分布式空间数据库集成访问技术
基于 Oracle 和 Arcsde 分布式空间数据库的设计与建立
西北大学学报(自然科学版) 2004年4月,第34卷第2期,Apr.,2004,Vol.34,No.2Journal of Northwest University (Natural Science Edition ) 收稿日期:2003207206 基金项目:陕西省自然科学研究计划资助项目(2000X14) 作者简介:王旭红(19682),女,陕西咸阳人,西北大学博士生,从事地理信息系统、遥感图像处理技术研究。 基于Oracle 和Arcsde 分布式空间 数据库的设计与建立 王旭红1,2,周明全1,陈 燕1 (1.西北大学计算机科学系,陕西西安 710069;2.陕西省测绘局,陕西西安 710054) 摘要:目的 针对当前以传统文件形式管理、存储大数据量空间数据的不足,设计出空间数据库建 设的总体方案和技术路线,使空间数据和属性数据统一存储在面向对象的关系型数据库(Oracle 8i )中,以实现统一、高效的数据管理。方法 应用GIS 技术、数据库技术和COM 编程技术进行空间数据库设计与建设。结果 建立了空间基础地理信息数据示范库,现已试运行。结论 所设计的空间数据库总体框架结构合理,技术路线正确,可行性强。关 键 词:空间数据库;Oracle ;Arcsde ;分布式处理中图分类号:TP392 文献标识码:A 文章编号:10002274Ⅹ(2004)022******* 随着GIS 应用系统在复杂性、集成型、并发性等方面的要求不断增加,系统所需的空间数据量在急剧地增长,用户对空间数据并发访问的需求也越来越突出。以传统的文件形式存储及矢量、栅格分离的空间数据的存储和表示方法,已经无法满足用户的需求。如何利用关系型数据库在数据存储、数据完整性等方面的先进技术手段,将海量空间数据(包括矢量、空间数据)有机地组织和管理起来,通过其内部异步缓冲、空间索引、分布式管理等先进的机制,提供对空间数据的多用户高效并发访问以及对空间数据的有效管理和分发,已是空间数据库建立、管理和分发部门必须面临的问题。 1 系统目标 建成一个多级比例尺(100万、 25万、5万、1万)矢量、栅格以及航空影像、遥感影像(TM ,SPO T )的C/S 结构基础地理空间数据库,便于对空间数据有 效的管理、分发和应用。 2 总体技术方案 系统总体技术方案设计应在充分考虑系统建库 目标与用户需求的基础上,在软件工程技术、计算机网络技术、GIS 技术和最新的面向对象的关系型数据库管理技术的支持下,选用Oracle 为空间数据库管理软件,Arcsde 为空间数据库引擎,设计出建立C/S 结构分布式空间数据库的系统框架结构和技术路线。2.1 技术路线 分布式空间数据库建设应放弃数据文件式的管理方式,采用大型关系数据库管理系统(Oracle 8i )管理空间数据,Arcsde 作为Oracle 8i 和ARC/IN FO 或其他地理信息系统软件的接口,VB/VC/Delphi/Java 为前端应用开发工具。其中,空间数据通过Arcsde 存储在Oracle 数据库。Arcsde 是基于C/S 计算模型和关系数据管理模式的一个连续的空间数据模型,借助这一模型,可将空间数据加入到数据库管理系统(RDBMS )中去[1]。Arcsde 融于RDMBS 后,提供了对空间、非空间数据进行高效率操作的数据接口。由于Arcsde 采用C/S 体系结构,大量用户可同时针对同一数据进行操作。Arcsde 提供了应用程序接口(API ),开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到应用工程中去,以完成前端的应用开发,最终提供数据的存储、查询和分发服务。2.2 系统软件配置 ArcObjects 用于数据库前端的应用开发;
空间数据库的建立和维护
§2.7 空间数据库的设计、建立和维护 二、空间数据库的建立和维护 1、空间数据库的建立 在完成空间数据库的设计之后，就可以建立空间数据库。建立空间数据库包括三项工作，即建立数据库结构、装入数据和试运行。 1）建立空间数据库结构 利用DBMS提供的数据描述语言描述逻辑设计和物理设计的结果，得到概念模式和外模式，编写功能软件，经编译、运行后形成目标模式，建立起实际的空间数据库结构。 2）数据装入 一般由编写的数据装入程序或DBMS提供的应用程序来完成。在装入数据之前要做许多准备工作，如对数据进行整理、分类、编码及格式转换(如专题数据库装入数据时，采用多关系异构数据库的模式转换、查询转换和数据转换)等。装入的数据要确保其准确性和一致性。最好是把数据装入和调试运行结合起来，先装入少量数据，待调试运行基本稳定了，再大批量装入数据。 3）调试运行 装入数据后，要对地理数据库的实际应用程序进行运行，执行各功能模块的操作，对地理数据库系统的功能和性能进行全面测试，包括需要完成的各功能模块的功能、系统运行的稳定性、系统的响应时间、系统的安全性与完整性等。经调试运行，若基本满足要求，则可投入实际运行。 由以上不难看出，建立一个实际的空间数据库是一项十分复杂的系统工程。
2、空间数据库的维护 建立一个空间数据库是一项耗费大量人力、物力和财力的工作，都希望能应用得好，生命周期长。而要做到这一点，就必须不断地对它进行维护，即进行调整、修改和扩充。空间数据库的重组织、重构造和系统的安全性与完整性控制等，就是重要的维护方法。 1）空间数据库的重组织 指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。因为一个空间数据库在长期的运行过程中，经常需要对数据记录进行插入、修改和删除操作，这就会降低存储效率，浪费存储空间，从而影响空间数据库系统的性能。所以，在空间数据库运行过程中，要定期地对数据库中的数据重新进行组织。DBMS一般都提供了数据库重组的应用程序。由于空间数据库重组要占用系统资源，故重组工作不能频繁进行。 2）空间数据库的重构造 指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。这是因为系统的应用环境和用户需求的改变，需要对原来的系统进行修正和扩充，有必要部分地改变原来空间数据库的逻辑结构和物理结构，从而满足新的需要。数据库重构通过改写其概念模式(逻辑模式)的内模式(存储模式)进行。具体地说，对于关系型空间数据库系统，通过重新定义或修改表结构，或定义视图来完成重构；对非关系型空间数据库系统，改写后的逻辑模式和存储模式需重新编译，形成新的目标模式，原有数据要重新装入。空间数据库的重构，对延长应用系统的使用寿命非常重要，但只能对其逻辑结构和物理结构进行局部修改和扩充，如果修改和扩充的内容太多，那就要考虑开发新的应用系统。
海量数据下分布式数据库系统的探索与研究
海量数据下分布式数据库系统的探索与研究 摘要：当前，互联网用户规模不断扩大，这些都与互联网的快速发展有关。现 在传统的数据库已经不能满足用户的需求了。随着云计算技术的飞速发展，我国 海量数据快速增长，数据量年均增速超过50％，预计到2020年，数据总量全球 占比将达到20％，成为数据量最大、数据类型最丰富的国家之一。采用分布式数 据库可以显著提高系统的可靠性和处理效率，同时也可以提高用户的访问速度和 可用性。本文主要介绍了分布式数据库的探索与研究。 关键词：海量数据；数据库系统 1.传统数据库： 1.1 层次数据库系统。 层次模型是描述实体及其与树结构关系的数据模型。在这个结构中，每种记 录类型都由一个节点表示，并且记录类型之间的关系由节点之间的一个有向直线 段表示。每个父节点可以有多个子节点，但每个子节点只能有一个父节点。这种 结构决定了采用层次模型作为数据组织方式的层次数据库系统只能处理一对多的 实体关系。 1.2 网状数据库系统。 网状模型允许一个节点同时具有多个父节点和子节点。因此，与层次模型相比，网格结构更具通用性，可以直接描述现实世界中的实体。也可以认为层次模 型是网格模型的特例。 1.3 关系数据库系统。 关系模型是一种使用二维表结构来表示实体类型及其关系的数据模型。它的 基本假设是所有数据都表示为数学关系。关系模型数据结构简单、清晰、高度独立，是目前主流的数据库数据模型。 随着电子银行和网上银行业务的创新和扩展，数据存储层缺乏良好的可扩展性，难以应对应用层的高并发数据访问。过去，银行使用小型计算机和大型存储 等高端设备来确保数据库的可用性。在可扩展性方面，主要通过增加CPU、内存、磁盘等来提高处理能力。这种集中式的体系结构使数据库逐渐成为整个系统的瓶颈，越来越不适应海量数据对计算能力的巨大需求。互联网金融给金融业带来了 新的技术和业务挑战。大数据平台和分布式数据库解决方案的高可用性、高可靠 性和可扩展性是金融业的新技术选择。它们不仅有利于提高金融行业的业务创新 能力和用户体验，而且有利于增强自身的技术储备，以满足互联网时代的市场竞争。因此，对于银行业来说，以分布式数据库解决方案来逐步替代现有关系型数 据库成为最佳选择。 2.分布式数据库的概念： 分布式数据库系统：分布式数据库由一组数据组成，这些数据物理上分布在 计算机网络的不同节点上（也称为站点），逻辑上属于同一个系统。 （1）分布性：数据库中的数据不是存储在同一个地方，更准确地说，它不是 存储在同一台计算机存储设备中，这可以与集中数据库区别开来。 （2）逻辑整体性：这些数据在逻辑上是相互连接和集成的（逻辑上就像一个 集中的数据库）。 分布式数据库的精确定义：分布式数据库由分布在计算机网络中不同计算机
空间数据库知识点总结
为什么与统计数据相比空间数据更复杂，那空间数据该如何组织与管理 ·数据类型多（几何数据、关系数据、辅助数据） ·数据操纵复杂（一般数据检索、增加、删除等，空间数据定位检索、拓扑关系检索等）·数据输出多样（数据、报表、图形） ·数据量大，空间数据种类多（测量、统计数据、文字；地图、影像等） 空间数据的非结构化特征 ·事务数据库：数据记录一般是结构化的。每一个记录有相同的结构和固定的长度，记录中每个字段表达的只能是原子数据，内部无结构，不允许嵌套记录 ·空间数据：这种结构化不能满足要求。需要存储地理实体的空间坐标：实体位置、大小形状；拓扑关系等 文件与数据库混合管理。基本思想：属性数据存储在常规的RDBMS中；几何数据存储在空间数据管理系统中；两个子系统间用标识符联系起来（即通过关键字联系）。优点：由于一部分建立在标准的RDBMS上，存储和检索数据比较有效、可靠。缺点：1由于使用了两个子系统，它们各自有自己的规则，查询操作难以优化，存储在RDBMS外的数据有时会丢失数据项的语义。2数据完整性的约束条件可能遭破坏，如在几何空间数据系统中目标实体仍存在，但在RDBMS中却已删除。 全关系型空间数据库管理系统。基本思想：采用同一DBMS存储空间数据和属性数据，即在标准的关系数据库上增加空间数据管理层;利用该层将结构查询语言（GeoSQL）转化成标准的SQL查询，借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作。优点：省去了空间数据库和属性数据库间的繁琐连接，空间数据存取速度快。缺点：由于是存取、效率上总是低于DBMS 中所用的直接操作过程，且查询过程复杂。 对象关系数据库管理系统。关系型数据库+空间数据引擎。思想：用户将自己的空间数据交给独立于数据库之外的空间数据引擎，由空间数据引擎来组织空间数据在关系型数据库中的存储；用户需要访问数据的时候，再通过空间数据引擎，由引擎从关系型数据库中去除数据并转化为客户可以使用的方式。优点：访问速度快，支持通用的关系数据库管理系统，空间数据按BLOB存取，可跨数据库平台与特定GIS平台结合紧密，应用灵活。缺点：空间操作和处理无法在数据库内核中实现，数据模型较为复杂，扩展SQL比较困难，不易实现数据共享与互操作。 对象关系数据库管理系统。扩展对象关系型数据库管理系统。思想：对关系数据库关系系统进行扩展，使之能管理非结构化的空间数据，用户利用这种能力增加空间数据类型及相关函数，从而将空间数据类型与函数从空间数据引擎转移到数据库管理系统中。优点：空间数据的管理与通用数据库系统融为一体，空间数据按对象存取，可在数据库内核中实现空间操作和处理，扩展SQL比较方便容易实现数据共享与互操作。缺点：实现难度大，压缩数据比较困难，目前功能与性能还较差。·扩展的关系数据类型：1大对象类型LOB 2 BOOLEAN 3集合类型ARRAY 4用户定义的类型5面向对象的数据类型·扩展的对象类型：1行对象与行类型[第①步定义行类型②创建行类型③创建基于行类型的表2列对象与对象类型①创建列对象②创建表，定义其中属性是对象类型3抽象数据类型（ADT）·参照类型：REF类型，值是OID①创建两个行类型②创建两个基于行类型的表③描述这两个表的参照关系 地理空间建模的方法（二分法） 地理空间建模是对空间实体的数据抽象后对实体对象或场的描述。 ·基于实体的描述。主要描述不连续的个体现象，适合表示有固定形状的空间实体，强调个体现象，对象之间的空间位置关系通过拓扑关系进行连接。核心思想：将地理实体和现象作为独立的对象，以独立的方式存在，主要描述不连续的地理现象，任何现象都是一个对象，
福建省2018年10月自考07019分布式数据库试题及答案含评分标准
2018年10月高等教育自学考试福建省统一命题考试 分布式数据库试卷 (课程代码07019) 本试卷满分100分，考试时间l50分钟。 考生答题注意事项： 1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸。2．第一部分为选择题。必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。3．第二部分为非选择题。必须注明大、小题号，使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。4．合理安排答题空间，超出答题区域无效。 第一部分选择题 一、单项选择题(本大题共l0小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 1．下列关系代数操作中，属于一元操作的是 A．投影B．半连接C．除 D.差 2．下列属于事务故障的是 A．计算溢出B．CPU出错C．死循环D．磁盘损坏 3．下列属于通用中间件的是 A．ODBC B．JDBC C．网络传输协议D．LotusNotes 4．下列属于对全局关系R确定分片方法的是 A．最佳适应法B．分裂法 C．所有得益站点法D．附加复制法 5．下列属于概念设计阶段的任务是 A．收集用户数据库应用的非结构规格说明 B．生成全局、综合数据库模式的概念规格说明 C．将综合概念模式转换成给定DBMS类型的数据库模式 D．产生实现数据库的物理访问结构的定义 6．在“局部优化”过程中所需要的信息来自 A．全局模式B．分片模式 C．片段统计D．局部模式 7．分布透明性中的最高层指的是 A．位置透明性B．无分布透明性 C．分片透明性D．局部数据模型透明性 8．分布式数据库系统进入商品化应用阶段是在 A．20世纪60年代B．20世纪70年代 C．20世纪80年代D．20世纪90年代 9．事务的执行不受其他并发事务的干扰，指的是 A．原子性B．一致性 C．隔离性D．持久性 10．分布设计位于 A．逻辑设计与物理设计之间B．需求分析与概念设计之间 C．概念设计与逻辑设计之间D．物理设计完成之后 第二部分非选择题 二、填空题(本大题共l0小题，每小题l分，共l0分)
空间数据库
《空间数据库》习题第一章： 1、什么是空间数据库？ KA0394******* 2、空间数据库有哪些特点? 4001-520-520 3、空间数据库与传统数据库的差异何在？ 4、空间数据库有哪些主要作用？ 5、目前空间数据库存在哪些主要问题？ 6、简述空间数据库发展的历史和现状。 7、何谓空间数据？ 8、地理空间类型的表现形式主要有哪些？ 9、何谓地理空间？ 10、当前常用的数据库软件有哪些？ 11、空间数据的类型主要有哪几种？ 第二章： 1、空间实体包括哪些？ 2、空间实体类型主要有哪几种？
3、什么是空间认知的三层模型？ 4、什么是空间认知的九层模型？ 5、地理空间场操作可分为哪几种？ 6、何谓空间认知？ 7、什么是E-R模型？ 第三章： 1、OGC定义的基本几何空间对象有哪些？ 2、GIS逻辑数据模型主要有哪些？ 3、什么是面向对象数据模型？ 4、面向对象数据模型所涉及的主要概念及主要技术有哪些？ 5、三维空间数据模型主要有哪几种？ 6、构成E-R模型的三要素指什么？ 7、Spaghetti数据结构与拓扑矢量数据结构的差异何在？ 8、简述三维矢量模型的数据结构特征。 9、简述三维体元模型的数据结构特征。
10、空间关系主要有哪几种？ 11、GIS逻辑数据模型主要有哪几种？ 第四章： 1、ArcGIS的Geodatabase是如何定义空间对象模型的？ 2、空间数据的管理方式有哪些？ 3、什么是空间数据引擎？ 4、空间数据库引擎管理空间数据的实现方法有哪些？ 5、何谓栅格金字塔结构？ 6、空间数据库引擎的作用是什么？ 7、栅格数据的存储方式主要有哪些？ 8、栅格数据有几种取值方法？ 9、空间数据的组织方式有哪些？ 10、主要空间数据库管理方法各有何优缺点？ 第五章： 1、四叉树索引有几种方法？ 2、简述网格空间索引的基本原理。
浅议地理信息系统与空间数据库建设
浅议地理信息系统与空间数据库建设 发表时间：2019-05-06T16:38:47.200Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：蔡云霞 [导读] 对于城市范畴中的所有空间数据，赶着全方位的管理作用，通过对地图的数据化处理，进而实现对各种信息的系统化储存。 内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院内蒙古呼和浩特 010020 摘要：该文阐述了在地理信息系统建设过程中,地图数据库、空间数据库的作用与差别。针对我国现阶段地理信息系统建设的现状,分析了现阶段同时建立与维护空间数据库与地图数据库的必要性。指出了随着空间数据库技术的发展,空间数据库最终将取代地图数据库,同时提供多比例尺地图服务及各种时空尺度的地理信息服务。 一、地理信息系统与空间数据库的相关简介 地理信息系统又称“地学信息系统”，是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行加工处理的技术系统。而所谓的空间数据库，正是以空间数据为基础，力辅这以计算机硬件力量的支撑和扶持，实现对相关数据的处理活动，以实现提供空间动态层面的多元化，从根本上提升城市服务的质量的一种技术操作手段。空间数据库是地理信息系统中的基础与核心元素，对于城市范畴中的所有空间数据，赶着全方位的管理作用，通过对地图的数据化处理，进而实现对各种信息的系统化储存。 二、空间数据库的特点 GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间数据有以下特征。空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。除了通用数据库管理系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。非结构化特征:空间数据不满足结构化的要求。将一条记录表达一个空间对象时,它的数据项有可能是变长的。例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个对象也可能包含另外的一个或多个对象。空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑信息表达了多种的空间关系。该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。海量数据特征:空间数据库是海量数据。由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块或者图幅,垂直方向上分层来组织。由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关系数据库系统难以满足要求。而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。但是存在的问题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。所以GIS 开发商一直在寻找商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。 三、空间数据库构建中的数据分析 空间数据库在实际构建前需对设计的用途以及应用对象进行确认，确保空间数据分析能够为数据库的构建奠定良好的基础。具体数据分析过程中主要体现在三方面，即：首先，做好数据库应用对象的调查工作。通过对应用对象的调查了解信息的需求以及信息处理内容，以此为依据确定空间数据库的构建目标。其次，对数据研究范围进行确定，主要包括区域边界与地理控制点两方面。最后，保证源数据的准确性。为使空间数据库中的数据具有参考价值，需注意综合考虑调查资料与其数学精度，如地物间是否在逻辑上保持一致或图面的相关表示是否准确等。尤其要求在构建前应使各坐标系统进行统一，避免出现数据不统一的情况。 四、空间数据库分类 空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。矢量数据用点、线、面等来描述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。栅格数据用一定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。以前矢量数据以其数据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。现在栅格数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。 五、我国的空间数据库建设问题与改进策略 5.1我国现行基础空间数据库的建设过程 我国在建设地理信息系统的初期，很多人由于对数据库这一概念理解不透彻，导致把地理数据库和空间数据库弄混淆，所以在两个数据库中分别含义对方的数据信息。还有一些空间数据库在设计初期不合理，无法满足地图数据库的要求。为此，在以后的建设过程中采用直接对已有地形图进行数字化，或者在进行地形图生产的同时，利用同一数据源，采用与地形图相同的地理要素建立空间数据库。 5.2现有空间数据库建设存在的问题 由于人们对两个数据库理解的不够透彻，所以在空间数据库后期制作方面也出现了诸多问题。常常出现在同一个区域利用逻辑关系把相关的地理信息分隔开来；在数据库中记录信息不全面，设计结构不合理；在数据库中存在大量人工处理过的地理信息。这样不仅给数据空间带来很大的负担，而且还降低了提供地理信息系统的应用能力。 5.3未来空间数据库建设思路 在充分了解地图数据库和空间数据库之后，知道它们是两种完全不同的数据库。为此，在以后的建设中要集中到这两个方面：其一，对空间数据库的更新和改造。从不同角度出发，提高提取地理信息的速度，数据的精度和准确度；加强管理，对每一条信息进行有效操作；加强对信息的安全把控，防止数据泄露，并进行有效分类，统一标准。其二，对地图数据库的建立和更新。明确地图的符号化，统一标准，提高对数据的挖掘能力，加强地图制图综合能力。当这些问题都得到解决时，就证明了地理信息系统在技术方面有了很大的提高，在信息储存方面也可以及时的更新，不用在大量积攒无用的信息。 六、我国发展地理信息系统与空间数据库建设的基本途径 虽然我国在地理信息系统与空间数据库建设的发展历程中，已经存在了20多年的研究历程，但如令人欲改变停滞不前的初级阶段，仍然需要基本途径的转换和更新。第一，要在新兴的空间数据库的工作上，夯实其更新创造的基础。更新空间数据库，主要包括实现对地理信息速度和精确度的增长，自动化程度的增强，同时也要促进数据系统的人为管理。第二，对于传统通用的地图数据库，也要进行适度的改造，对于地图数据库中的系统功能的优化，主要包括三个方面：图形的符号化动作，以便解决地理信息的合理表示问题；地图制图综
基于Hive的分布式空间数据库的研究与优化
目录 摘要 ........................................................................................................................... I ABSTRACT............................................................................................................... III 1 绪论.. (1) 1.1研究背景及意义 (1) 1.2国内外研究现状 (3) 1.2.1分布式空间数据库技术的当前现状 (3) 1.2.2 Hive在分布式数据库的现状 (4) 1.3研究方法及内容 (4) 1.4论文组织结构 (5) 2 理论基础与关键技术 (7) 2.1空间数据库基础 (7) 2.1.1空间数据 (7) 2.1.2空间数据关系 (8) 2.1.3空间索引 (8) 2.1.4分布式空间数据库基础 (9) 2.2空间数据库模型 (10) 2.2.1空间数据库模型发展历程 (10) 2.2.2 Geodatabase空间数据模型 (11) 2.3基于Hadoop的分布式计算框架 (13) 2.3.1分布式文件系统HDFS (14) 2.3.2计算框架MapReduce (15) 2.3.3数据仓库工具Hive (15) 2.3.4 Hive、MapReduce、Hadoop之间的关系 (18) 2.4本章小结 (19) 3 扩展Hive的分布式空间数据库的分析与研究 (21) 3.1结构体系设计 (21) 3.1.1分布式空间系统的设计目标 (21) 3.1.2分布式空间计算系统DSQ总体架构 (21) 3.2空间数据管理 (22) 3.3关键字查询的优化 (23) 3.4本章小结 (24) 4 基于Hive的分布式空间查询扩展实现与优化 (25) 4.1 Hive框架的扩展 (25) 4.2 HIVE UDF的扩展支持 (27) 4.3针对基于Hive的查询框架的实现 (27) 4.4基于空间计算特点的性能调优 (29) 4.4.1 Hive的数据倾斜问题 (29) 4.4.2 bucket的大小划分 (30) 4.4.3合理化文件分布 (30) 4.5本章小结 (30) 5 实验验证 (33) V
实验一空间数据库的创建与数据导入
实验一空间数据库的创建与数据导入 一、实验目的 1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，熟悉ArcCatalog的操作。 2、理解Geodatabse空间数据库模型的相关概念，掌握创建个人地理数据库 的方法。 二、实验内容 1、拷贝实验数据 2、启动ArcCatalog，点击按钮（连接到文件夹）. 建立到data 的连接 3、打开coverage、shapefile文件夹，查看下的要素及属性，理解两种数据模型。 4、打开montgomery.gdb 空间数据库查看并理解montgomery.gdb数据库中包含 的要素集、要素类等信息，在预览窗口预览要素类等几何特性。 4、查看属性信息 在此预览窗口的下方，“预览”下拉列表中，选择“表格”。可以看到属性表，查看它的属性字段信息。
5、向Geodatabase导入coverage数据 （1）在ArcCatalog中右击Water 数据集，指向Import，点击Feature Class(multiple) （2）单击Browse 按钮，定位到laterals coverage中的弧段要素类, 单击Add. （3）单击OK，此时laterals_arc 要素类加入到Water 数据集. （4）在arccatalog中将laterals_arc要素类重命名为laterals （5）右击Laterals 并单击Properties，为该要素类输入别名“Water laterals”（6）单击Fields 标签，单击OBJECTID 字段并为该字段输入别名“Feature identifier”. （7）单击Preview 标签察看其特征.
空间数据库技术
《空间数据库技术》教学大纲 课程编号: 课程名称:空间数据库技术 学分: 4 总学时: 72 实验学时: 36 适用专业: 地理信息系统本科 一、本课程的性质和任务 本课程的性质：是高等院校地理信息系统本科专业的必修课程。 本课程的任务：通过该课程的学习，不仅使学生熟练掌握空间数据库的基本知识和基本原理：空间信息基础、空间数据库的基本概念、空间数据结构、空间数据库模型及空间数据库设计等内容，而且为以后其他相关课程的学习打下良好的基础。 二、本课程的教学内容和基本要求 第一章绪论 第一节 GIS数据库概述 一、GIS 数据库定义 二、GIS数据库特征 三、GIS数据库作用 第二节 GIS数据库的形成与发展 一、数据库发展综述 二、GIS数据库历史发展 三、GIS数据库基础性与共享行性 第三节 GIS数据库与DBMS原理和关系模型 一、GIS数据库基本概念 二、DBMS的基本原理 三、RDBMS的基本特征 第四节本书对GIS数据库的研究特色 基本要求： 1.掌握GIS数据库的定义、特征与作用 2.了解数据库及GIS数据库的形成与发展背景和历程 3.掌握GIS数据库与DBMS原理和关系模型 第二章空间数据的表达与管理 第一节空间数据的表达 一、地理系统与地理现象 二、空间对象及其定义 三、空间对象关系和表达 第二节空间数据结构与组织 一、栅格数据模型 二、矢量数据模型 三、栅格矢量一体化数据模型 四、数字高程模型 第三节空间索引 一、格网索引 二、四叉树索引 三、R树和R+树空间索引 第四节空间数据管理 一、文件与关系数据库混合管理方式 二、纯关系型数据库管理方式 三、对象－关系数据库管理方式 四、Oracle Spatial介绍 五、遥感影像数据库管理 六、数字高程模型数据库管理
分布式数据库设计方案
1.大型分布式数据库解决方案 企业数据库的数据量很大时候，即使服务器在没有任何压力的情况下，某些复杂的查询操作都会非常缓慢，影响最终用户的体验；当数据量很大的时候，对数据库的装载与导出，备份与恢复，结构的调整，索引的调整等都会让数据库停止服务或者高负荷运转很长时间，影响数据库的可用性和易管理性。 分区表技术 让用户能够把数据分散存放到不同的物理磁盘中，提高这些磁盘的并行处理能力，达到优化查询性能的目的。但是分区表只能把数据分散到同一机器的不同磁盘中，也就是还是依赖于一个机器的硬件资源，不能从根本上解决问题。 分布式分区视图 分布式分区视图允许用户将大型表中的数据分散到不同机器的数据库上，用户不需要知道直接访问哪个基础表而是通过视图访问数据，在开发上有一定的透明性。但是并没有简化分区数据集的管理、设计。用户使用分区视图时，必须单独创建、管理每个基础表（在其中定义视图的表）,而且必须单独为每个表管理数据完整性约束，管理工作变得非常复杂。而且还有一些限制，比如不能使用自增列，不能有大数据对象。对于全局查询并不是并行计算，有时还不如不分区的响应快。
库表散列 在开发基于库表散列的数据库架构，经过数次数据库升级，最终采用按照用户进行的库表散列，但是这些都是基于自己业务逻辑进行的，没有一个通用的实现。客户在实际应用中要投入很大的研发成本，面临很大的风险。 面对海量数据库在高并发的应用环境下，仅仅靠提升服务器的硬件配置是不能从根本上解决问题的，分布式网格集群通过数据分区把数据拆分成更小的部分，分配到不同的服务器中。查询可以由多个服务器上的CPU、I/O来共同负载，通过各节点并行处理数据来提高性能；写入时，可以在多个分区数据库中并行写入，显著提升数据库的写入速度。
实验三 空间数据库的建立
《地理信息系统》实验报告 试验( 二 ) 题目:空间数据库的建立、运行 姓名: 班级:测绘工程10-2班 专业:测绘工程 时间:2013.10.9
实验内容： 建立数据库及要素集和要素类 实验要求： 根据ArcGIS参考教材，熟悉基本功能及操作,要求自主构建数据库,熟悉流程。实验过程及图示： 一：创建新 Shapefile （1）在 ArcCatalog 目录树中，右键单击需要创建 Shapefile 的文件夹，单击 New，再单击 Shapefile （2）打开 Create New Shapefile 对话框，设置文件名称和要素类型。要素类型可以通过下拉菜单选择 Polyline、 Polygon、 MultiPoint、 MultiPatch 等要素类型。 （3）单击编辑按钮，定义 Shapefile 的坐标系统，打开 Spatial Reference 对话框（4）单击 Select 按钮，可以选择一种预定义的坐标系统；单击 Import 按钮，可以选择想要复制其坐标系统的数据源；单击 New 按钮，可以定义一个新的、自定义的坐标系统。
（5）如果 Shapefile 要存储表示路线的折线，那么要复选 Coordinates will contain M Values，如果Shapefile 将存储三维要素，那么要复选Coordinates will contain Z Values。（6）单击 OK 按钮，新的 Shapefile 在文件夹中出现。 二、 Geodatabase 数据库创建 1、建立persornal database 在ArcCatalog的目录树中，定位到要创建数据库在磁盘上的位置，鼠标右键，选择
面向空间数据库建设的插件式开发与应用_宋碧波
收稿日期：2014-09-19。项目来源：矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室开放基金资助项目（KLM201411）。 面向空间数据库建设的插件式开发与应用 宋碧波1，张立朝1，石?晶1，郭秀丽1 （1.河南省基础地理信息中心，河南 郑州 450000） 摘?要：针对传统基础地理信息数据库建设过程中工作效率低下、数据质量不易控制等问题，提出数据库建设的插件式开发方式。通过采用ArcGIS Add-In 桌面定制开发技术，实现了数据格式批量转换、智能编辑和专项质检等功能，利用已有成熟商业软件的功能接口，有效避免功能的重复开发。研究成果对实际生产过程中的批量入库和质量控制起到重要的作用。关键词：ArcGIS Add-In ；数据库建设；插件式开发 中图分类号：P208 文献标志码：B 文章编号：1672-4623（2015）05-0086-03 国家测绘地理信息局于2013年在全国范围内实施1∶10 000数据库整合升级项目[1]，在对DLG 数据建库的过程中，主要涉及坐标转换、格式转换、分类代码转换、要素编辑、属性项编辑、数据结构重组等一系列数据编辑、转换与质检工作。常规作业方式主要采用手工处理，从而导致数据量大、效率低、数据结构不统一、数据质量难以控制等问题[2]。采用程序建库的方式能够有效解决上述问题。借助程序读入数据可有效避免手工入库效率低下的问题。然而，目前采用程序入库方式主要基于组件式开发，不仅开发周期长，并且不能有效利用已有程序的接口，从而造成已有程序功能的浪费，重复开发的现象普遍存在[3]。 鉴于上述情况，本文提出一种地理信息数据库建设的插件式开发方式。采用ArcGIS Add-In 桌面扩展功能开发，实现数据格式转换、编辑、质量检查等功能，解决数据库建设中效率低下、结构不统一、质量难以控制等问题。 1?ArcGIS?DeskTop?Add-In 早期ArcGIS（8.0之前版本）通过使用ArcInfo Workstation 提供的宏语言AML 来进行单纯的二次开发，ArcGIS10.1及以后版本中不再支持Workstation 环境。基于ArcObject 组件进行C/S 开发主要分为基于ArcGIS Desktop 进行自定义应用扩展和利用ArcGIS Engine 建立自己的应用等。ArcGIS Desktop 桌面应用扩展开发分为客户定制开发、VBA 开发和使用编程语言进行嵌入式开发。客户定制开发只需对已有工具进行重新组合即可；基于VBA 开发可以实现大部分功能的定制，ArcGIS10.0以后版本中将不再包含该模块；基于ArcObject 的开发方式，利用支持COM 的 编程语言进行系统功能开发，通过对编译后的DLL 进行注册，从而将该功能添加到系统中。另外，为了满足用户在数据批处理及功能定制方面的需求，ArcGIS ToolBox 提供了模型制作、编写脚本工具等方式，通过对已有工具进行重组合实现数据的流程化处理，或利用Python 语言编写脚本工具实现数据的批处理，这从一定程度上减少了用户处理数据的负担。 ArcGIS Add-In 是ArcGIS 10.0以后提供的一种全新的桌面定制开发方式，它能够根据用户需求快速扩展桌面功能，与VBA、Engine 等开发方式相比具有易创建、易共享、更安全、易安装管理等突出特点[4]。在ArcGIS Desktop 原有功能基础上根据实际需求进行特殊功能的定制开发，扩展桌面上现有功能，最大程度满足用户的操作需求。基于Add-In 的开发模式使程序开发周期大大缩短，能够直接享用已有功能，并且使界面交互功能的开发更加简单，开发过程、呈现形式更加灵活。考虑到Add-In 的以上优势及实际生产任务在时间上的紧迫性，最终采用该方法对ArcMap 桌面功能进行扩展以解决实际生产问题。 2?总体设计与功能实现 1∶10 000基础地理信息数据库建库项目中存在大量数据的格式转换、坐标转换、投影信息编辑、要素几何及属性信息编辑、几何及属性精度控制、图层结构与拓扑关系检查等工作，是项目实施过程中的主要工作内容，占用时间较多。以上归纳起来可以分为数据转换、数据编辑、质量检查3类。2.1?数据转换 数据转换主要包括常用数据格式间的转换和同一椭球基准下坐标系统间的转换。不同数据采集系统间或同一软件系统中都涉及到数据存储格式转换的问
空间数据库的发展与应用
空间数据库结课报告—空间数据库的发展与应用学号： 班级序号： 专业： 姓名： 指导老师： 中国地质大学（武汉）信息工程学院 2013年1月
目录 一、前言 (3) 二、空间数据库的简介及特征 (3) 2.1空间数据库简介 (3) 2.2空间数据库的特征 (3) 2.2.1空间数据库的完备性 (3) 2.2.2空间查询的执行效率 (3) 2.2.3空间数据的物理特征 (4) 三、空间数据库管理系统模式 (4) 四、空间数据库的应用模式 (4) 4.1文件与关系数据库混合管理系统 (4) 4.2全关系型空间数据库管理系统 (5) 4.3对象—关系数据库管理系统 (6) 4.4面向对象空间数据库管理系统 (6) 4.5面向对象的矢栅一体化空间数据库管理系统 (6) 五、空间数据库的实际应用.......................................................................................... .7 5.1空间数据库实际应用的必要性 (7) 5.2空间数据库的具体应用 (7) 5.2.1实例1—石油地质空间数据库 (7) 5.2.2实例2—城市规划图 (9) 六、结束语 (10) 参考文献 (11)
空间数据库的发展与应用 XXX （中国地质大学（武汉）信息工程学院湖北武汉 430074） 摘要：在GIS的基础上，鉴于实际需求下，空间数据库应运而生，本文从空间数据库的简单介绍开始，主要概述了空间数据库的发展、特征、应用类型及其在发展中的一些实际应用。在通过对文献的阅读它的实际作用和空间数据库管理系统模式的概述，对空间数据库从三方面有了进一步的了解，最后列出空间数据库在实际应用中的具体案例。 关键词：空间数据库；GIS；特征；模式；类型；应用。 一、前言 地理信息系统( Geographic Informa tion System ,GIS)融合了信息学、地理学、测绘学、城市科学等一系列科学技术,是一门典型的边缘学科。经过40余年的发展,GIS 经历了从最早期简单的机助制图,到现在与 卫星遥感技术相结合的过程,已经发展成为 一项非常成熟的应用技术,活跃于生产和生 活的各个部门。但是,GIS 的广泛应用和深 入发展, 也给 GIS 数据库带来了数据量激 增的问题，而且传统GIS中空间数据与属性数据是分别存储的,即空间数据(图形数据) 以文件格式存放,非空间数据(属性数据)则 存放在关系数据库中,形成文件 + 关系数 据库的二元存储模式。这样的存储方式在数据安全和数据共享方面都存在着不少缺陷。基于这种情况,GIS自身的数据存储能力显 然已经不能完全满足实际需求,需要借助功 能更加强大的外部数据库来存储和处理海 量数据。空间数据库正是在这一背景下应运而生, 并应用到了 GIS中。 二、空间数据库的简介及 特征。 2.1空间数据库简介 空间信息是指与位置（特别是地理位置）有关的信息，它在信息中占有相当大的比例（曾有统计可达 80%）然而，空间信息又有其特殊的一面，它具有诸如数据量巨大、结构复杂多样操作是计算密集型的具有自相关性等特性随着IT技术的迅速发展，以GIS 为代表的空间信息技术在各领域得到了应用，同时遥感等空间信息获取技术不断进步，现代社会对位置服务和分析决策的需要也日益迫切，因此深入研究和掌握空间信息技术的理论与方法的重要性也日益凸显出来空间数据库是近年的热点研究领域，是一门前沿的交叉学科其研究成果（如空间多维索引）开始应用于许多不同领域正是已有应用的需求推动了空间数据库管理系统的研究，这些应用包括地理信息系统（geographical information system ,GIS）和计算机辅助设计（computer-aided design ,CAD），以及诸如多媒体信息系统数据仓库等近年来，许多计算机应用领域通过扩充数据库管理系统的功能来支持与空间相关的数据空间数据库管理系统（spatial database management system ,SDBMS）研究是找到有效处理空间数据的模型和算法的重要步骤。 2.2空间数据库的特征 2.2.1空间数据的完整性 所谓完整性，就是数据的正确性和一致性，在关系型数据库中，有实体完整性参照完整性用户自定义完整性；在空间数据库中，语义层面的空间数据的正确性和一致性，就很难界定，它要比关系型属性数据复杂得多。打个比方一条道路横跨一条河流，必然经过一座桥，而如果不经过，就必然违背了空间数据的正确性，也就是说不完整这只是一个很简单的例子，类似于这样的空间语义关系，
空间数据库毕业课程设计报告
空间数据库课程设计兼ARCSDE入门 手册 一．ArcSDE的配置 数据库的创建 数据库的配置 数据库的网络配置 数据库的控制和管理 ArcSDE的配置 二.数据库的设计 建立数据库连接 表的创建与设计 版本的注册与创建 成员角色与任务分配 三．问题与解决方案 软件本身的问题 多版本编辑的问题 四．总结 个人心得 各成员工作情况 一. ArcSDE的配置 1.数据库的创建：
打开Database Configuration Assistant工具 如图(1.1)所示 为初始界面 图(1.1) 按照向导对话框依次选择执行的操作创建数据库→选择一般用途的模→输入数据库名称和SID号(*注意SID号默认和数据库名相同)→管理选项(默认设置)→输入口令号(*可以根据不同的用户设置不同的口令)→存储选项(默认设置)→数据库文件所在位置(默认设置)→恢复配置(默认设置)→数据库内容(默认设置)→初始化参数(默认设置)→数据库存储(默认设置)→创建选项(如图1.2)→确定对话框→开始创建图1.2 2.数据库的配置 创建数据库成功之后需要进行数据库的配置，同上打开Database Configuration Assistant工具，点击下一步，选择配置数据库选项→选择需要配置的数据库→数据库内容(默认设置)→连接模式(*客户机较少时默认设置)，点击完成开始配置数据库(如上图) 3.数据库的网络配置 配置数据库之后，打开Oracle Net Configuration Assistant 工具，如图(1.4)为初始界面 图1.4
按下一步进入监听程序配置→监听程序(*若需要添加新的监听程序，选择添加，这里选择已有的监听程序，选择重新配置如右图)→选择监听程序→选择协议(默认有TCP)→选择端口(*端口号默认为1521，若配置了多个监听程序，不应重复使用1521端口，否则后期的本地NET服务名配置会出错,如右图)→完成配置好监听程序后配置本地NET服务名配置→重新配置→选择Net服务名(根据新创建的数据库选择服务名)→服务名配置(输入新创建的数据库名)→选择协议(默认配置)→输入主机号和选择端口(主机号为计算机名)→选择测试→测试登录方式用户名填system,口令重新输入，如右图（若测试失败，可以试着重新配置数据库，注意配置端口号） 4.数据库的控制和管理 工具: OEM和SQL*PLUS 登录OEM方式：网页登陆。（下图） 网址可在安装目录oracle\product\10.2.0\db_1\install\readme.txt中得到，输入网址，并用sys用户登录，使用SYSDBA身份。 登录SQL*PLUS方式:对话框登录。 输入用户名:System, 输入口令： 输入主机字符串：数据库名 （右图）