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。

（2）线对象：由一系列坐标表示、纬度为1的实体。

（3）面对象：在数据库中以封闭曲线加内点表示，也称为多边形。

3.什么是基于场的地理空间现象？请叙述其描述方式。

基于场模型是把地理空间的事物和现象作为连续的变量来看待，可以表示为z=f(x,y)或T=f(x,y,z)，可以分为：图斑模型、等值线模型和选样模型。

4.请叙述空间实体的矢量数据表示三种基本地理信息的基本概念，并进一步说明空间实体的空间关系表示的基本概念。

（1）点：可用二维或三维中的坐标的单一集合来描述。

（2）线：有序的两个或多个坐标对集合来表示。

（3）面：由一个边界来定义，而边界是由形成一个封闭环状的一条或多条组成。

5.请叙述矢量数据结构中空间实体的几何（位置信息）表示方法。

（1）点：由一对坐标对来定义，记作P{x,y}（2）链（弧段，边）：L{x,y}n,其中的n表示点的个数。

（3）面（Spaghetti方式）：一个面状要素是一个封闭图形，其界线包围一个同类型区域。

因此面状物体界线的几何特征用直线段逼近，即用首尾连接的闭合链表示，记作{F}。

（4）多边形：记作P{L}n,n表示链的个数。

多边形结构采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息。

6.请叙述地理空间关系的表示方法。

（1）空间关系研究的是通过一定的数据结构或一种运算规则来描述与表达具有一定位置、属性和形态的空间实体之间的关系。

（2）地理要素的基本元素有：点，链，多边形；最基本的拓扑关系有：关联，邻接，包含，几何关系，层次关系。

7.空间数据有哪些基本特性？抽样性、概括性、多态性、空间性。

第四章1.什么是空间数据索引？并介绍空间索引的作用及其分类。

（1）概念：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、外接矩阵及指向空间对象实体的指针。

（2）作用：作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于操作算法和空间对象之间，通过筛选作用，大量与空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。

（3）分类：从数据库索引结构的实现方法：静态索引、动态索引。

从空间索引技术上：对象影射技术、对象复制和裁剪技术、重叠子空间方法。

按空间数据对象：基于点对象的索引方法、基于面对象的索引方法。

按数据的存储介质：基于外存的索引、基于主存的索引、基于数据库的索引。

第五章1.请叙述实体及实体模型的概念。

实体之间有哪些联系？如何用实体模型图实体间的联系？（1）实体：现实世界客观存在并可以相互区别的事物，可以指人、物或物体间联系。

实体模型：利用实体内部联系和实体间联系描述客观事物及其联系，简称实体模型。

（2）实体模拟图以如下方式表示实体间联系：一对一：一对多：多对多：2.数据库系统中有哪三种传统的数据模型？并说明各自的特点。

（1）层次模型：用树形结构来表示实体间联系的模型称层次模型。

特点：将数据组织成有序的树结构，一般只能表示实体间一对多的关系（2）网络模型：用网络数据结构表示实体与实体间联系得模型称网络模型。

特点：结点数据间没有明确的从属关系，一个结点可以与其他多个结点建立联系。

（3）关系模型：在数学“关系”概念上建立的模型称为关系模型。

特点：将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表。

3.请叙述面向对象及其数据模型的基本概念。

（什么是对象？什么是面向对象的数据模型？）（1）对象：对客观世界实体的抽象描述和模型化，将一组数据与跟这个数据有关的操作组装在一起形成的实体，称为对象。

（2）面向对象的数据模型：面向对象数据模型把实体表示为类，一个类描述了对象属性和实体行为。

4.地理要素机构的几何元素有哪几种基本抽象类型？并请叙述OSDM的基本内容。

（1）点、线、面、表面、体（2）OSDM：5.请分别描述地理要素的分层模型（、分块模型）（1）分层模型：为便于计算机的管理、处理、分析和查询，在传统的覆盖制图理论影响下，对空间数据按要素主题进行分层管理。

有两种方法：逻辑分层与物理分层。

（2）分块模型：由于工作区数据量过大而沿用传统地图制图学中地图分幅的方法，采用分块存储与管理，把数据库建立在一定比例尺之上，以数据块作为单位，分别进行数据录入和存储管理。

6.地理要素空间关系有哪些基本的对象类型？（1）结点和弧段之间的网络关系；（2）弧段和多边形之间的多变形关系；（3）数据块之间的相同空间物体连接关系；（4）要素层之间的相关地理要素连接关系。

7.请说明空间数据多尺度模型的基本概念及用途。

（大尺度、小尺度）（1）大尺度：涉及的地理空间强调宏观的整体结构研究及粗略的拓扑关系，那么这个尺度是一个大尺度；（2）小尺度：应用目的强调绝对位置及精确的拓扑关系，那么这个尺度是一个小尺度。

（3）空间数据多尺度模型：既有位置及拓扑相对精确的空间，又有着重关注宏观地理现象的粗略的空间的坐标空间的地理数据库。

（4）用途：满足在实际应用中用户对多种比例尺的空间数据的需求。

8.请简单说明Arc/Info（Arcgis GeoDatabase地理数据库）、MapInfo、GeoStar和OracleSpatial的空间数据模型Arc/Info采用一种混合数据模型统一定义空间数据库模型和管理空间数据，支持空间实体的数量表示和栅格表示。

支持六种重要的数据结构：1.Coverage表示矢量数据；2.GRID表示栅格数据；3.TIN适合于表达连续表面；4.属性表；5.影像；6.CAD图像。

9.OGC和SQL Server Spatial数据模型（1）OGC：（2）SQL Server Spatial第六章1.空间数据库从实际应用意义上可以分为哪些类型？（1）基础地理空间数据库：基础地形要素数据、数字高程模型、数字正射影象、数字栅格地图、元数据库；（2）专题数据库：土地利用数据、地籍数据、规划管理数据、道路管理数据。

2.分布式空间数据库系统的组织形式以及作用和特点。

（扩充到基于网络的数据服务技术、云存储、云计算等）特点：数据并不是存储在一个场地的计算机设备上，而是按照某种逻辑划分分散地存储在各个相关场地。

作用：通过适当增加数据冗余来提高数据的可靠性。

第七章1.关系数据库有哪些接口技术？开放数据库互连（ODBC）、数据访问对象（DAO）、OLE DB、ActiveX数据对象（ADO）、基于PRO*C的Oracle数据访问、基于Oracle的数据库OCI访问。

第八章1.空间数据库的检索和查询功能有哪些？（1）检索：定性检索、定位检索、识别号检索、拓扑检索、组合检索、分析检索。

（2）查询：空间数据类型与算子操作、扩展关系数据库的查询语言（SQL）、可视化空间查询、超文本查询、自然语言空间查询、查询结果显示。

2.由哪些具体的编辑操作来完成空间数据的编辑功能？（1）加入线段；（2）删除线段；（3）加入点；（4）删除点；（5）边的内点操作—加入内点；（6）边的内点操作—删除内点；（7）边的内点操作—移动内点；（8）接链；（9）断链；（10）拓扑编辑（结点、弧段、面）。

3.请叙述空间数据的可视化所涉及的内容及作用。

（编程图形显示、操作）第九章1.地理空间数据系统的生存期及其阶段是什么？哪些生存期阶段组成数据库的设计阶段？（1）需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行和维护；（2）需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现为数据库的设计阶段；2.说明E-R模型的基本概念。

E-R模型即实体-联系模型，有以下三个主要语义概念：（1）实体：可以区别的客观存在的事物；（2）联系：一个或多个实体之间的关联关系；（3）属性：实体的某一特性。

3.空间数据库设计过程一般分为哪些阶段？各阶段的具体内容是什么？（1）系统规划阶段：确定系统的名称、范围；确定系统开发的目标功能和性能；确定系统所需的资源；估计系统开发的成本；确定系统实施计划及进度；分析估算系统可能达到的效益；确定系统设计的原则和技术路线等。

（2）需求分析阶段：要在用户调查的基础上，通过分析，逐步明确用户对系统的需求，包括数据需求和围绕这些数据的业务处理需求。

（3）概念设计阶段：要产生反映企业各组织信息需求的数据库概念结构。

（4）逻辑设计阶段：除了要把E-R图的实体和联系类型，转换成选定的DBMS支持的数据类型，还要设计子模式并进行评价，最后为了适应信息的不同表示，要优化模式。