引力 确定的，其方向大致指向地心。
地球周围具有重力作用的空 间称为重力场。
地球正常重力——重力的数学表达式
引力场的数学 表达式
dm
f
G
M
2
(x)2(y)2(z)2
离心力场的数 学表达式重力场的数学 表达式源自c 2rr x2 y2
gf cGd 2m 2r M
2、重力场强度
w g(z) z
理论可以证明： 重力位沿任一方向 s 的偏导数，等于重力g在该方向上的投影
（分量）。
式中
为g与s之间的夹角的方向余弦。
W (x,y,z)
Gdm1w2(x2y2) 2
※ 当 s 与 g 的方向垂直时，
w 0 故 W(xy,z, )C (常数)。
s
该式为一个曲面方程，这个曲面是由重力位等于c的一切点所构成的 面，其上任一点的重力方向皆与过该点的曲面的法线方向重合。
二、地球的重力场
正常重力场 重力场随时间的变化
重力异常
（一）正常重力场
要想求取地球的正常重力值，引入一个与大地水准面形状十 分接近的正常椭球体来代替实际地球体（梨形），我们把它称为 参考椭球体。 其赤道半径约6378.160km，两极半径约 6356.755km。
假定正常椭球体的表面是光滑的，内部的密度分布是均匀的， 或者呈层分布，而各层的密度是均匀的．且各层界面都是共焦点 的旋转椭球面。
地球物理学基础ppt课件
（一）岩（矿）石的密度的一般规律
1、火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度
根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：
※ 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； ※ 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； ※ 岩石所承受的压力等。
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
Δg = gg
+
0
-
σ1
σ2
σ3
σ0
σ1>σ0
σ2<σ0
σ3=σ0
4、引起重力异常的条件
（1）探测对象与围岩要有一定的密度差。 （2）岩层密度必须在横向上有变化，即岩层内有密度不同的地
质体存在，或岩层有一定的构造形态。 （3）剩余质量不能太小（即探测对象要有一定的规模） （4）探测对象不能埋藏过深
（1）重力观测是在地球的自然表面上而不是在大地 水准面上进行的（自然表面与大地水准面间的 物质及测点与大地水准面间的高差会引起重力 的变化）
（2）地壳内物质密度的不均匀分布；
（3）重力日变化
3、重力异常的物理意义
A
大地水准面
σ0
△F
σ V
g0 △g
△F
g观
△σ =σ–σ0 △m=Δσ×V
g观 g0 F
由上式可见：重力场强度，无论在数值上，还是 量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。 在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度（或 重力场强度）。
2、重力的单位（gravity unit)
在SI制中：g（重力加速度）的单位为1m/s2，规定 1m/s2的百万分之一为国际通用重力单位（gravity unit)，简写为g.u，即：
1、火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度
根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：
※ 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； ※ 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； ※ 岩石所承受的压力等。
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
Δg = gg
+
0
-
σ1
σ2
σ3
σ0
σ1>σ0
σ2<σ0
σ3=σ0
4、引起重力异常的条件
（1）探测对象与围岩要有一定的密度差。 （2）岩层密度必须在横向上有变化，即岩层内有密度不同的地
质体存在，或岩层有一定的构造形态。 （3）剩余质量不能太小（即探测对象要有一定的规模） （4）探测对象不能埋藏过深
（1）重力观测是在地球的自然表面上而不是在大地 水准面上进行的（自然表面与大地水准面间的 物质及测点与大地水准面间的高差会引起重力 的变化）
（2）地壳内物质密度的不均匀分布；
（3）重力日变化
3、重力异常的物理意义
A
大地水准面
σ0
△F
σ V
g0 △g
△F
g观
△σ =σ–σ0 △m=Δσ×V
g观 g0 F
由上式可见：重力场强度，无论在数值上，还是 量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。 在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度（或 重力场强度）。
2、重力的单位（gravity unit)
在SI制中：g（重力加速度）的单位为1m/s2，规定 1m/s2的百万分之一为国际通用重力单位（gravity unit)，简写为g.u，即：
【精选】地球物理勘探--课程介绍资料幻灯片
地球物理学的形成和发展空间物理学天体物理学分支理论研究应用研究重力学地球起源重力勘探华东地球物理学天文学地质学固体地球物理学大地测量学海洋物理学大气物理学理论地球物理学应用地球物理学勘探地球物理学重力学地球起源重力勘探地磁学地球年龄磁法勘探地电学地球自转电法勘探地热学地球形状地热测量放射性地球热源核物探地震学地球动力地震勘探岩石物理学地球物理学与地质学?地球物理学为研究地球内部的构造与成分提供了强有力的工具它与地质学有着类似的目的二者之间难以划定一条确定的界限一般可以认为差别主要在于获取资料的方式不同
2次 2学时
• 第4章 地震勘探理论基础
8次 12学时
• 第5章 野外地震资料采集
5次 8学时
• 第6章 地震资料数字处理
5次 8学时
• 第7章 地震资料地质解释
6次 12学时
• 第10章 实用地震解释技术
30次 60学时
（华东）
主要参考书
吴顺和编. 石油地球物理勘探-上册（重力 磁法 电法）, 石 油工业出版社, 1987.
版社, 2005. 李正文, 贺振华主编. 勘察技术工程学. 地质出版社, 2002. Sherif R.E编, 初英等译. 勘探地震学—上、下册. 石油工
业出版社. 1999. Sherif R.E. Exploration Seismology.
（华东）
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
2次 2学时
• 第4章 地震勘探理论基础
8次 12学时
• 第5章 野外地震资料采集
5次 8学时
• 第6章 地震资料数字处理
5次 8学时
• 第7章 地震资料地质解释
6次 12学时
• 第10章 实用地震解释技术
30次 60学时
（华东）
主要参考书
吴顺和编. 石油地球物理勘探-上册（重力 磁法 电法）, 石 油工业出版社, 1987.
版社, 2005. 李正文, 贺振华主编. 勘察技术工程学. 地质出版社, 2002. Sherif R.E编, 初英等译. 勘探地震学—上、下册. 石油工
业出版社. 1999. Sherif R.E. Exploration Seismology.
（华东）
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
地球物理勘探基础知识PPT课件
01 d
μ
1
23
L
△X
Xi:炮检距 d:激发点距离 μ:偏移距 L:排列
44
△X:最大炮检距 :表示排列上的各个接收点 :表示排列上的各个激发点
N-1 N
多次覆盖 就是在不同激发点，不同接收点上记录来自地下同一反射
点的反射波。也就是采用一定的观测系统获得对地下每个反射 点多次重复观测的野外工作方法
81
野外踏勘
出工前要熟悉工区的天气信息、地表特征、所属工区的行政规划、 当地的民俗习惯等信息。同时也要准备好必要的设备，如劳保、炮 点图、对讲机、手持GPS、照相机、卫片图、工区地形图等。出发 前要制定好当日踏勘计划和行车路线，并测试设备状态。
82
野外踏勘
油井
枣园
水渠
83
公路 水库 养殖场
大棚 大窑 田地
2，确定野外采集记录参数，包括采样率、前放、滤 波类型、记录长度。
3，确定施工前的试验因素。
86
∧ ：表示排列的各个接收点；
∨ ：表示各激发点；
L：称为排列，即激发点对应的接收段，其长度是N-1的距离；
D：激发点距（炮点距），即相邻激发点之间的距离或接收距；
μ：偏移距，即激发点到对应排列中最近一个接收道（检波点）的距离；
01 02 03 04
S 1 S 2 S3 Sn
V
R A
45
三维地震勘探 实质上是立体地，全面地观察地下构造和地层情况的一种 地震勘探方法。它对于地震条件复杂的地区，或者需要进行精 细勘探的地下构造可以得到满意的成果。 所谓三维地震，就是在一个观测面上进行观测，对所得资料进 行三维偏移叠加处理，以获得地下地质构造在三维空间的特征
《地球物理勘探》课件
应用：广泛应用于地质调查、 矿产勘探、工程勘察等领域
优点：分辨率高、探测深度大、 不受地形和地表覆盖物影响
缺点：需要专业的设备和技术 人员，成本较高
电法勘探技术
原理：利用地下岩石和矿物的电性差异进行勘探 应用：广泛应用于地质调查、矿产资源勘探等领域 优点：分辨率高、探测深度大、不受地形限制 技术类型：包括电阻率法、电磁法、电导率法等
地震勘探技术
原理：利用地震波在地下传播时遇到不同介质产生的反射、折射和散射等现象，来探测 地下地质结构
应用：广泛应用于石油、天然气、煤炭等矿产资源的勘探和开发
技术特点：分辨率高、探测深度大、成本低、效率高
发展趋势：随着科技的发展，地震勘探技术也在不断进步，如三维地震勘探、高分辨率 地震勘探等。
矿产资源勘探：通过地球物 理方法寻找金属、非金属等 矿产资源
地下水勘探：通过地球物理 方法寻找地下水资源，为水 资源管理和利用提供依据
工程地质勘探：通过地球物 理方法评估工程地质条件， 为工程建设提供依据
环境地质勘探：通过地球物 理方法评估环境地质条件， 为环境保护和治理提供依据
地球物理勘探在科学研究中 的应用：如地壳构造、地震 预测、火山监测等
THANKS
汇报人：
应用：在地球物理勘探中的应 用，如石油、天然气、矿产等 资源的勘探和开发
Part Five
地球物理勘探案例 分析
石油地球物理勘探案例
案例背景：某油田需要进行地球物理勘探，以确定地下石油储量 勘探方法：采用地震勘探、重力勘探、磁法勘探等方法 勘探结果：发现地下石油储量丰富，具有开采价值 勘探意义：为油田开发提供了科学依据，提高了开采效率和效益
数据处理
数据采集：通过地震、重力、磁力等方法获取原始数据 数据预处理：对原始数据进行滤波、去噪等处理 数据分析：利用各种地球物理模型和算法对数据进行分析 数据解释：根据分析结果，解释地下地质结构和资源分布情况 数据可视化：将分析结果以图表、图像等形式展示出来，便于理解和交流
重力勘探和磁法勘探 应用地球物理概论 课件 ppt
单位换算1si制2cgsm制31高斯gs10341高斯gs104刃口式旋丝式主要用于地面测量磁通门式核子旋进式光泵式超导磁力仪主要用于航空磁测海洋磁测和井中磁测czm2igs2mp4cct11测网布置或由gps定位直接测量2仪器校准和调零3设立参考点进行监测测量用于日变改正4点线面工作测量5资料预处理1定性解释确定异常体水平分布范围异常强度
g 异 ＝ g 现 g g 地 g 中 g 高
重力异常 正常场改正 地形校正 中间层校正 高度校正
2020/6/30
（4）重力勘探的应用条件
• （1）密度差（剩余质量） • （2）水平（横向）变化 • （3）地形影响有限
g + 0 _
2020/6/30
2. 重力仪器和重力勘探工作方法
（1）仪器：按弹性材料区分：金属弹簧重力仪和石英弹簧重力
仪。都是通过测定某种静力平衡体系在重力改变时产生的位移 来确定重力的相对变化。测定的是测点与总基点间的重力差值， 而不是重力的绝对值。
（2）测网的布置：测线必须大致垂直构造走向或地质体长轴方
向，密度要求有2－3条测线，每条测线要有3－5个点通过异常。
在磁性岩层一侧出现正值，且延续较长范围， 非磁性岩层一侧出现负值。
2020/6/30
磁异常的定性解释
对磁异常解释的步骤与思路和对重力异常的解释相似。磁异常的形 态与地质体的形状、磁性强弱、产状等的关系，可综述如下：
如果在等值线平面图上磁异常沿某一方向延伸较远，说明该磁性体 为二度体，异常的长轴方向即为磁性地质体的走向。当磁异常无明显走 向时，说明磁性体可能为球、柱等二度体。磁性地质体的规模可根据异 常范围大致确定。
X,Y, Z, H,T, D, I各量统称为地磁要素
X
g 异 ＝ g 现 g g 地 g 中 g 高
重力异常 正常场改正 地形校正 中间层校正 高度校正
2020/6/30
（4）重力勘探的应用条件
• （1）密度差（剩余质量） • （2）水平（横向）变化 • （3）地形影响有限
g + 0 _
2020/6/30
2. 重力仪器和重力勘探工作方法
（1）仪器：按弹性材料区分：金属弹簧重力仪和石英弹簧重力
仪。都是通过测定某种静力平衡体系在重力改变时产生的位移 来确定重力的相对变化。测定的是测点与总基点间的重力差值， 而不是重力的绝对值。
（2）测网的布置：测线必须大致垂直构造走向或地质体长轴方
向，密度要求有2－3条测线，每条测线要有3－5个点通过异常。
在磁性岩层一侧出现正值，且延续较长范围， 非磁性岩层一侧出现负值。
2020/6/30
磁异常的定性解释
对磁异常解释的步骤与思路和对重力异常的解释相似。磁异常的形 态与地质体的形状、磁性强弱、产状等的关系，可综述如下：
如果在等值线平面图上磁异常沿某一方向延伸较远，说明该磁性体 为二度体，异常的长轴方向即为磁性地质体的走向。当磁异常无明显走 向时，说明磁性体可能为球、柱等二度体。磁性地质体的规模可根据异 常范围大致确定。
X,Y, Z, H,T, D, I各量统称为地磁要素
X
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。
地 质 第20页 GIS基础－－the basics of GIS
层次模型
2 a 1 d b Ⅰ c 4
M
3
e Ⅱ g
5 f
M
6
Ⅰ
Ⅱ
a 1 2
地 质
b 2 3 3
c 4 4
d 1
第21页
c 3 4 3
e 5 5
f 6 6
g 4
GIS基础－－the basics of GIS
整性，保护系列必须与空间数据一起存储，否则一条记录的改 变就会使其他数据文件产生错误。一般的DBMS都难以保证这 些。
地 质
第29页
GIS基础－－the basics of GIS
5 GIS的数据管理方法
GIS应用软件
GIS应用软件 GIS应用软件
管理空间 数据的软件
管理属性 数据的DBMS
扩展DBMS 以容纳空间数据
5.3 GIS数据库中数据组织方式
一、数据组织的分级
数据库中的数据组织一般可以分为四级：数据项、记录、 A B 文件和数据库。 1）数据项：是可以定义数据的最小单位，也叫元素、基本项、 A B 字段等。
2）记录：由若干相关联的数据项组成。 记录 3）文件：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体值的集合。 文件 4）数据库：是比文件更大的数据组织。数据库是具有特定联 系的数据的集合，也可以看成是具有特定联系的多种类型的记 数据项 录的集合。数据库的内部构造是文件的集合，这些文件之间存 数据项组 在某种联系，不能孤立存在。
数 据 库 维 护
数 据 库 通 讯
地 质
第16页
GIS基础－－the basics of GIS
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数 数 数 据 据 据 管 操作系统接口处理 库 库 理 的 各种语言接口 维 装 护 远程操做接口处理 入
数 据 库 通 讯
地 质
第17页
GIS基础－－the basics of GIS
比较复杂，父结点的删除意味着其下层所有子结点均被删除；
④
层次命令具有过程式性质，要求用户了解数据的物理结构， 并在数据操纵命令中显式地给出数据的存取路径；
地 质 第22页 GIS基础－－the basics of GIS
5.3 GIS数据库中数据组织方式
2)优点：
存取方便且速度快 结构清晰，容易理解 数据修改和数据库扩展容易实现 检索关键属性十分方便
用户设计 的数据库
商业数据库
空间数据库 不具备管理属 性数据能力
地 质
属性数据库 不具备管理空 间数据能力
空间及属性 数据库
仅为附加空间 数据管理能力
第30页
空间及属性 数据库
需要重新设计 两功能都有
GIS基础－－the basics of GIS
5.4 面向对象数据库系统
一、基本概念
属性—数据
第四章
地 质
第1页
GIS基础－－the basics of GIS
第五章地理信息系统空间数据库
地 质
第2页
GIS基础－－the basics of GIS
教学目的与要求
通过本章的学习，了解空间数据库的基本 概念和常用的数据模型，掌握 GIS数据的
组织方式，熟悉面向对象数据模型。
地 质
第3页
GIS基础－－the basics of GIS
则形成的查询要求
能搜索、组合和比较不同类型的数据 增加和删除数据非常方便
缺陷：
数据库大时，查找满足特定关系的数据费时
对空间关系无法满足
地 质 第27页 GIS基础－－the basics of GIS
4 采用标准DBMS存储空间数据的主要问题
用标准的DBMS来存储空间数据，不如存储表格数据那样好，其主
学号 姓名 年级 籍贯 系名 教师数 学生数 002312 系名 张三 教师数 3学生数广东 研究生
教师号 姓名 年龄 职称 系名 教师数 学生数 66 系名谢元礼 教师数 30 学生数教授 研究生
学号 课程号 系名 002312 系名 A01 教师数
地 质
课程号 课程名 周学时 学分 系名 教师数 学生数 A01系名 GIS 教师数 4学生数 5研究生
5.3 GIS数据库中数据组织方式
三、数据模型
数据模型是数据库系统中关于数据和联系的逻辑组织的形式表示。
每一种数据模型都以不同的数据抽象与表示能力来反映客观事物，
有其不同的处理数据联系的方式。 数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。
1. 层次模型
层次模型反映了实体之间的层次关系，简单、直观，易于理解，并在 一定程度上支持数据的重构。其特点是将数据组织成一对多关系的结构。 层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分。层次数据库结构特
部通过DBMS进行。
地 质
第12页
GIS基础－－the basics of GIS
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数 数 数 数 据 据 提供书写各种模式的语 据 据 库 管 库 库 言及其支撑软件，并把 通 理 的 维 各种定义信息也存贮于 讯 装 护 系统之中。它勾画出数 入 据库的框架。
第13页 GIS基础－－the basics of GIS
数 据 管 理
数 数 运行控制据 据 库 库 数据存取、更新 通 维 讯 数据完整性、有效性 护 数据公享
GIS基础－－the basics of GIS
地 质
第15页
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数 数 据 据 重新定义 管 库 数据重新组织 理 的 装 性能监督与分析 入
数据库整理 故障恢复
b.数据库管理系统（Database Management System，
DBMS） 提供数据库建立，使用和管理工具的软件系统
地 质
第5页
GIS基础－－the basics of GIS
4.1 空间数据库概念
数据库系统（Data Base System）
c.数据库应用系统
满足特定的用户数据处理需求而建立起来的，具有数据库访 问功能的应用软件，它提供给用户一个访问和操作特定数据库的
3 关系数据库模型
关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于
利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层
也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有 效的数据组织方法。
地图 M Ⅰ Ⅱ
点
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f
M
多边形
Ⅰ Ⅱ
a c
b e
c f
d g
3) 缺陷：
结构呆板，缺乏灵活性 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边） 不适合于拓扑空间数据的组织
地 质 第23页 GIS基础－－the basics of GIS
2. 网络数据库模型
网络模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，
是具有多对多类型的数据组织方式 。
学校名称 河南理工 大学 系名 教师数 学生数 研究生 系名 教师数 学生数 研究生 地科系 系名 20 教师数 300 学生数 70 研究生 49 257 71 地质系 化学系
地 质 第10页 GIS基础－－the basics of GIS
5.2 空间数据库 数 据 库
数据 存储
原始信息 数据库
地 质
数据 管理
程序库 (数据库软件)
第11页
GIS基础－－the basics of GIS
数据库管理系统
数据库管理系统是处理数据库存取和各
种管理控制的软件，应用程序对数据库的操作全
5.3 GIS数据库中数据组织方式
1）用于GIS地理数据库存在的主要问题是：
①
难于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；
②
对任何对象的查询都必须从层次结构的根结点开始，低层次 对象的查询效率很低，很难进行反向查询；
③
数据独立性较差，数据更新涉及许多指针，插入和删除操作
1 x1 x2 x3 x4 y1 y2 y3 y4
Ⅰ 线 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ
地 质
a b c d e
第2பைடு நூலகம்页
1 2 3 4 3 5 6
2 3 4 1 5
2 3 4
6
5
6
x5
x6
t5
y6
Ⅱ Ⅱ
f g
6 GIS基础－－the basics of GIS 4
关系数据库模型
优点：
结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规
教学重点与难点
本章重点
•
GIS数据的组织方式
•
面向对象数据模型
地 质
第4页
GIS基础－－the basics of GIS
5.1 空间数据库概念
数据库系统（Data Base System）
a.数据库
是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、 存储、管理和应用的相关联的数据集合。
行为—方法
地理对象
对象
含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统 一体。如一个城市、一棵树均可作为地理对象。
•具有一个唯一的标识，以表明其存在的独立性；
• 具有一组描述特征的属性，以表明其在某一时刻的状态——静态 属性—数据；
• 具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状态。--作用、
要问题包括： 1）在GIS中，空间数据记录是变长的，因为需要存储的坐标点 的数目是变化的，而一般数据库都只允许把记录的长度设定为固定 长度。不仅如此，在存储和维护空间数据拓扑关系方面，DBMS也 存在着严重的缺陷。因而，一般要对标准的DBMS增加附加的软件 功能。 2）DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠 加等基本操作。 3）GIS需要一些复杂的图形功能，一般的DBMS不能支持。