地理信息系统数据库设计文档

城市基础地理信息数据库设计与实现

第1章概述1.1研究内容概述数字城市建设是城市重要的空间数据基础设施建设，是数字中国地理空间框架的重要组成部分，能够直接服务政府部门、企事业单位和社会公众，提高公共管理、突发事件应急、科学决策能力及共享服务水平。

并能够推动数字城市向智慧城市转变。

数字城市以各种比例尺地形图为基础，充分运用现代测绘高新技术和计算机网络技术，建设多尺度、多分辨率、多种类的城市空间数据体系，构建统一的、权威的城市地理信息公共平台。

城市地理信息系统建设是城市空间框架建设的核心。

是对城市的多源数据进行有效、合理的整合，为各类与地理位置有关的应用部门提供统一的地理空间信息公共平台。

基础地理信息数据库作为数字城市的重要空间信息模块，通过不同模型结构提供多种分辨率的空间和时间维度上地理信息，服务于多种应用领域。

基础地理信息数据库由基础地理信息数据、数据管理系统以及软硬件支撑环境等组成。

基础地理信息数据主要是指通用性较强，功能共享需求最大，能够被测绘相关行业采用作为统一的数据空间定位和空间分析的基础单元。

主要包括地理信息数据进行定位的地理坐标系格网；表达自然地理信息的地貌、水系、植被；表达社会地理信息的居民地、交通、管线、境界、特殊地物、地名等要素。

基础地理信息数据同采用的地图比例尺有关，随着比例尺的增大，基础地理信息的覆盖面更加广泛细致。

基础地理信息数据管理系统是以实现数据的基本输入、编辑、查询、浏览、分析、统计、输出以及更新维护为目标，对以各种不同的技术手段获取的不同格式、类型的基础地理信息数据进行采集、编辑处理和存贮，从而对城市多源基础地理信息数据进行有效整合，为城市中与测绘需求相关的部门（国土、城市规划、测绘、林业和农业等部门）提供基础地理信息服务，为各类社会经济信息的整合、共享提供专业、通用的地理空间信息公共平台。

地形数据库建设是基础地理信息系统的重要组成部分，是其它专业地理信息系统或数字城市的定位基础。

该类数据库将国家基本比例尺地形图中表达的各类自然地理和社会地理信息要素，包括定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质、注记等，按照统一的标准进行分类编码，以一定的规则分层，并对各要素的空间、属性信息及相互间的空间关系等数据进行采集、编辑、处理。

地理信息系统设计教程

空间数据检索设计
➢ 目的：从空间数据库中快速高效地检索出所需要的数据 ➢ 实质：按一定条件对空间实体的图形数据和属性数据进行
查询检索，形成一个新的空间数据子集 ➢ 方法：根据GIS应用的实际要求，用SQL语言、扩展SQL
语言和具有检索功能的GIS命令（如Arc/Info中的#Merge、 #Overlay、#select、#Polygon、#Assess等）来实现注：空间检索是目前空间数据检索研究的热点，最常见空间数据检索是基于拓扑关系（包括邻接、关联、包含等）的空间检索
➢ 所有需要的要素特征都被数字化，没有遗漏数据 ➢ 减少冗余数据 ➢ 特征位置正确，弧有正确形状 ➢ 应该连接的特征保证确实连接 ➢ 所有多边形有且仅有一个标号点 ➢ 所有要素都保证在外部边界之内 ➢ 空间数据可用 ➢ 消除坐标错误同时保证拓扑关系正确，可以通过构建
已有的空间关系（构造拓扑关系）、标识错误、改正错误、重构拓扑关系等工作来完成
空间数据输入设计原则
➢ 良好的交互性。如确认输入、确认删除、确认取消等都为用户提供反馈信息和帮助信息
➢ 允许用户进行简单的数据编辑 ➢ 提供恢复功能。允许恢复到错误输入前的正确状态 ➢ 对于表格数据的输入，要提供缺省值、输入格式、有效性
检验等功能，使用户快速而准确地输入数据
空间数据输入设计考虑因素
在第七章的第一、第二部分介绍了空间数据的特征、规范与标准；空间数据的逻辑预处理（包括分幅、分层和分专题要素）；空间数据的概念设计以及空间数据的逻辑设计。在这一部分将介绍空间数据库的功能设计和空间数据采集建库。
教学提纲
五、空间数据库的功能设计六、空间数据采集建库
五、空间数据库的功能设计
（一）空间数据输入设计（二）空间数据检索设计（三）空间数据输出设计（四）空间数据更新设计（五）空间数据共享设计

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。

基于空间数据库的地理信息系统设计与优化

基于空间数据库的地理信息系统设计与优化地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是一种以计算机为核心，以地图为基础，用于存储、管理、分析和展示地理空间数据的信息系统。

而基于空间数据库的地理信息系统设计与优化是对GIS系统的重要工作。

本文将从数据库设计和系统优化两方面探讨基于空间数据库的地理信息系统的设计与优化。

在进行基于空间数据库的地理信息系统设计时，数据模型是一个关键环节。

数据模型决定了系统能够存储和处理的数据类型，对于地理信息系统而言，空间数据的存储和分析是重中之重。

传统的关系型数据库由于其不擅长处理空间数据的特性，无法满足地理信息系统的需求，因此需要考虑采用专门的空间数据库。

目前常用的空间数据库包括PostGIS、Oracle Spatial和Microsoft SQL Server等。

在地理信息系统设计中，需要考虑到空间数据的建模和空间数据的操作。

空间数据的建模需要选择合适的几何表示方法，例如点、线、面等，以及二维或三维空间。

同时，还需要定义属性数据和空间数据之间的关联关系。

在空间数据的操作方面，主要包括空间查询、空间分析和空间可视化等功能。

空间查询需要支持不同的空间关系判断，如相交、包含、邻接等；空间分析需要支持缓冲区分析、叠加分析等；空间可视化需要支持地图生成和空间数据展示等。

在进行基于空间数据库的地理信息系统优化时，主要从数据存储和数据查询两方面考虑。

首先，在数据存储方面，可以采用索引、数据压缩和划分等技术来提高数据的存储效率。

对于空间数据而言，使用适当的索引结构，如R树、四叉树等，可以加快空间查询操作的速度。

此外，可以将数据进行压缩，减小存储空间的占用，并且提高数据加载的速度。

对于大规模数据集，可以采用数据划分的方式，将数据划分成多个分区，分布在不同的物理存储介质上，以提高查询的并行性和响应速度。

其次，在数据查询方面，可以采用空间索引和查询优化等技术来提高查询性能。

基础地理信息系统数据建库技术要求

项目编号: ZXPR-SU020-2003基础地理信息系统基础地理数据库建设技术要求Version: 2.1本文档使用部门：■主管领导■项目组□客户（市场）□维护人员□用户执行ISO9001:2000标准编制：评审：项目评审委员会日期：日期：分发编号：目录1.前言 (4)1.1范围 (4)1.2引用标准 (4)2.总则 (4)2.1编制目的 (4)2.2数据库建设的主要工作 (4)2.3数据成果 (4)2.3.1成果资料 (4)2.3.2成果格式 (5)3.基础地理数据集规范 (5)3.1数据文件命名 (5)3.2图层名称结构 (5)3.3图层定义 (6)3.3.1测量控制点（POINT）*A01P (8)3.3.2测量控制点辅助线（LINE）*A02L (8)3.3.3测量控制点注记（POINT）*A03P (8)3.3.4居民地(POLY、LINE、POINT) *B01A、*B01L、*B01P (9)3.3.5居民地附属物(POLY、LINE、POINT) *B02A、*B02L、*B02P (9)3.3.6居民地注记（POINT）*B03P (10)3.3.7工矿建(构)筑物（POLY）*C01A (10)3.3.8工矿建(构)筑物辅助线点（LINE、POINT）*C02L、*C02P (10)3.3.9工矿建(构)筑物注记（POINT）*C03P (11)3.3.10交通道路（POLY 、LINE）*D01A、*D01L (11)3.3.11交通道路辅助设施（LINE、POINT）*D02L、*D02P (11)3.3.12交通道路注记（POINT）*D03P (11)3.3.13管线（LINE）*E01L (12)3.3.14管线辅助设施（POINT）*E02P (12)3.3.15管线注记（POINT）*E03P (12)3.3.16水系（POLY、LINE）*F01A、*F01L (13)3.3.17水系辅助设施（LINE、POINT）*F02L、*F02P (13)3.3.18水系注记（POINT）*F03P (13)3.3.19境界（POLY、LINE、POINT）*G01A、*G01L、*G01P (14)3.3.20境界注记（POINT）*G03P (14)3.3.21地貌与地质（POLY）*H01A (14)3.3.22高程点（POINT）*H01P (14)3.3.23等高线（LINE）*H01L (15)3.3.24地貌与地质辅助设施（LINE、POINT）*H02L、*H02P (15)3.3.25地貌与地质注记（POINT）*H03P (15)3.3.26植被（POLY、LINE、POINT）*I01A、*I01L、*I01P (15)3.3.27植被辅助设施（LINE、POINT）*I02L、*I02P (16)3.3.28植被注记（POINT）*I03P (16)3.3.29图幅索引图层（POLY）*INDEX01 (16)4.数据转换流程 (16)4.1数据转换技术流程 (16)4.2代码转换、数据分层 (17)4.2.1测量控制点 (18)4.2.2居民地及垣栅 (18)4.2.3工矿建(构)筑物及其它设施 (20)4.2.4交通及附属设施 (26)4.2.5管线及附属设施 (29)4.2.6水系及附属设施 (30)4.2.7境界 (33)4.2.8地貌和土质 (34)4.2.9植被 (35)4.2.10注记 (36)4.2.11其他特殊要求 (36)4.3数据接边处理 (36)4.4数据检查 (36)4.4.1质量控制指标 (36)4.4.2自（互）检 (36)4.4.3过程检查 (36)4.4.4最终检查 (37)5.地名数据技术规范 (37)5.1图层及属性定义 (37)5.1.1物理分层 (37)5.1.2地名代码 (38)5.2数据编辑流程 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

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。

地理信息系统的设计与实现

地理信息系统的设计与实现地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据采集、存储、管理、分析和可视化于一体的信息管理系统。

它能够通过地图表示地理空间分布的各种属性信息，为决策者提供空间数据分析和空间关联性分析的支持，以便更好地理解和解决地理空间问题。

本文将针对地理信息系统的设计与实现进行详细介绍。

一、地理信息系统的设计1.需求分析在设计地理信息系统之前，首先要进行需求分析。

需求分析包括用户需求和系统需求两个方面。

用户需求是指使用地理信息系统的用户对系统功能和性能的要求；系统需求是指系统运行的环境、数据存储和处理能力等方面的要求。

通过与相关用户沟通和调查，设计人员能够更好地理解用户的需求，为后续的设计工作做好准备。

2.数据采集与存储地理信息系统需要大量的地理数据来支持分析和展示功能。

数据的采集可以通过现场调查、航空遥感、卫星遥感等多种手段进行。

采集到的数据需要进行处理和存储。

处理涉及数据清洗、转换、修复等过程，以保证数据的准确性和一致性。

存储可以选择关系数据库、空间数据库或者文件系统等方式，根据实际需求进行选择。

3.系统架构设计地理信息系统的架构设计是设计过程中的重要环节。

架构设计涉及到软件和硬件的选择、系统模块的划分和交互等方面。

在选择软件和硬件时需要考虑系统的可扩展性、性能和稳定性。

模块划分和交互的设计需要根据系统的功能和用户的需求进行合理的划分和定义，以保证系统的高效运行和用户的良好体验。

4.功能设计地理信息系统的功能设计是基于用户需求和系统架构进行的。

功能设计包括系统的基础功能和扩展功能。

基础功能包括地图展示、查询、分析、编辑等功能，扩展功能可以根据具体需求进行添加。

功能设计需要考虑用户的应用场景和业务特点，以提供符合用户需求的功能模块。

二、地理信息系统的实现1.数据库设计地理信息系统需要数据库来存储和管理地理数据。

数据库设计是实现地理信息系统的关键环节之一。

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。

国家基础地理信息系统数据库

ห้องสมุดไป่ตู้
制的详细表达普通地理要素的地图。
包含11种基本比例尺：1：5百、1：1千、1：2千、1：5千、1：1万、1：2.5万、1：5
万、1：10万、1：25万、1：50万、1：100万
国家基础地理信息系统数据库
2011-1-4 【大中小】
国家基础地理信息系统是以形成数字信息服务的产业化模式为目标，通过对各种不同技术手段获取的基础地理信息进行采集、编辑处理、存贮，建成多种类型的基础地理信息数据库，并建立数据传输网络体系，为国家和省（市、自治区）各部门提供基础地理信息服务。它是一个面向全社会各类用户、应用面最广的公益型地理信息系统。是一个实用化的、长期稳定运行的信息系统实体。是我国国家空间数据基础设施（NSDI）的重要组成部分，是国家经济信息系统网络体系中的一个基础子系统。
地图的定义:地图是根据一定的数学法则，将地球（或其它星体上）的自然和人文现象，使
用地图语言，通过制图综合，缩小反映在平面上，反映各种现象的空间分布、组合、联系、
数量和质量特征及其在时间中的发展变化。
国家基本比例尺地图：是按照国家制定的统一规格、用指定的方法测制或根据可靠的资料编
1、全国1:400万地形数据库
全国1:400万地形数据库，是在1:100万地形数据库基础上，通过数据选取和综合派生的。数据内容包括主要河流(5级和5级以上)、主要公路、所有铁路、居民地(县和县级以上)、境界(县和县级以上)及等高线(等高距为1,000米)。数据分为6层。
国家基础地理信息数据库是存储和管理全国范围多种比例尺、地貌、水系、居民地、交通、地名等基础地理信息，包括栅格地图数据库、矢量地形要素数据库、数字高程模型数据库、地名数据库和正射影像数据库等。国家测绘局1994年建成了全国1:100万地形数据库(注：含地名)、数字高程模型数据库, 1:400万地形数据库等；1998年完成全国1:25万地形数据库、数字高程模型和地名数据库建设；1999年建设七大江河重点防范区1:1万数字高程模型(DEM)数据库和正射影像数据库；2000年建成全国1:5万数字栅格地图数据库；2002年建成全国1:5万数字高程模型(DEM)数据库，并更新了全国1:100万和1:25万地形数据库；2003年建成1：5万地名数据库、土地覆盖数据库、 TM卫星影像数据库。现正在建立全国1:5万矢量要素数据库、正射影像数据库等。各省正在建立本辖区1:1万地形数据库、数字高程模型(DEM)数据库、正射影像数据库、数字栅格地图数据库等，并正在进行省、市级基础地理信息系统及其数据库的设计和试验研究。

地理信息系统的数据库设计

地理信息系统的数据库设计地理信息系统（GIS）作为一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术，其核心在于高效、准确的数据库设计。

一个精心设计的数据库不仅能够提升数据处理和分析的效率，还能为各种地理信息应用提供坚实的基础。

在探讨地理信息系统的数据库设计之前，我们首先需要了解地理信息数据的特点。

地理信息数据通常具有空间性、多维性、时态性和海量性等特征。

空间性意味着数据与地理位置相关，例如地图上的点、线、面等要素；多维性体现在数据包含多种属性，如地形高度、土壤类型、人口密度等；时态性则反映了数据随时间的变化，比如城市的扩张、土地利用的改变；海量性是由于地理信息数据的覆盖范围广泛，数据量巨大。

为了有效地管理这些复杂的数据，地理信息系统的数据库设计需要遵循一系列的原则。

首要的原则是数据的完整性和准确性。

这意味着数据库中的数据必须完整无缺，并且能够准确地反映现实世界的地理情况。

其次是数据的一致性，即相同的数据在不同的地方应该具有相同的定义和取值。

此外，还需要考虑数据的可用性和可扩展性。

可用性要求数据易于访问和使用，而可扩展性则确保数据库能够适应未来数据量的增长和功能的扩展。

在设计数据库时，第一步是需求分析。

这包括明确系统的用户需求、数据需求和功能需求。

例如，一个城市规划系统可能需要存储土地利用、建筑物分布、交通网络等数据，并具备查询、分析和规划功能。

通过与用户的沟通和对业务流程的深入理解，我们能够确定数据库需要支持的操作和数据类型。

接下来是概念设计。

在这个阶段，我们构建一个概念模型，通常使用实体关系（ER）图来表示。

例如，对于一个森林资源管理系统，可能会有“森林”“树木”“物种”等实体，它们之间存在着“包含”“属于”等关系。

概念设计的目的是清晰地定义数据库中的实体、属性和关系，为后续的逻辑设计提供基础。

逻辑设计是将概念模型转换为具体的数据库模型，如关系型数据库中的表结构。

在这个过程中，需要确定表的字段、数据类型、主键和外键等。

地理信息系统空间数据库

二、空间数据库的设计
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

地理信息系统数据库设计

ｌ
在地理信息系统的相关应用中，电子地图一般工作在实时、多任务环境下，图形ｌ属数ｌＩ图数Ｉ性据形据显示、刷新、信息查询、拓扑关系等是数据图３地图数据库管理系统结构设计必须考虑的重要因素。电子地图数据库设计主要考虑以下原则：（）１图形结构简单。电子地图主要包含点、、线面等空间对象，简单的图形结构具有数据量小、新快、刷图形剪裁方便等特点。（）２冗余度小。地图数据的冗余度小将使信息查询、路径搜索的速度得以提高，也将减少数据的存储空间。．（）扑关系简单。在车辆定位与导航中，３拓电子地图的拓扑关系用于路径搜索、最优路径规划，因此简单明了的拓扑关系将缩短路径搜索时间。（）４空间信息查询与分析速度快。空间信息查询主要包括单个空间对象的查询和多个对象之间的拓扑查询，良好的数据结构将使空间查询与分析速度快、果准确。结（）５开放的数据接口。地图中的非空间数据具有良好的数据接１，：能够兼容商用的非空间数据库。１１
图２空间数据的基本特征
收稿日期：０５０ —８；订日期：０５１—８２０－９０修２０ —００
维普资讯
５６５
成都
信
息
工
程
学院的空间数据一般具有数量特征、空间特征数据、属性特征、时间特征４个基本特征（￣ｔ：图）１２
３地图数据库（Ｂ）ＭＤＭＳ管理系统的组成与功能

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数据库设计

§8.1 GIS数据库设计的概念
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❖ 数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。具体地讲，就是对于一个给定的应用环境，提供一个确定最优数据模型与处理模式的逻辑设计，以及一个确定数据库存贮结构与存取方法的物理设计，建立能反映现实世界信息和信息联系，满足用户要求，以能被某个数据库管理系统（DBMS）所接受，同时能实现系统目标并有效存取数据的数据库。
一般地，地学实体可包括几何类型信息、分类分级信息：如下几类属性信息：
地学实体
几何类型信息
分类分级信息图形信息数量特征信息质量描述信息名称信息
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a．几何类型信息：点状物体、线状物体、面状物体、复杂物体、三维物体等等。图形
b．分类分级信息：说明物体的类型归属，用特征码或地理标识码表示。 c．图形信息：描述物体的位置和形状的信息。 d．数量特征信息：描述物体的大小或其它可以度量的性能指标。如长度、
概念化设计
在地理实体之间存在着各种各样的关系，而GIS中只能直接建立一些最基本的关系，其它关系可以在基本关系的基础上导出。一般地，地理实体具有下述三种类型的基本关系：
§8.2 应用型GIS数据库设计目标
（l）满足用户要求。（2）良好的数据库性能。（3）对现实世界模拟的精确程度。（4）能被某个数据库管理系统接受。
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§8.3 应用型GIS数据库设计
❖ 一、概念化设计 ❖ 二、数据库逻辑设计 ❖ 三、数据库物理设计
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一、概念化设计
❖ 1．概念结构设计的方法与步骤 ❖ 2．实体—关系模型 ❖3. 数据库地理实体类型确定 ❖ 4．地理实体属性范围 ❖ 8．实体间的基本关系

gis系统设计概述

第二节 GIS设计旳基本内容和流程
(4)系统功能设计 (5)应用模型和措施设计 (6)输入输出以及产品输出形式设计等 (7)人机对话及顾客界面设计
第二节 GIS设计旳基本内容和流程
2，人机对话设计及系统顾客界面设计
➢ 人机对话是应用型GIS在运营中旳基本特征，也是应用型 GIS旳基本要求。
➢ 友好旳顾客界面，是应用型GIS成功旳条件之一。 ➢ 人机对话方式：键盘-屏幕；键盘-打字机；光笔-屏幕；鼠
1、构造化生命周期法：
构造化生命周期法旳特点： 1）预先明确顾客要求 2）自顶向下设计系统 3）严格按阶段进行开发 4）工作文档要求原则化和规范化 5）利用系统分解和协调技术，使复杂系统简化 6）强调阶段成果旳评审和检验
第一节 GIS设计与开发旳基本措施
三、地理信息系统设计与开发旳基本措施
四， GIS设计旳基本原则
基本原则
详细内容
原则化
符合GIS旳基本要求和原则；符合既有旳国标和行业规范
先进性
硬件设备旳先进性；软件设计旳先进性；技术措施旳先进性；管理手段旳先进性
兼容性
数据具有可互换性，选择原则旳数据格式和实现数据格式转换功能，实现与不同数据库之间旳数据共享
高效性
具有高效率旳数据采集工艺措施和图形处理能力、存取能力、管理能力等等
选择式
第二节 GIS设计旳基本内容和流程
回答式
第二节 GIS设计旳基本内容和流程
填表式
第二节 GIS设计旳基本内容和流程
提问法
第二节 GIS设计旳基本内容和流程
• 图形顾客界面设计时应注意旳原则：
保持相同或相同旳外观；顾客界面使用旳词汇、图示、颜色、选用方式、交流顺序，其

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。