GIS地理信息系统空间数据库
地理信息系统的数据源有哪些？
地理信息系统的数据源有哪些？地理信息系统（GIS）是一种用于捕捉、存储、处理、分析和可视化地理空间数据的技术系统。
在GIS中，数据源是指供GIS使用的数据集合。
以下是一些常见的地理信息系统数据源：1. 卫星图像：卫星图像是通过卫星或无人机拍摄的高分辨率图像。
这些图像可以用来绘制地图、分析土地利用、监测环境变化等。
2. 地面调查：地面调查是一种直接收集地理数据的方法。
通过实地测量、问卷调查等方式获取的数据可供GIS使用。
3. 遥感数据：遥感数据是通过遥感技术捕捉的数据，包括雷达、红外线、激光等传感器获取的数据。
遥感数据可以用来监测环境变化、制定土地利用规划等。
4. 矢量数据：矢量数据是使用点、线、面等矢量要素来表示地理现象的数据。
常见的矢量数据包括道路网络、河流、建筑等。
5. 栅格数据：栅格数据是使用像素网格来表示地理现象的数据。
栅格数据适用于需要表现地理现象的连续变化的情况，如高程、气候等。
6. 地理数据库：地理数据库是专门用于存储地理空间数据的数据库。
它可以存储各种类型的数据，并提供高效率的数据管理和查询功能。
7. 公共数据集：许多政府和非政府组织提供免费或付费的公共数据集，包括地图、统计数据、人口数据等。
这些数据集通常可以用于GIS分析。
8. 在线数据服务：许多在线平台和服务提供商提供了丰富的地理数据源，如地图服务、地理编码、卫星影像等。
用户可以通过这些服务获取所需的地理数据。
请注意，这只是地理信息系统数据源的一些常见类型，实际上还有许多其他类型的数据源可供使用。
地理信息系统空间数据库
三、关系模型
用二维表来表达实体和实体之间的联系。使得设 计、操纵较为容易。
四、三种传统数据模型的比较
§4.3 空间数据库概念模型设计 —语义模型和面向对象模型
• 传统数据模型的弱点： （1）以记录为基础的结构不能很好面向用户
传统模型－记录；现实世界－事务、实体。有时不对应。
（2）不能以自然对象（Object)：实体的抽象（基本元素），封装了数据和操作集 的实体。
• 消息（Message）：请求 对象执行某一操作或回答 某些信息的要求。
• 类：描述一组对象的共同特征。类和实体是抽象与具 体的关系。
3. 对象的性质
• 封装：
• 继承：某类对象可以自然地拥有另一类对象的某些特 征和功能。不必重复实现，减少代码。
2. 概念模型（空间特征，关系描述）
（1）空间特征：点、线、面、体四种基本类型； （2）实体在空间、时间、属性三方面存在联系： • 空间联系：空间位置、分布、关系、运动等； • 时间联系：客体随时间变化，可构成时态数据库； • 属性关系：属性多级分类中的从属关系、聚类关系、相
关关系。
3. 空间数据库的数据模型设计
层次、网状显式地描述关系，但不自然；关系模型联系隐 含，必须检索全部记录才能确定。
（3）语义贫乏
用单一结构描述描述“交互”、“从属”、“构成”等众 多联系，语义上无法区别。
（4）数据类型太少
只提供常用的简单数据类型，不能自定义新的数据类型。
一、语义数据模型
－实体联系模型（E –R模型）
• 提供三种语义概念：
（1）实体：客观存在的起独立作用的客体。 （2）联系：实体间的相互作用或对应关
系:1:1,1:N,M:N, （3）属性：对实体和联系特征的描述。
GIS名词解释
名词解释★1、地理信息系统：是由计算机硬件、软件、和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解复杂的规划和管理的问题。
2、缓冲区分析：是指根据分析对象的点、线、面、实体，自动建立其周围一定距离的带状区，用以识别这3、GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。
些实体或者主体对领近对象的辐射范围或者影响程度，是解决临近度问题的空间分析工具之一。
★4、拓扑关系：图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系．★5、栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
★6、空间数据库：是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。
7、空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。
8、空间索引就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。
它通过筛选作用，大量与特定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。
9、DTM为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。
★10、GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。
如何进行地理信息系统的空间数据库设计
如何进行地理信息系统的空间数据库设计地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为一种集成多种数据和空间信息的信息系统，已经广泛应用于城市规划、自然资源管理、环境保护、交通规划等领域。
而空间数据库设计是GIS中非常重要的一部分，它涉及到数据的组织、存储和处理，直接关系到GIS的性能和效率。
本文将探讨如何进行地理信息系统的空间数据库设计。
一、需求分析在进行空间数据库设计之前，首先需要进行需求分析，明确系统所需要存储的数据种类和数据量。
根据用户的需求，确定需要存储的地理对象类型，例如建筑物、道路、河流等。
同时还需要考虑数据的更新频率以及对数据的访问需要。
二、数据模型选择在设计空间数据库时，需要选择适合的数据模型。
目前常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
根据具体的需求和现有技术水平，选择合适的数据模型。
一般来说，关系模型是较为常用的一种模型，它可以通过表格来存储地理空间数据和属性数据，方便数据的管理和查询。
三、空间索引设计在地理信息系统中，空间索引是提高查询效率的关键。
通过适当的空间索引设计，可以大幅提升数据查询的速度。
常用的空间索引方法包括R树、四叉树和网格索引等。
根据系统的特点和查询需求，选择合适的空间索引方法，并进行索引的构建。
四、数据存储与组织在进行空间数据库设计时，需要考虑数据的存储和组织方式。
一般来说，可以采用关系型数据库进行数据存储，并建立合适的表结构。
对于大规模的地理空间数据，可以考虑采用分布式存储方式，将数据分布在不同的物理节点上，提高系统的扩展性和性能。
五、数据完整性与一致性地理信息系统的空间数据库中通常涉及大量的数据，因此需要确保数据的完整性和一致性。
在进行数据插入、更新和删除时，需要进行相应的约束和验证，确保数据的有效性和正确性。
同时，还需要进行数据的备份和恢复，以防数据丢失或损坏。
六、安全性与权限控制在进行空间数据库设计时，需要考虑数据的安全性和权限控制。
如何进行地理信息系统数据库的建立和管理
如何进行地理信息系统数据库的建立和管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和显示地理数据的技术。
在现代社会中，GIS已经广泛应用于城市规划、环境保护、农业、资源管理等各个领域。
建立和管理GIS数据库是GIS应用的基础，下面将从数据收集、数据存储、数据管理和数据分析四个方面，探讨如何进行地理信息系统数据库的建立和管理。
一、数据收集数据收集是GIS数据库建立的第一步，合理高效的数据收集将直接影响后续的数据库建立和管理工作。
数据收集方法包括地面调查、空间遥感和公共数据库等多种形式。
1.地面调查：地面调查是最常用的数据收集方法，可以通过实地勘察和测量来采集地理数据。
例如，通过实地测量绘制地图、采集空气质量监测站点的经纬度等。
地面调查的优点是数据准确性高，但是成本较高，时间也比较长。
2.空间遥感：空间遥感是利用卫星或飞机上的传感器进行数据采集，可以获取大范围、全球尺度的地理信息。
例如，通过遥感技术获取卫星遥感图像，用于土地利用、植被覆盖等方面的研究。
空间遥感的优点是数据获取速度快，覆盖范围广，但是分辨率相对较低。
3.公共数据库：公共数据库是指已经存在的各种数据资源，可以通过下载、购买等方式获取。
例如，政府提供的人口普查数据、国家统计数据等。
公共数据库的优点是数据方便获取，但是数据的准确性和时效性需要注意。
二、数据存储数据存储是GIS数据库建立的核心环节，包括数据格式选择、数据结构设计和数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）的选择。
1.数据格式选择：数据格式选择是根据不同的地理数据类型来确定合适的数据格式。
常用的数据格式包括属性数据格式（如dBase、Excel等）和空间数据格式（如shapefile、GML等）等。
在选择数据格式时，需要考虑数据的复杂程度、规模以及后续使用的需求。
地理空间数据库
地理空间数据库在当今数字化的时代，地理空间数据成为了众多领域中不可或缺的重要资源。
从城市规划到环境保护，从交通运输到农业发展，地理空间数据都发挥着关键作用。
而地理空间数据库，作为存储和管理这些数据的核心设施，更是至关重要。
那么，什么是地理空间数据库呢？简单来说，地理空间数据库就是专门用于存储、管理和操作地理空间数据的数据库系统。
地理空间数据与我们常见的数据有所不同，它具有独特的空间特征，比如地理位置、形状、大小和方向等。
这些数据可以是地图、卫星图像、地形模型，也可以是关于城市基础设施、土地利用或人口分布的信息。
地理空间数据库的重要性不言而喻。
首先，它为各种地理信息系统（GIS）应用提供了数据支持。
GIS 是一种用于处理地理空间数据的强大工具，能够帮助我们进行空间分析、决策制定和资源管理。
而地理空间数据库则是 GIS 的“数据仓库”，确保了数据的准确性、完整性和一致性。
其次，地理空间数据库有助于实现数据的共享和整合。
在不同的部门和组织中，可能会收集和生成大量的地理空间数据。
如果没有一个统一的数据库来整合这些数据，就会导致数据重复、不一致和难以共享。
通过建立地理空间数据库，可以将来自不同来源的数据整合在一起，实现数据的共享和协同工作，提高工作效率和决策的科学性。
再者，地理空间数据库能够支持复杂的空间查询和分析。
比如，我们可以查询某个区域内的所有建筑物，或者分析不同地区的人口密度变化趋势。
这些查询和分析对于城市发展规划、灾害预防和资源分配等方面都具有重要意义。
地理空间数据库的构建需要考虑多个关键因素。
数据模型是其中之一。
常见的数据模型包括矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型通过点、线和面来表示地理对象，适用于精确表示边界清晰的对象，如道路、建筑物等。
栅格数据模型则将地理空间划分为规则的网格单元，适用于表示连续的地理现象，如地形、温度等。
数据的采集和录入也是构建地理空间数据库的重要环节。
数据可以通过实地测量、卫星遥感、航拍、地图数字化等多种方式获取。
测绘技术中的GIS数据库建立方法
测绘技术中的GIS数据库建立方法GIS（地理信息系统）是一种通过整合地理空间数据并进行分析、展示和管理的技术。
它在测绘领域中发挥着重要作用，帮助测绘人员更好地了解地理环境、地质数据以及各种地形要素。
建立GIS数据库是使用这一技术的关键步骤之一，下面将介绍几种常用的GIS数据库建立方法。
一、数据收集和整理首先，为了建立一套完整的GIS数据库，需要进行数据收集。
常见的数据来源包括遥感图像、GPS数据、地面测量数据以及其他相关的地理数据。
这些数据一般以数字形式存在，需要通过数据处理软件进行整理和组织。
例如，可以使用遥感图像处理软件对卫星图像进行解译和分类，提取出所需的地物要素，并转为矢量数据。
此外，各种测绘设备收集到的地面测量数据也需要进行数字化处理，以便与其他数据进行整合。
二、数据处理和建模在数据收集和整理完成后，需要进行数据的处理和建模，以适应GIS系统的要求。
数据处理包括数据格式转换、数据加工和数据裁剪等环节。
常见的数据处理软件有ArcGIS、MapInfo、ERDAS等，它们提供了强大的数据处理和分析功能。
通过这些软件，可以对数据进行投影变换、坐标系转换、数据格网化等操作，以保证数据的准确性和一致性。
建模是指将原始数据转化为一种适合GIS分析的数据模型。
常见的数据模型有栅格模型和矢量模型。
栅格模型是将地理空间划分为规则的单元格，每个单元格内存储一个特定的值。
这种模型适用于连续型数据，如高程数据、遥感图像等。
而矢量模型则是将地理要素表示为点、线、面等几何对象，适用于离散型数据，如道路、建筑物等。
建模过程需要根据具体要求选择合适的模型，并进行数据属性的设置和数据库的建立。
三、数据库设计和管理数据库设计是建立GIS数据库的重要环节，它决定了数据的组织结构和属性描述方式。
在设计过程中，需要考虑数据的可查询性、一致性和安全性等因素。
一般来说，GIS数据库可以按照地理空间数据和属性数据的关系进行划分。
地理空间数据包括地图要素的几何形状信息，属性数据则包括地图要素的属性描述信息。
第3章地理信息系统的数据结构和空间数据库
第3章地理信息系统的数据结构和空间数据库地理信息系统（GIS）的数据结构是指用于存储、管理和分析地理空间数据的组织方式和模型。
GIS系统的数据结构可以分为两种类型：栅格数据结构和矢量数据结构。
此外，GIS系统还需要一个空间数据库来管理和存储数据。
栅格数据结构是将地理空间数据按照网格或像素的形式进行表示和存储的。
在栅格数据结构中，地理空间被划分为规则的方格或像元，每个像元上都有一个数值来表示特定的属性或特征。
栅格数据结构适用于连续的、均匀分布的数据，如卫星图像和遥感数据。
栅格数据结构的优点是可以进行方便的数值计算和分析，但其缺点是空间精度有限，无法捕捉到细小的地理特征。
矢量数据结构则是通过节点、线和面等几何要素来表示地理空间数据的。
矢量数据结构可以更准确地描述地理特征的形状、位置和属性等信息。
矢量数据结构适用于离散的、不规则分布的数据，如河流、道路和建筑物等。
矢量数据结构的优点是能够捕捉到地理特征的细节，但其缺点是对于复杂的地理现象，数据量较大且分析计算较为复杂。
为了存储和管理这些地理空间数据，GIS系统需要一个空间数据库。
空间数据库是一种专门用于存储和管理地理空间数据的数据库系统。
空间数据库使用了一些地理索引和查询技术，使得用户能够方便地对地理空间数据进行检索和分析。
空间数据库可以高效地存储和管理大量的地理空间数据，并能支持一些空间分析操作，如缓冲区分析、叠置分析等。
总的来说，地理信息系统的数据结构决定了地理空间数据的表示方式和存储结构，而空间数据库则是用来管理和存储这些地理空间数据的。
栅格数据结构适用于连续、均匀分布的数据，而矢量数据结构适用于离散、不规则分布的数据。
空间数据库则是为了方便地存储、管理和分析地理空间数据而设计的。
地理信息系统空间数据库
地理信息系统空间数据库在当今数字化的时代，地理信息系统（GIS）已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从导航软件帮助我们找到最佳路线，到城市规划者制定合理的土地利用方案，再到科学家研究气候变化对生态系统的影响，GIS 都发挥着重要的作用。
而在 GIS 中，空间数据库则是其核心组成部分，它就像是一个巨大的仓库，存储着各种地理相关的数据，并为 GIS 的运行和分析提供了坚实的基础。
那么，什么是地理信息系统空间数据库呢？简单来说，它是一种专门用于存储、管理和查询地理空间数据的数据库。
与传统的数据库不同，空间数据库不仅能够存储属性数据（如地名、人口数量等），还能够存储地理空间数据（如点、线、面等几何图形以及它们的位置、形状和拓扑关系）。
这些空间数据可以是地图上的各种要素，比如道路、河流、建筑物等，也可以是通过卫星遥感、全球定位系统（GPS）等技术获取的地理信息。
为了更好地理解空间数据库，让我们先来看看它的一些特点。
首先，空间数据库具有海量的数据存储能力。
由于地理空间数据通常非常庞大和复杂，空间数据库需要能够容纳大量的数据，并且能够高效地进行管理和组织。
其次，空间数据库支持空间索引。
这意味着它能够快速地定位和检索特定区域或特定类型的地理空间数据，大大提高了数据查询和分析的效率。
此外，空间数据库还具有强大的空间分析功能。
它可以进行缓冲区分析、叠加分析、网络分析等各种复杂的空间运算，帮助用户从地理数据中提取有价值的信息。
那么，空间数据库是如何构建和管理的呢？一般来说，构建空间数据库需要经过数据采集、数据预处理、数据存储和数据管理等几个步骤。
在数据采集阶段，我们可以通过多种方式获取地理空间数据，如实地测量、遥感影像解译、地图数字化等。
采集到的数据往往存在各种误差和不一致性，因此需要进行数据预处理，包括数据清洗、坐标转换、数据格式转换等，以确保数据的质量和一致性。
然后，将处理好的数据存储到空间数据库中，并建立相应的索引和数据结构，以便快速访问和查询。
测绘技术中的地理信息系统与空间数据库
测绘技术中的地理信息系统与空间数据库随着科技的不断进步和发展，测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色。
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）和空间数据库作为测绘技术中的两大核心概念，对于地理信息的收集、管理、分析和应用起着至关重要的作用。
一、地理信息系统的概述地理信息系统是以空间数据为基础，通过软件技术对地理现象进行描述、分析和预测的系统。
它将地图、数据库和计算机技术有机地结合在一起，使得地理现象和空间关系可以通过数字化的方式进行管理和处理。
地理信息系统包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析和数据展示等多个环节。
数据采集是GIS的基础，通过遥感、GPS定位、测绘等技术手段，可以获取大量的地理数据。
其中，遥感技术的应用尤为广泛，可以高效地获取广大范围的地理信息。
数据存储和管理使得大量的数据可以被有效地组织和管理起来，以便后续的分析和应用。
数据分析是GIS的核心功能之一，通过对数据的处理和分析，可以发现地理现象之间的关联性和规律性。
数据展示是最终向用户展示结果的环节，通过地图、图表等形式，将复杂的地理信息转化为直观的可视化结果。
二、空间数据库的重要性空间数据库是地理信息系统的基础设施，负责存储和管理地理信息的空间数据。
与传统的关系型数据库相比，空间数据库不仅具备储存和管理数据的能力，还包含了对地理数据进行空间查询和分析的功能。
空间数据库的设计和实现需要考虑到地理数据的特殊性。
地理数据具有空间关联性和拓扑关系，因此空间数据库需要支持空间查询、空间索引和拓扑关系的维护。
同时，由于地理数据的大小和复杂性往往超出了传统数据库的承载能力，因此空间数据库需要具备高效的数据存储和检索性能。
空间数据库的应用范围广泛，包括地理空间分析、地理空间模拟、地理空间预测等多个领域。
例如，在城市规划中，通过对空间数据库中的地理数据进行分析，可以有效地评估城市交通、环境和人口分布等问题，从而为城市规划提供科学依据。
地理信息系统空间数据库
地理空间是一个三维空间，有四个基本实体
线实体
体实体 地理空间实体（客体）
地理空间的认知
点实体
面实体
第一节 空间数据库概述
第一节 空间数据库概述
② 地理空间实体间的联系
空间联系
属性联系
时间联系
空间位置，空间分布，空间形态、空间相关等 空间信息反映了空间分析所能揭示的信息，彼 此互有联系
例如：从数据库中提取弧段arc1的坐标并显示
DRAW coordinates WHERE arcs=‘arc1’
通用选择法不依赖于客体在树状结构中的顺序，而是根据所确定的选择条件，在结构中选择某特定的客体。
通用选择法
第二节 传统的数据模型
在现实世界中客体的联系更多的是非层次关系的，用层次模型表示非树形结构是很不直接的，网络模型可以克服这一弊病。 在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型：
数据库的物理设计特点 设计人员必须充分了解所用DBMS的内部特征，特别是存储结构和存取方法； 充分了解应用环境，特别是应用的处理频率和响应时间要求； 充分了解外存设备的特性。
第四步 物理设计 数据库最终是要存储在物理设备上的。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（存储结构与存取方法）的过程，就是数据库的物理设计。
叶结点
在右图的例子中， R1根结点， R2和R3为兄弟结点，是R1的子女结点； R4和R5为兄弟结点，是R2的子女结点； R3 ， R4 ， R4 ，是叶结点。
第二节 传统的数据模型
Coverage记录
polygons记录
arcs记录
nodes记录
coordinates记录
多边形层次数据结构
空间数据库名词解释
空间数据库名词解释
1、空间数据库（Spatial Database）：空间数据库是一种特殊的数
据库，它存储的都是关于地理空间和物理空间的信息，如地形、气候、土壤、社会结构等等。
它的主要作用是记录和分析地理和物理空间的属性信息，例如地形、气候和土壤等，以便更好地分析和利用空间资源。
2、GIS（地理信息系统）：地理信息系统（GIS）是一个复杂的电子
信息系统，它能够收集、存储、处理、分析、以及可视化地理空间数据。
它由几何、属性和表示组成，最终实现信息的管理和查询，以及求解状态
变化的空间关系。
3、地理空间分析（Geospatial Analysis）：地理空间分析是一种利
用GIS技术和数学模型，来分析地理空间数据，提取和模拟空间关系的过程。
它结合了几何、动态和空间分析，可以更好地揭示和模拟空间数据之
间的关系，以及更好地解决复杂的地理问题。
4、空间数据类型（Spatial Data Types）：空间数据类型是一种用
来定义地理数据的形状、属性和表示的数据类型。
它们可以按照数据的不
同特性进行分类，如空间数据和属性数据。
空间数据类型可以有点、线、面、多边形和三维几何体等几何类型，以及属性类型，如数值型、文本型
和逻辑类型等。
地理信息系统中的空间数据库设计与优化
地理信息系统中的空间数据库设计与优化地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性信息相结合的系统，它能够对复杂的地理数据进行存储、管理、分析和展示。
而在GIS系统中，空间数据库扮演着关键的角色。
本文将探讨地理信息系统中空间数据库的设计与优化问题。
1. 空间数据库的设计原则空间数据库的设计应遵循以下原则：1.1 数据模型的选择：空间数据库的数据模型有两种主要类型，即矢量数据和栅格数据。
在设计空间数据库时，应根据实际应用的需要选择最适合的数据模型。
1.2 数据结构的设计：空间数据的特点是具有空间和属性信息。
在设计空间数据库中，应选择合适的数据结构来存储和管理空间数据。
常用的数据结构包括点、线、面以及多边形等。
1.3 数据库索引的设计：在空间数据库中，索引的设计对于查询和分析性能至关重要。
应根据实际应用的需要选择索引类型，并合理利用索引来提高查询效率。
2. 空间数据库的优化方法2.1 空间索引的优化：空间索引是空间数据库的基础，对于空间查询的效率起着关键作用。
常见的空间索引方法包括R树、四叉树和网格索引等。
在使用空间索引时，应选择适合具体应用的索引方法，并合理调整索引参数以提高查询效率。
2.2 数据库分区的优化：对于大规模的空间数据库，可以采用数据库分区的方式将数据分成不同的区域进行管理。
通过合理划分分区，可以提高空间数据的查询和操作效率。
2.3 空间数据压缩的优化：空间数据的存储量通常较大，为了减少存储空间的占用，可以采用压缩算法对空间数据进行压缩。
常用的压缩算法包括RLE（Run-Length Encoding）和Delta编码等。
2.4 索引重建的优化：随着空间数据库的使用，索引可能会发生碎片化，导致查询效率下降。
因此，定期进行索引重建是优化空间数据库的重要手段之一。
3. 空间数据库的性能评估在设计和优化空间数据库时，对其性能进行评估是非常重要的。
常用的性能评估指标包括查询响应时间、数据加载速度和数据存储空间占用等。
GIS 空间数据库
供用户一种与数据库相联的用户界面。
（2）空间数据库（Spatial Database） 是空间数据库系统的简称，同样由三部分组 成： ●空间数据库，指GIS中在计算机上存储的
地理空间数据总合；一般以特定结构文件形式
存储。
●空间数据库管理系统，指对存储的地理空
关于地理现象及地理过程的复杂空间关 系包括三个方面：
●空间客体的空间联系 ●空间客体的时间联系 ●空间客体的属性联系
具体解释如下： ①客体之间的空间联系形式有 空间位置：描述空间客体中个体的定位信息； 空间分布：描述空间客体中群体的定位信息； 描述空间分布的指标有：空间概率、空间结构、 空间聚类、空间延展及离散度等；
对上图作如下解释： 首先从计算机环境角度出发，对现实世界中的地 理现象，相互关系及发展过程进行系统研究，最终形 成空间数据库及应用系统所需的概念化模型，然后对 概念模型进行逻辑设计、模型设计，即选用对概念模 型支持力最强的数据模型及合适的DBMS，将概念模 型转化为计算机所能支持的数据模型；最后反映到计 算机存储介质中的数据组织形式为存储模型。
●安全性考虑 数据库管理系统的安全性是一个重要问题， 具体方法是根据用户的实际需要规定数据的存取 权限及应用程序的使用密码，并且规定级别。
●事务控制
数据库管理系统均支持事务概念，所谓事务 是指数据库运行过程中多用户条件下的内部相关 协议等规则，事物控制将确保数据完整与一致性， 分人工控制与系统控制两种方法。
●空间数据库的再组织设计 一般情况下，由于外部环境需求的变化或性能 提高的原因，需要对空间数据库的概念、逻辑及 物理结构进行改变，称为再组织，其中： 改变概念或逻辑结构－再构造 改变物理结构－再格式化 一般均提供数据库的再组织实用程序 ●故障恢复方案设计 一般情况下，数据库管理系统均提供完善的软 件故障恢复及存储介质故障恢复手段，此情况下 设计包括确定缓冲区个数、大小、逻辑块长度、 物理设备等，特殊情况下应制定人工备份方案。
地理信息系统中的地理空间数据库设计方法
地理信息系统中的地理空间数据库设计方法地理信息系统(GIS)是一个用于记录、存储、处理和分析地理空间数据的系统。
作为GIS的核心部分，地理空间数据库起着非常重要的作用。
地理空间数据库设计是GIS系统设计的关键环节，直接影响着GIS系统的性能和功能。
一、需求分析在进行地理空间数据库设计之前，首先需要进行需求分析。
需求分析是确定数据库功能和性能要求的过程。
该过程包括以下三个步骤：1. 收集和分析用户需求：与GIS系统的最终用户进行沟通，并确定用户对地理空间数据库的需求和期望。
2. 确定数据类型和结构：根据用户需求，确定地理空间数据库中需要存储的数据类型和数据结构。
3. 确定性能要求：根据用户需求和系统规模，确定地理空间数据库的性能要求，如数据查询速度、数据更新速度等。
二、数据模型设计数据模型是地理空间数据库设计的核心内容。
常见的地理空间数据库的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。
1. 层次模型：层次模型是以树结构来组织地理空间数据的模型。
在层次模型中，地理空间数据被组织成一种层次结构，通过层次结构之间的关系来表示地理空间数据之间的关联。
2. 关系模型：关系模型是使用关系代数来描述地理空间数据的模型。
在关系模型中，地理空间数据以表的形式存储，通过表之间的关系来表示地理空间数据之间的关联。
3. 对象模型：对象模型是以对象的形式来表示地理空间数据的模型。
在对象模型中，地理空间数据以对象的形式存储，并通过对象之间的关联来表示地理空间数据之间的关联。
三、数据库结构设计数据库结构设计是指设计数据库的表结构、字段和索引等。
在地理空间数据库的结构设计中，需要考虑以下几个方面：1. 数据库表的划分：根据数据类型的不同，将地理空间数据划分到不同的数据库表中，以提高数据库查询性能。
2. 字段的定义：根据数据的特点和需求，定义合适的字段类型和长度。
同时，需要设置约束条件，保证数据的完整性和准确性。
3. 索引的建立：根据数据查询的需求，建立适当的索引，以提高查询速度。
GIS名词解释
GIS名词解释【数据】是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以拟定或定量地描述事物的特征和状况。
【信息】是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等的内容、数量或特征，以便向人们提供关于现实世界的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。
【地理信息系统】是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和现实，以便解决复杂的规划和管理问题的系统。
【空间数据的分类】是指根据系统功能的及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据和数据组织不同的数据层，为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据。
【空间数据的编码】也称为特征码，是指将数据分类结果用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。
【曲面数据的输入】曲面数据主要是指数字地形模型数据，通常采用对已知高程的离散数据点进行空间插值的方法来生成。
【空间数据压缩】即从空间坐标数据集合中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又去的尽可能大的压缩比。
【空间数据库】空间数据库指的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，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。
空间数据库应包括数据库存储系统、数据库管理系统、数据库应用。
【空间索引】是指依据空间实体的位置或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺利排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。
【范围索引】即在记录空间实体的坐标时，同时记录每个空间实体的最大和最小坐标。
【DTM】DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。
【空间叠合分析】是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个或两个以上不同地区的地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。
GIS《地理信息系统》试卷最全题库(共九套含答案)
《地理信息系统》试卷1一、专业术语解释（每题3分，满分15分）1、地理信息系统答：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题2、空间数据编码答：是指将数据分类的结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。
3、不规则三角网答：用来拟合连续分布现象的覆盖表面，表示要素包括地形、降水等，按照实测点分布将他们连成三角网。
4、数据与信息答：数据：是指某一目标定性、定量描述的原始资料信息：是对数据的解释、运用与解算，即信息是经过处理后的数据。
5、元数据答：数据的数据。
二、填空（共15个填空，每小空1分）1、地理空间实体主要类型包括点、线和面等。
2、地理空间数据的基本特征包括空间、属性和时间等。
3、空间数据查询的类型包括基于SQL扩展、可视化和自然语言等。
4、常见的GIS软件有 ARC/INFO 、 MAPGIS 、 ARCVIEW 等。
5、传统数据库结构主要有网状、层次和关系三种类型。
三、选择题（共5小题，每小题2分。
）1、空间数据编码的原则主要有（B ）、系统性、通用性和标准化、可扩展性等。
A.实用性；B.一致性；C.移植性；D.安全性2、以下选项中不属于空间数据编辑与处理过程的是（D ）。
A.数据格式转换；B.投影转换；C.图幅拼接；D.数据分发3、空间集合分析主要完成（C）。
A地形分析 B缓冲区分析 C逻辑运算 D叠置分析4、我国地理信息系统的发展自20世纪（ C ）起步。
A.60年代初；B.70年代初；C.80年代初；D.90年代初5、以下设备中不属于GIS数据输入设备的是（B ）。
A.扫描仪；B.绘图仪；C.数字化仪；D.键盘四、简答题（共7小题，每小题6分。
）答题要点：1、简述地理信息系统的基本功能？（6分）（1）数据采集与编辑（1分）（2）数据存储与管理（1分）（3）数据处理和变换（1分）（4）空间分析和统计（1分）（5）产品制作与现实（1分）（6）二次开发和编程（1分）2、简述游程长度编码方法（6分）游程指相邻同值网格的数量，游程编码结构是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网格的长度，其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。
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Spatial_Obj
Polygon
具有/属于
ORM图一个事实的示例
Polygon_ID
内容小结
知识结构——
一、什么传统数据模型？ 二、什么是语义数据模型？ 三、什么是面向对象数据模型？ 四、三种不同的概念模型的区别表现在哪些方面？
第三节 空间数据库逻辑模型设计
知识结构——
一、什么关系数据模型？ 二、关系数据库模型的规范化体现？ 三、E-R模型转换为关系数据模型的方式？
第四章 地理信息系统空间数据库
第四章 地理信息系统空间数据库
第一节 空间数据库概述 第二节 空间数据库概念模型设计 第三节 空间数据库逻辑模型设计 第四节 空间数据库的物理设计 第五节 空间数据查询 第六节 空间元数据
第四章 地理信息系统空间数据库
〖课时安排〗 4课时 〖教学目的要求〗 1、熟悉空间数据库及其相关概念。 2、掌握空间数据库模型设计方法和流程。 3、了解元数据相关概念并认识空间数据库的发展动态。 〖教学重点与教学难点〗
三、 面向对象的数据模型 1、基本概念
对象：对现实世界中一个事物的抽象或模型化表达。自身状 态＋内在功能（客体数据＋对数据的操作）。一个对象具有一 个唯一的名称标识。 类：多个对象共同特征的抽象概括。 实例：某类的一个具体对象。 消息：对象之间相互请求或相互协作的唯一途经和通信形式。 方法：对象收到消息后应采取的动作系列的描述。
空间数据库引擎
通用数据库管理系统
特定的空间属性数据库管理系统
空间属性数据库 3 扩展式的管理模式
空间属性数据库 4 集成式的管理模式
二、空间数据库系统的组成
一个完整的数据库系统应当包括三个组成部分：
空间数据库应用系统
GIS应用1
GIS应用2
空间数据库管理系统 空间数据库存储系统
空间数据库管理系统
空间数据库存储 空间数据库系统的组成
（1）空间数据库存储系统 空间数据库存储系统是GIS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。 一般以一系列特定结构的文件形式存储在硬盘、光盘等
介质上。
（2）空间数据库管理系统 指能够对介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑
上的定义，提供空间数据查询、检索、存取、维护和更新 功能的软件系统。
通过继承，使得某类对象可以自然地拥有另一类对象 的某些特征和功能。继承包括单继承和多继承。
曲线对象类
曲面对象类
超类或基类
直线段对象类 多边形对象类
子类或派生类
对象类的单继承和多继承及其层次结构
4、功能重载和多态性
重载：这实现特定功能的方法不仅以名称来区分，还可 以用它所带来的的参数来区别；
多态：指同一个消息可以根据发送消息对象的不同采用 多种不同的行为方式。
从文件发展到数据库经历的四个阶段
GIS应用软件 空间分析功能 属性处理功能
空间数据 文件
属性数据 文件
1 初级式的管理模式
GIS应用软件 空间分析功能 属性处理功能 空间数据管理 数据库管理
空间数据 文件
属性数据库
2 混合式的管理模式
GIS应用软件
GIS应用软件
空间分析功能 属性处理功能
空间分析功能 属性处理功能
体（polyhedra）
联系：实体间有意义的相互作用或对应关系。 用菱形符号表示。包括： 1:1、1:N、M:N三种类型。 实体和联系之间用线段连接。
属性：对实体和联系特征的描述。属性用椭圆表示。 属性和实体、联系之间也用线段连接。
语义数据模型——实体联系模型
采用E-R模型进行数据库的概念设计步骤：
重点：空间数据库的概念、设计流程、元数据 难点：空间数据库的设计
第一节 空间数据库概述
知识结构——
一、什么是空间数据库？
——概念、发展
二、空间数据库系统由哪几部分组成？ 三、空间数据库设计的基本过程是什么？ 四、空间数据库如何加以实现和维护？
第一节 空间数据库概述
➢ 空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存 储的与应用相关的地理空间数据的总和，以一系列特定 结构的文件形式组织后存储在介质上。
尽量减少空间数据存储的冗余量 提供稳定的空间数据结构 满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用
户所需的空间数据查询结果 在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的复杂性 支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适用性
四、 空间数据库的实现和维护
➢ 1、空间数据库的实现
① 建立实际的空间数据库结构 ② 装入试验性的空间数据对应用程序进行测试，以确认
一、传统的数据模型
层次模型、网状模型和关系模型
① 层次数据模型
树数据结构。数据关系是一对多（1：N）。
优点：层次分明、结构清晰、易理解。 缺点：冗余度大，不适于表示数据的拓朴关系。
② 网状数据模型
图数据结构。表达数据关系是多对多（M：N）。
同层次模型相比： 优点：压缩了数据量。 缺点：数据之间的联系通过指针表示，指针数据项使数据量 大大增加。
其功能和性能是否满足设计要求，并检查对数据库空 间的占有情况 ③ 装入实际的空间数据，即数据库的加载，建立起实际 运行的空间数据库
四、 空间数据库的实现和维护
➢ 2、相关的其他设计 空间数据库的再组织设计 故障恢复方案设计 安全性考虑 事务控制
四、 空间数据库的实现和维护
➢ 3、空间数据库的运行和维护 维护空间数据库的安全性和完整性 监测并改善数据库性能 增加新的功能 修改错误
空间对象类
图层对象类
is-a
多边形对象类
is-part-of 1+ 多边形对象类
弧段对象类
1+ 弧段对象类
对象类的概括与聚集
6、空间数据库对象模型
7、ORM图
➢ ORM：即对象角色建模，是运用面向对象的原理进行数据库 概念建模的软件工程方法。
➢ ORM图：用图形符号的形式表现对象角色建模的结果。 对象类型：表示实际对象或概念的类型 ① 实体对象类型：由实际事物组成的对象类型 ② 值对象类型：由数字或字符串组成的数字类型 谓词：描述由对象类型扮演的角色的事实的一部分 约束：唯一性约束，强制性约束，用来规定数据的关系
③ 关系数据模型
实体本身的信息以及实体之间的联系均表现为二维表。 在数学上把这种二维表叫做“关系”。这些关系表的集合 就构成了关系模型。
优点：数据结构简单、清晰，能处理多对多关系。 缺点：当涉及的目标很多时，查找操作时间长，效率低。
二、 语义数据模型
语义模型的模型结构是由若干种抽象组成，用这些抽 象来描述空间实体的基本语义特征，再根据语义模型结构 规则把这些抽象结合起来形成模型。模型形成空间实体类 别以及这些类别之间的关联。
需求分析
概念设计
逻辑设计
物理设计
数据库
地理现象 和过程
现实世界
数据库的 概念模型
信息世界
数据库的 逻辑模型
数据库的 存储模型
计算机世界
➢ 1、空间数据库设计步骤：
（1）需求分析：系统分析特定的专业应用需求。 （2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表 达出来。概念模型是对现实世界的抽象。主要描述数据及其 之间的语义关系。如实体-联系模型、面向对象数据模型。
✓ 模拟现实世界； ✓ 便于用户理解； ✓ 便于在计算机上
实现；
（3）逻辑设计：把概念模型利用数据库管理系统提供的 工具映射为计算机中数据库管理系统所支持的数据模型。 如实体-联系模型转换成关系数据库模型。
（4）物理设计：数据库的逻辑模型在实际物理存储设备 上加以实现，建立物理数据库。
➢ 2、空间数据库设计的原则
（3）空间数据库应用系统
指由GIS的空间分析模型和应用模型所组成的计算机应 用系统。是提供数据库访问功能的应用软件，由数据库系统、 应用程序系统、用户组成的，具体包括：数据库、数据库管 理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台、应用软件、 应用界面。
可以管理空间数据，运 用空间数据进行分析和决策。
第三节 空间数据库逻辑模型设计
一、关系数据模型
在关系模型中，数据的逻辑结构为满足一定条件的二 维表，表具有固定的列数和任意的行数，在数学上称为 “关系”。
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，相当于通常的一个记录；表中的列表示属 性，相当于通常记录中的一个数据项。这种满足一定条件 的规范化关系的集合，就构成了关系模型。
多边形对象
Draw (mapfile)
Draw (database)
图形文件
数据库
空间对象
Draw
多边形对象 Draw 弧段对象 Draw
面向对象的功能重载和多态
5、概括和聚集
概括：把一组相同特征和操作的类归纳为在一个更一般 的超类中；
聚集：反映了嵌套对象的概念，即是由一些其他对象组 成的，用来描述更高层次对象的一种形式。
二、关系数据库模型中数据的完整性规则
1. 主键：用以保证表中每个记录互不相同，一个表只能有一 个主键。
2. 实体完整性规则：一个表的主键值不能重复，也不能为空。 3. 参照完整性规则：“一对多”关系中，“一”表的主键字
段必然会出现在“多”表中，成为联系两个或多个表的纽 带。“多”表中出现的这个字段被称为外键。 4. 域的完整性规则：将某些字段的值限制在合理的范围内。
第一节 空间数据库概述
一、数据管理技术发展阶段
经历三个阶段： 人工管理：20世纪50年代中期以前。1946，第一台电 脑ENIAC（Electronic Numerical Integrபைடு நூலகம்tor and Calculator）在美国宾夕法尼亚大学诞生。计算机主要用 于科学计算，没有数据管理功能。数据与程序是一个整体 ，数据只为本程序所使用，不能共享。