空间数据管理
第3章空间数据管理
平原 1
低海拔 1 海 成 11
台地 2
低海拔 1
高阶地1 海蚀2
3.1.3 空间数据质量
空间数据质量的概念和内容
与数据质量相关的几个概念
误差
数据的准确性
数据的精密度
分辨率
不确定性
比例尺
空间数据质量指标和内容
数据 情况说明
位置精度
属性精度
时间精度
逻辑 一致性
数据的 完整性
数据的 相容性
数据的 可得性
土地利用数据库部分要素代码与名称
17
3）编码方法举例
——100万分之一地貌编码
第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级
一位码
×
相对高度
一位码
×
海拔高度
二位码
× ×
成因
一位码
×
次级成因
一位码
×
不确定
一位码
×
不确定
平原 1 台地 2 丘陵 3 小起伏山地 4 中起伏山地 5 大起伏山地 6 极大起伏山地7
——100万分之一地貌编码
第二位 Ⅱ地貌成因类型 第三 第五位 四位 次级 成因 成因 海积 1 第六位 形态 海滩 1 淤泥质1 砂质2 砾质3 生物4 低阶地2 洼地3 海积冲积 2 海蚀 3 低阶地1 平台 2 海积1 平坦的1 起伏的2 平坦的1 起伏的2 第七位 次一级形态 物质组成 倾 斜程度 类型 编码 1111100 1111110 1111111 1111112 1111123 1111124 1111120 1111130 1111200 1111300 1111310 1111320 2111110 2111111 2111112 2111210 19 2111211 2111212 类型 命名 海积平原 海滩 淤泥质海滩 砂质海滩 砾质海滩 生物海滩 海积低阶地 泻湖洼地 海积冲积平原 海蚀平原 海蚀低阶地 海蚀平台 海积高阶地 平坦的海积高阶地 起伏的海积高阶地 海蚀高阶地 平坦的海蚀高阶地 起伏的海蚀高阶地
空间数据组织与管理
2) Shape
• Shape文 件 保 存 数 据 中 的 空 间 特 征 信 息 ， 包 括
不具有拓扑关系的几何信息和属性信息
特征的几何信息存贮为一个由一组矢量坐标组成
的Shape。
属性由dBASE（dBASE是一种通用的关系数据库）
格式文件管理，每个属性记录与相关的Shape记录
一一对应。
地层等。
2）时间序列分层
把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。
3）地面垂直高度分层
把不同垂直高度的数据作为一个数据层。
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Z
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2、空间数据分层的目的
便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。
1）空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理
就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往
本字符。
FID
Date
Entity
.......
Numofpts
Envelope
x1,y1,x2,y2, ...
...xn,yn
B
A
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BLOB
4.对象—关系的空间数据管理系统
在关系数据库中，除了使
用二进制字段存储非结构
化数据外，还可以对关系
数据库进行扩展，即将复
杂的数据类型作为对象放
依次通过采样算法得到低一层的影像数据。
• 分块是对分层之后的影像数据按照设定好的影像块进行分割存储。分块之后只需要
将需要显示和处理的若干个影像块数据读入内存，而并非未分块前的一整幅影像。
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影像金字塔构建过程
先将原始影像进行分块，然后对数据块进行重采样生成较低分辨率的影像，依次进行，直到完成预定的分
GIS6空间数据管理
栅格数据的形状、尺寸及相关问题
• 由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长 度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较 大，则造成较大的误差 。
• 由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常 只记录一个属性值，这会导致属性误差。比如， 遥感数据中的“混合像元”问题。
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II 栅格数据结构的特点
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III 决定栅格单元代码的方 式
4.百分比法 • 处理方法：根据栅格区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅 格单元的代码 • 适用于地物面积具有重要意义的分类体系
例如：可记面积最大的两 类BA，也可以根据B类和 A类所占面积百分比数在 代码中加入数字
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III 决定栅格单元代码的方 式
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1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
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1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
在地理信息系统中的压缩编码多采用信 息无损编码，而对原始遥感影像进行压 缩时也可以采取有损压缩编码方法。
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压缩编码方式
1 链码（Chain Codes） 链式编码又称为弗里曼链码（Freeman，
1961）或边界链码。该编码方法将数据 表示为由某一原点开始并按某些基本方 向确定的单位矢量链。 基本方向可定义为：东＝0，东南＝1， 南＝2，西南＝3，西＝4，西北＝5，北 ＝6，东北＝7 等八个基本方向。
测绘技术中的空间数据管理方法
测绘技术中的空间数据管理方法近年来，随着测绘技术的不断发展和应用领域的扩大，如何有效管理空间数据成为了一个非常重要的问题。
空间数据管理不仅能够提高测绘数据的质量和准确性，还能够为其他相关领域的研究和决策提供有力的支持。
本文将讨论几种常用的空间数据管理方法，并对其优缺点进行分析。
一、数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是一种常用的空间数据管理方法。
它采用了结构化方式来管理和存储空间数据，能够提供高效的数据检索和查询功能。
通过将空间数据转化为数据库中的表格结构，可以方便地进行空间数据的分析和处理。
然而，传统的DBMS在空间数据管理方面存在一些局限。
首先，传统的DBMS并没有针对空间数据的特点进行优化，因此在处理大规模空间数据时会出现运行速度较慢的问题。
其次，传统的DBMS并不能很好地支持复杂的空间查询操作，例如空间拓扑关系和空间关联分析等。
二、GIS系统地理信息系统（GIS）是一种集成了数据库管理、地图制图、数据分析和可视化等功能的空间数据管理方法。
它能够以地图为基础，将各种类型的空间数据整合在一起，并提供强大的数据查询和分析功能。
相比于传统的DBMS，GIS系统在空间数据管理方面具有更多的优势。
首先，GIS系统通过空间索引和空间拓扑关系建立，可以提高数据的查询速度和查询精度。
其次，GIS系统还支持丰富的空间分析功能，例如缓冲区分析、空间插值和空间统计分析等。
然而，GIS系统也存在一些问题。
首先，一些GIS系统对用户的操作和学习成本较高，不够用户友好。
其次，一些GIS系统在处理大规模空间数据时会出现性能问题，例如数据加载和显示速度较慢。
三、云平台随着云计算技术的快速发展和应用，云平台成为了一种新的空间数据管理方法。
云平台能够将海量的空间数据存储在云端，提供强大的数据处理和分析能力，同时具备高可靠性和高性能。
云平台的优势在于其资源的弹性分配和共享性。
用户可以根据需求灵活分配计算和存储资源，避免了传统的硬件设备投入和管理的繁琐。
地理信息系统中的空间数据管理与分析方法
地理信息系统中的空间数据管理与分析方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种以地理信息为基础，具有数据抽象、空间数据管理、空间分析和空间可视化等功能的计算机辅助系统。
在现代社会中，GIS已经广泛应用于地理领域的研究和应用中，为地理信息的管理和分析提供了强大的工具和技术支持。
而在GIS中，空间数据的管理和分析方法是关键的环节，本文将对地理信息系统中的空间数据管理和分析方法进行探讨。
一、空间数据管理空间数据管理是地理信息系统中的核心要素，它涉及到如何有效地对地理信息进行保存、组织和维护的方法与技术。
常见的空间数据管理方法主要包括数据模型、数据结构和数据存储。
1. 数据模型数据模型是空间数据管理的基础，它定义了描述地理现象和地理实体的方式和规则。
常见的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。
其中，层次模型以树状结构表示空间对象之间的关系；关系模型以表格形式表示空间对象之间的关系；对象模型以对象的属性和几何信息描述空间对象。
2. 数据结构数据结构是指在空间数据管理中，将地理实体和属性存储在计算机中的组织方式。
常见的数据结构包括邻接列表、拓扑关系和网格结构等。
其中，邻接列表通过记录对象的相邻关系描述空间图形的连接关系；拓扑关系通过表示图形元素的接触或覆盖关系描述地理实体的关系；网格结构是将地理区域划分成规则网格，每个网格单元存储与之相关的空间数据。
3. 数据存储数据存储是指将地理信息以适当的方式存储在计算机系统中。
常用的数据存储方式有矢量数据存储和栅格数据存储。
矢量数据存储以点、线、面等几何图元和属性表的方式存储地理信息；而栅格数据存储则以像元矩阵的方式存储地理信息。
二、空间数据分析空间数据分析是GIS的重要应用之一，它通过对地理信息的处理和加工，提取出地理信息的有用特征和关系，为决策制定和问题解决提供科学依据。
常见的空间数据分析方法主要包括空间查询、空间统计和空间建模等。
空间数据管理实习报告
一、实习背景与目的随着地理信息技术的飞速发展，空间数据管理在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
为了更好地掌握空间数据管理的基本原理和方法，提高自身的实践能力，我参加了本次空间数据管理实习。
通过实习，旨在提高我对空间数据组织、存储、处理和分析等方面的理解和应用能力。
二、实习内容与过程本次实习主要分为以下几个部分：1. 空间数据组织与管理实习- ArcGIS基本知识：首先，我们学习了ArcGIS的体系结构，了解了ArcGIS的基本操作，包括打开（新建）地图、数据加载、数据显示与地图布局以及数据输出等。
- 空间数据的表达：通过实习，我们初步熟悉了空间数据的矢量和栅格表达。
具体操作包括将矢量数据（点、线、面）和栅格数据按不同分辨率转换，以及将栅格数据按缺损值转换成矢量数据。
- ArcGIS中数据的表示：学习了ArcGIS的数据文件类型，包括矢量数据文件（shapefile、coverage）和栅格数据文件（grid、tif、jpg），并了解了在ArcGIS中查看空间数据和属性表的方法。
- 栅格像元的不同编码方法及误差比较：对土地利用数据按主要类型法进行栅格编码，通过Arctoolbox中的polygon to grid工具对话框进行栅格转换，并比较不同分辨率下的栅格数据误差。
2. 空间数据库实习- 空间数据库准备操作：熟悉Oracle数据库的基本操作，回顾空间数据库的相关知识，并完成II号宗地的建库和查询操作。
- 空间数据库建库：使用SQL语句创建用户和管理数据库权限，为用户授权，增加数据列等。
- 空间数据库查询：编写SQL语句，查询II号宗地中所有点的信息，并按点号排序。
三、实习收获与体会1. 提高了空间数据管理能力：通过实习，我掌握了空间数据的组织、存储、处理和分析等方面的基本原理和方法，提高了自身的空间数据管理能力。
2. 熟悉了ArcGIS和Oracle数据库：通过实习，我对ArcGIS和Oracle数据库的基本操作有了深入的了解，为今后在实际工作中应用这些软件奠定了基础。
空间数据的安全管理制度
一、总则为加强空间数据安全管理，确保国家地理信息安全，维护国家安全和社会公共利益，依据《中华人民共和国国家安全法》、《中华人民共和国测绘法》等相关法律法规，结合我单位实际情况，特制定本制度。
二、制度目标1. 保障空间数据安全，防止数据泄露、篡改、破坏和非法使用。
2. 提高空间数据使用效率，促进空间数据资源的合理利用。
3. 建立健全空间数据安全管理体系，确保空间数据安全稳定运行。
三、组织机构及职责1. 成立空间数据安全管理领导小组，负责制定空间数据安全管理制度，监督、检查和指导空间数据安全管理工作。
2. 设立空间数据安全管理办公室，负责具体实施空间数据安全管理工作，包括数据加密、访问控制、安全审计等。
3. 各部门、单位应指定专人负责空间数据安全管理工作，确保空间数据安全。
四、空间数据安全管理措施1. 数据分类分级根据空间数据的敏感性、重要性和影响程度，将空间数据分为一级、二级、三级和四级，并采取相应的安全措施。
2. 数据加密对涉及国家安全、社会公共利益和商业秘密的空间数据进行加密存储和传输，确保数据安全。
3. 访问控制实行严格的访问控制制度，对空间数据进行权限管理，确保只有授权人员才能访问和使用数据。
4. 安全审计定期进行安全审计，对空间数据的安全使用情况进行监督和检查，发现问题及时整改。
5. 网络安全加强网络安全防护，防止网络攻击、病毒入侵等安全事件对空间数据造成损害。
6. 物理安全对存储空间数据的服务器、存储设备等进行物理安全保护，防止人为破坏和自然灾害。
7. 应急处置制定空间数据安全事件应急预案，一旦发生数据泄露、篡改、破坏等事件，立即启动应急预案，采取有效措施进行处置。
五、人员管理1. 对空间数据管理人员进行安全教育和培训，提高其安全意识和技能。
2. 严格执行人员离职交接制度，确保空间数据安全。
3. 对违反空间数据安全管理制度的人员，依法依规进行处理。
六、附则1. 本制度自发布之日起施行。
如何进行空间数据的管理与共享
如何进行空间数据的管理与共享随着科技的不断进步和地理信息系统的广泛应用，空间数据的管理和共享成为了一个重要的议题。
空间数据的管理和共享旨在整合和管理来自不同来源的空间数据，以便更好地支持决策制定、规划设计和资源管理等工作。
本文将探讨如何进行空间数据的管理与共享。
一、空间数据管理的重要性空间数据管理是指对空间数据的采集、组织、分类、存储、更新和维护等一系列活动。
它不仅可以使空间数据的使用更加高效和便捷，还可以提高数据质量和准确性。
空间数据管理还可以促进不同机构和部门之间的协作和共享，避免数据冗余和重复采集。
空间数据管理的重要性体现在以下几个方面：1.决策支持：空间数据是决策制定的重要依据之一。
通过对空间数据进行及时准确的管理，可以有效地支持决策制定过程，提供分析和可视化工具，帮助决策者更好地了解和分析问题。
2.规划设计：空间数据管理为城市规划、土地利用规划等提供了基础数据支持。
通过对现有空间数据进行管理，可以准确掌握各种地理现象和特征，从而为规划设计提供科学依据。
3.资源管理：空间数据管理可以帮助实现资源的合理配置和利用。
通过对资源分布情况、利用状况等进行管理，可以提高资源利用效率，减少资源浪费。
二、实现空间数据管理的关键技术实现空间数据管理需要依靠一系列关键技术来支持和实现。
以下是几个常用的关键技术：1.数据采集：数据采集是空间数据管理的首要环节。
通过使用地理信息系统和遥感技术等，可以对不同来源的数据进行采集和整合。
例如，利用遥感技术可以获取高分辨率的遥感影像，并通过图像处理技术提取出地物类别和信息。
2.数据存储：空间数据的存储是指将采集到的数据进行合理分类和存储，以供后续使用。
传统的地理信息系统采用关系数据库进行存储，而随着大数据技术的兴起，分布式存储和云计算等技术也得到了广泛应用。
3.数据更新和维护：空间数据是动态变化的，在数据管理过程中需要对数据进行及时更新和维护。
通过建立数据更新机制和维护流程，可以确保数据的准确性和时效性。
空间数据管理-空间数据库
contents
目录
• 空间数据库概述 • 空间数据库的核心技术 • 空间数据库的应用领域 • 空间数据库面临的挑战与解决方案 • 空间数据库的未来发展趋势
空间数据库概述
01
定义与特点
定义
空间数据库是一种用于存储和管理空 间数据的数据库系统，它能够存储、 检索、更新和管理空间数据，包括地 理信息、地图数据、遥感数据等。
空间数据查询语言
空间数据查询语言是用于查询和管理 空间数据库的标准语言，它提供了丰 富的空间函数和操作符，用于对空间 数据进行各种复杂的查询和操作。
常见的空间数据查询语言包括SQL、 PostGIS等。
空间数据模型与结构
空间数据模型与结构是描述空间数据的组织和表达方式，它决定了空间数据的表示、存储和查询方式 。
环境监测与保护是空间数据库的重要应用领域之一。 环境监测部门需要利用空间数据库来分析环境质量、 生态状况等信息，为环境保护提供决策支持。
环境监测与保护还包括污染治理、生态修复等领域。
空间数据库面临的挑
04
战与解决方案
数据安全与隐私保护
数据加密
采用先进的加密算法对空间数据进行加密， 确保数据在存储和传输过程中的安全性。
访问控制
实施严格的访问控制策略，对不同用户设定不同的 权限级别，防止未经授权的访问和数据泄露。
隐私保护
在数据采集、处理和使用过程中，采取匿名 化、去标识化等技术手段保护用户隐私。
高性能查询优化
索引技术
利用空间索引技术提高查询效率，如 R-tree、Quadtree等。
查询策略优化
根据查询需求和数据特点，优化查询 路径和算法，减少计算量和I/O负载。
3空间数据管理方法
3空间数据管理方法三维(3D)数据管理是一种重要的技术，用于处理和管理具有三个维度的空间数据。
它在许多领域中都有广泛的应用，包括地理信息系统(GIS)、建筑设计、城市规划、航空航天、医学影像等。
在这篇文章中，我们将探讨三个主要的3D数据管理方法：块压缩、索引和多分辨率。
首先，块压缩是一种常用的3D数据管理方法。
它通过将3D数据划分为一些块，然后对每个块进行压缩，从而减小数据的存储空间。
块压缩方法可以根据数据的特征选择不同的压缩算法，例如无损压缩和有损压缩。
无损压缩方法可以保证数据的完整性，但通常需要更大的存储空间。
有损压缩方法可以有效地减小数据的存储空间，但会丢失一定程度的数据信息。
因此，在选择块压缩方法时，需要根据应用场景的要求权衡存储空间和数据精度。
其次，索引是另一种常用的3D数据管理方法。
索引可以加快对大规模3D数据的查询和访问速度。
传统的索引方法如B树和R树可以被扩展到三维数据领域。
然而，在处理大规模3D数据时，这些传统的索引方法可能会遇到效率低下的问题。
因此，一些专门针对三维数据的索引方法被提出，例如kd树和八叉树。
这些方法可以将三维数据空间划分为多个较小的区域，以便更快地定位目标数据。
此外，最近还出现了一些基于图像处理技术的3D索引方法，如SIFT和SURF等。
这些方法可以从三维数据中提取关键特征，并建立索引以进行更精确的匹配和检索。
最后，多分辨率是一种常用的3D数据管理方法，可以在不同层次的细节上处理和访问数据。
多分辨率方法可以将原始3D数据分解为一系列不同分辨率的表示形式，使得用户可以根据需要选择合适的分辨率进行处理。
一种常见的多分辨率方法是金字塔表示法，它将3D数据表示为多个层次的金字塔结构。
每个层次的金字塔都表示了原始数据的不同分辨率，用户可以根据需要选择更详细或更粗糙的分辨率进行处理。
此外，还有一些基于小波变换的多分辨率方法，如小波包和小波变换树。
这些方法可以将数据分解为不同频率的子带，并根据需要选择合适的子带进行处理。
数据库的空间数据管理与地理信息系统
数据库的空间数据管理与地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于捕捉、存储、处理、分析和展示空间数据的技术。
随着地理信息科学的快速发展和空间数据的不断增长，空间数据管理成为了现代数据库技术的一个重要方向。
本文将探讨数据库的空间数据管理与地理信息系统的关系、空间数据类型以及常用的空间查询和分析方法。
1. 空间数据管理与地理信息系统的关系空间数据管理指的是将地理信息通过数据库技术进行存储、查询和管理的过程。
地理信息系统则是利用空间数据进行分析、展示和决策支持的工具。
数据库的空间数据管理与地理信息系统密切相关，二者互为依赖关系。
数据库作为存储空间数据的载体，提供了高效的数据存储和查询能力，为地理信息系统提供了数据支撑。
而地理信息系统通过分析和展示空间数据，为数据库提供了更加丰富的应用场景和价值。
2. 空间数据类型在数据库中，空间数据是一种特殊的数据类型，主要包括点、线和面。
点表示地理空间的一个位置，如城市的中心坐标；线表示两个或多个点之间的连接，如道路、河流等；面表示一个封闭的区域，如土地利用范围、城市边界等。
除了点、线和面，还有一些特殊的空间数据类型，如多边形、多点和多线等。
多边形表示由多个点组成的封闭区域，常用于表示行政区域边界、景区范围等；多点表示一组点的集合，使用场景较少；多线表示由多个线构成的集合，可以用于表示地铁线路、河网等。
3. 空间查询与分析在地理信息系统中，常常需要进行空间查询和空间分析，以研究地理现象、解决问题或支持决策。
空间查询是指基于地理位置进行的数据查询，常用的空间查询方法包括：邻近查询、缓冲区查询、交叉点查询、包含查询、重叠查询等。
邻近查询用于查找附近的特定对象，可以用于寻找最近的医院或加油站。
缓冲区查询用于查找在指定距离范围内的对象，可以用于确定一个地区内有多少个商店或居民区。
交叉点查询用于查找在两个或多个线的交叉点上的对象，可以用于分析路口的交通流量。
空间数据管理概念
空间数据管理概念
空间数据管理是指对地理信息系统（GIS）中的空间数据进行组织、存储、查询和分析的过程。
在当今数字化时代，空间数据管理变得越来越重要。
空间数据管理可以帮助我们更好地理解地球。
通过收集、整理和分析空间数据，我们可以获得关于地球上各种现象和现象之间关系的深入了解。
这些数据可以帮助我们预测自然灾害、规划城市发展、保护环境等。
空间数据管理对于决策制定者来说也是至关重要的。
政府和企业可以利用空间数据来制定政策和战略。
例如，城市规划者可以使用空间数据来确定最佳位置建设新的基础设施，而零售商可以使用空间数据来确定最佳的店铺位置。
空间数据管理还可以促进跨学科研究和合作。
各个领域的研究人员可以共享和访问空间数据，从而促进合作和创新。
例如，地理学家、生态学家和社会学家可以共同利用空间数据来研究城市化对环境和社会的影响。
然而，空间数据管理也面临一些挑战。
数据的质量和准确性是一个重要问题。
不准确的数据可能导致错误的决策和不可靠的结果。
隐私和安全问题也需要得到重视。
空间数据中可能包含个人隐私信息，因此需要采取措施来保护数据的安全性和保密性。
空间数据管理在当今社会中起着至关重要的作用。
它不仅可以帮助我们更好地理解地球，还可以为决策制定者提供有价值的信息。
然而，我们也需要认识到空间数据管理面临的挑战，并采取相应的措施来解决这些问题。
如何进行空间数据管理和共享
如何进行空间数据管理和共享空间数据管理和共享在当今信息化时代具有重要意义。
随着科技的快速发展和大数据的广泛应用，空间数据成为各行各业不可或缺的资源。
然而，要实现空间数据的高效管理和有效共享并非易事。
本文将围绕如何进行空间数据管理和共享展开探讨，旨在提供一些思路和方法来解决这一挑战。
一、空间数据管理空间数据管理是指对所有与地理空间有关的数据进行集中存储、处理和管理的过程。
它涉及数据的整合、清洗、存储、更新和查询等内容，目的是提高数据的质量和可用性。
空间数据管理需要考虑以下几个方面。
1.数据整合与清洗首先，空间数据管理需要将来自不同来源的数据进行整合。
这些数据可能来自各个部门、不同类型的传感器或人工采集渠道。
因此，对数据进行清洗和去重是必要的，在此过程中，可以使用一些开源数据清洗工具来帮助识别和修复数据中的错误和缺失。
2.数据存储与处理对于大规模的空间数据集，如何高效地存储和处理是一个关键问题。
传统的关系型数据库可能不足以应对大规模数据的存储和处理需求，因此，一些新兴的大数据技术如分布式文件系统和列式存储系统可以被应用于空间数据管理中，以提高性能和可伸缩性。
3.数据更新与维护空间数据管理需要保证数据的准确性和时效性。
因此，需要建立一套完善的数据更新与维护机制，包括定期的数据更新、错误修复和数据质量监控等。
此外，还应建立数据版本管理系统，以追踪不同时间点的数据变化，并确保数据的一致性和可追溯性。
二、空间数据共享空间数据共享是指在数据管理的基础上，将数据分享给相关利益相关方和公众。
空间数据共享的目的是促进信息共享和合作，推动创新和决策制定。
以下是一些关于空间数据共享的思考。
1.共享政策与法规为了促进空间数据共享，需要建立相关的政策和法规。
政府在制定和落实相关政策时应考虑公众的需求和利益，同时平衡数据开放和隐私保护之间的关系。
此外，政府还应该明确相关的数据共享标准和规范，以确保数据的质量和可信度。
2.共享平台与技术空间数据的共享需要建立相应的共享平台和技术。
空间数据组织与管理
平台架构
建立一个安全、稳定、高效的空 间数据共享平台，包括数据存储、 数据处理、数据查询和数据分发 等功能模块。
数据整合
将不同来源、不同格式的空间数 据进行标准化和规范化，整合到 一个统一的共享平台上，便于用 户查询和使用。
用户管理
建立完善的用户管理制度，对用 户进行身份认证和权限管理，确 保数据的安全性和保密性。
空间数据组织与管理
• 空间数据概述 • 空间数据组织方式 • 空间数据存储管理 • 空间数据查询与检索 • 空间数据共享与分发 • 空间数据可视化表达与地图制作
目录
空间数据概述
空间数据的定义与特点
总结词
空间数据是描述地理空间中各种要素的数据，具有空间位置、属性、时间三个基本要素。
详细描述
空间数据是地理信息系统（GIS）的基础，它描述了地理空间中各种要素的位置、特征 和属性。这些要素可以是自然物体，如山川、湖泊、植被等，也可以是人文要素，如建 筑物、道路、人口分布等。空间数据的特点包括空间位置的唯一性、属性描述的多样性
空间数据版权保护
1 2 3
版权标识 对共享平台上的空间数据添加版权标识，明确数 据的所有权和使用权，防止未经授权的数据使用 和传播。
访问控制 建立严格的访问控制机制，限制用户对数据的访 问权限，防止未经授权的访问和数据泄露。
法律保护 加强相关法律法规的建设和执行，对侵犯版权的 行为进行严厉打击，保护数据所有者的合法权益。
空间数据的应用领域
总结词
空间数据在城市规划、环境保护、资源调查、灾害监 测等领域具有广泛应用。
详细描述
空间数据在许多领域都有重要的应用价值。在城市规划 中，空间数据可用于城市用地布局、交通规划等方面； 在环境保护中，空间数据可用于监测环境污染、评估生 态保护效果等；在资源调查中，空间数据可用于土地资 源、水资源、矿产资源等的调查和评估；在灾害监测中， 空间数据可用于灾害预警、灾后评估等。此外，空间数 据还可应用于军事侦察、农业管理、旅游规划等领域。
空间数据结构与管理
01
03
02
坐标序列法的优缺点
优点：文件结构简单，易于实现以多边形为单位的运算和显示。 缺点：①多边形之间的公共边界被数字化和存储两次，由此产生冗余和碎屑多边形；如重叠陕长多边形及裂缝的产生。 ②每个多边形自成体系而缺少邻域信息，难以进行邻域处理，如消除某两个多边形之间的共同边界； ③不能解决“洞”和“岛”之类的多边形嵌套问题。 ④没有方便方法来检查多边形边界的拓扑关系正确与否，如有无不完整的多边形（死点）或拓扑学上不能接受的环（奇异多边形）。 这种方法可用于简单的粗精度制图系统中。
Ⅱ树状索引编码法
采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息，方法是对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构。
线与多边形之间的树状索引
图形数据
4
二、矢量数据结构
定位明显：其定位是根据坐标直接存储的，无需任何推算。 属性隐含：属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上。 矢量数据结构图形运算的算法总体上比栅格数据结构复杂的多，在叠加运算、邻域搜索等操作时比较困难，有些甚至难以实现， 在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中，矢量结构有很高的效率和精度。
02
03
04
手工获取，专题图上划分均匀网格，逐个决定其网格代码。
由矢量数据转换而来。
扫描仪扫描专题图的图像数据{行、列、颜色（灰度）}，定义颜色与属性对应表，用相应属性代替相应颜色，得到（行、列、属性）再进行栅格编码、存贮，即得该专题图的栅格数据。
遥感影像数据，对地面景像的辐射和反射能量的扫描抽样，并按不同的光谱段量化后，以数字形式记录下来的像素值序列。
空间数据库管理的方法与技巧
空间数据库管理的方法与技巧随着科技的不断进步和发展，人们对于数据的需求也越来越大。
在这个信息爆炸的时代，空间数据库管理成为了一项重要的技术，用于存储和管理各种与空间相关的数据。
本文将探讨空间数据库管理的方法与技巧，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。
一、空间数据库管理的概述空间数据库管理是对空间数据进行存储、查询和分析的过程。
它与传统的关系型数据库管理有所不同，因为空间数据具有地理位置信息，需要考虑空间关系和空间索引等因素。
空间数据库管理主要涉及数据模型、数据结构和查询语言等方面。
二、空间数据模型空间数据模型是对空间数据进行描述和组织的方法。
常用的空间数据模型有层次模型、网络模型和关系模型等。
相对于其他模型，关系模型更具优势，因为它可以方便地进行复杂的空间查询和分析。
在关系模型中，空间数据可以以二维矩阵或几何对象的形式进行存储。
三、空间数据结构空间数据结构是指对空间数据进行索引和组织的方法。
常用的空间数据结构有四叉树、R树、网格和多边形索引等。
这些数据结构可以提高查询效率和空间分析的准确性。
例如，四叉树可以将空间数据按照空间位置划分成四个象限，从而方便地进行范围查询。
四、空间查询语言空间查询语言是指用于查询空间数据的语言和语法。
常用的空间查询语言有SQL和OGC标准中定义的空间查询语言。
SQL是一种通用的关系数据库查询语言，但是对于空间数据的查询需要扩展。
OGC标准中定义的空间查询语言包括空间谓词和空间运算，可以方便地对空间数据进行查询和分析。
五、空间索引优化空间索引优化是指对空间数据进行索引和优化的过程。
由于空间数据的特异性，传统的索引方法可能无法满足对空间查询的需求。
因此，需要针对空间数据设计合适的索引结构，如R树和网格等，以提高查询效率和数据分析的准确性。
六、空间数据可视化空间数据可视化是指将空间数据以图形的方式展示出来，以便于用户的理解和分析。
常用的空间数据可视化方法包括点图、线图和面图等。
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两者几乎独立地组织、管理和检索,由于空间数据与属性数据分 开存储，在表现地理空间数据方面缺乏完整的语义表达和存储
机制；难以保证数据的存储和操作的统一ArcInfo, MapInfo,
Microstation
GIS应用
文件管理系统 空间数据文件
关系型数据库管理 系统
属性数据据文件
标识码关联
数据库系统与文件系统比较
M
Ⅰ
Ⅱ
a
b
c
d
ce f
12233441 343554
2 b 3e M a Ⅰ cⅡ 5 1 d 4f
层次模型反映了实体之间的层次关系，简单、直观，易于理解 优点：层次和关系清楚，检索路线明确； 缺点：不能表示多对多的关系，对任何对象的查询都必须从层次结 构的根结点开始，数据独立性较差，插入和删除操作比较复杂。
网状模型表示
M
Ⅰ
Ⅱ
2 b 3e M a Ⅰ cⅡ 5 1 d 4f
a
b
c
d
ef
1
2
3
4
5
网状模型反映地理世界中常见的多对多关系，支持数据重构，
优点：适用于数据间相互关系非常复杂的情况，具有一定的数据独 立和数据共享特性，且运行效率较高；
缺点：由于网状结构的复杂性，增加了用户查询的定位困难，指针 的存在使数据量大大增加，尤其是当数据间关系复杂时
GIS中面向对象的几何数据
空间实体
复杂实体
点实体 线实体 面实体 体实体
节点 简单实体
弧段
面域
交通线
水系
人工交通线 自然交通线 河流 湖泊 池塘
公路 运河 可航行河流 不可航行河流
面向对象的属性数据模型
控制点
医院
职员库
操作
街道
学校
属性
耕地
公园
居民住宅 职员编号
园地 林地
城镇
电力设施
酒店
GI S
空间数据文件
属性数据文件
数据、结构化的属性数据 等。空间数据和属性数据
标识码关联
Байду номын сангаас
两者之间通过标识码建立
联系。
各个地理信息系统应用程序对应各自的空间和属性数据文件， 当两个GIS应用程序需要的数据有相同部分时，可以提出来作 为公共数据文件
缺点是： 1）程序依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时，应
用程序也随之需要改变。 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。
GIS应用1
GIS应用2
空间、属性 数据文件1
空间、属性 数据文件2
空间、属性 数据文件3
2.文件与关系数据库混合管理方式
是目前绝大多数商用GIS软件所采用的数据管理方案，已经得 到广泛应用。这种方案用商用DBMS管理属性数据，用文件系统 管理空间数据，空间实体位置与其属性通过标识码建立联系。
– 数据库管理阶段 – 数据仓库阶段
层次数据库 网络数据库 关系数据库 面向对象数据库
数据经过重构、 融合等，面向主 题组织，服务于 决策系统
空间数据管理方式
1、文件管理方式
文件管理是将GIS中所有 的数据都存放在自行定义 的空间数据结构及其操纵
GIS应用 文件管理系统
工具的一个或者多个文件 中，包括非结构化的空间
• 对象类型覆盖GIS和CAD对模型的双重要求 • 要素可描述任意几何复杂度的实体 • 完善的关系定义 • 支持多层次数据结构 • 支持几何数据的矢量表示法和解析表示法 • ……
6.2 空间数据管理
• 空间数据特征 • 传统数据库管理空间数据的局限性 • 空间数据管理模式
空间数据特征
1 空间特征：一般需要建立空间索引。 2 非结构化特征：
(2)边界－结点关系表
地物特征 林地 麦地
2 b 3e M a Ⅰ cⅡ 5 1 d 4f
(3)结点坐标表
关系模型例
面向对象数据模型
对象的定义：无论怎样复杂的事例都可 以准确地由一个对象表示，每个对象都 是包含了数据集和操作集的实体。
地理对象
属性—数据 行为—方法
对象的划分：根据对象的共性，及对它的 研究目的来划分，与具体的目的、性质相 联系，不同的目的就会有不同划分。
无
完整性控制、并发控制、数 据恢复
数据库系统的数据模型
• 1 层次模型 • 2 网络模型 • 3 关系模型 • 4 面向对象模型
数据组织的层次关系图
数据库
文件
文 件 。。。。。。
文件
记 录 记 录 记 录 。。。。。。。 记 录 数据项 数据项 数据项 数据项 。。。。。。。数据项
层次模型表示
结构化的，即满足第一范式:每条记录定长，而空间数据数据 项变长，对象包含一个或多个对象，需要嵌套记录。
牧草 居地民地
农村居民点 工矿地
建筑物 操作：查询
删除 插入
属性：标识码
工厂： 商店
银行
交通用地
区号 街道号
邮局
水域
建筑日期
姓名 工资
酒店设施库 操作 属性 房间床位
未用地
房主等
MapGIS空间实体模型
• 更接近人类面向对象实体的思维方式 • 全面支持对象、类、子类、子类型、关系、有效性
规则、数据集、地理数据库等概念
第六章 空间数据管理
第六章 空间数据管理
• 6.1 数据的管理 • 6.2 空间数据的管理 • 6.5 空间索引 • 6.6 元数据 • 6.7 栅格与影像数据库 • 6.8 时空数据模型
6.1 数据的管理
• 计算机对数据的管理到目前为止，共经历了四个阶段：
– 程序管理阶段 – 文件管理阶段
数据与程序共存 顺序文件 索引文件 直接文件 倒排文件
关系模型表示
优点：结构灵活，可满足所有用布尔逻辑运算和数学运算规则 形成的询问要求，能够搜索、组合和比较不同类型的数据，加 入和删除数据都非常方便。 缺点：搜索速度随关系的复杂度增加而下降，只能查找和检索 满足特定关系的数据。
(1)多边形关系表
多边形编号 Ⅰ Ⅱ
产权人 张三 李四
面积 125.2 43.5
集中控制 冗余度
文件系统
数据库系统
分散的、不能多用户共享、 不能统一控制、维护和管 理
多用户共享，统一控制、维 护和管理
冗余大，增加存储空间
能够消除部分冗余
独立性 数据模型 数据保护
数据和应用程序共存
数据独立于应用程序
数据模型简单，顺排文件， 随机文件……
数据模型复杂：层次模型、 网络模型、关系模型、面向 对象模型
•对象与封装 •类 •继承 •多态 •……
现实世界 抽象
对
对对
象
象象
1
2
n
GIS中面向对象模型
• 1）空间地物的几何数据模型
– 通常最高等级的类为点、线、面
• 2）拓扑关系与面向对象模型
– 以点或弧段对象的标识号来表示弧段和面域 的相互关系
• 3）面向对象的属性数据模型
– 可能与几何对象的划分标准不一致