1.绪论
2.数据：客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的符号描述
3.空间：一系列结构化物体及其相互间联系的集合
4.数据库是指按照一定数据模型组织、描述和长期储存在计算机内可共享的数据集合。
5.空间数据：以地球表面空间位置为参照，描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据
6.空间数据库描述与特定空间位置有关的真实世界对象的数据集合
7.空间数据模型指可支持现实世界中的空间实体的表达及其相互之间的关系，是地理信息系统进行空间数据组织与空间数据库设计的理论基础。
8.空间数据组织管理：基于文件管理、文件与关系数据库混合管理、关系数据库管理、面向对象数据库管理和对象---关系数据库管理模型现状;三维数据结构：基于体描述和基于面表示的数据模型及三维矢量、栅格、混合与面向对象的数据结构
9.数据模型种类：层次模型、网络模型、关系模型（传统数据模型）、面向对象数据模型与面向实体数据模型。
10.空间数据的特性：时间性、空间性、多维性和海量数据性。
11.地理空间具有空间参考信息的地理实体或地理现象发生的时空位置集。
12.空间数据以地球表面空间位置为参照用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据。
13.空间数据是对现实世界中的空间特征和过程的抽象表达，用来描述现实世界的目标，记录地理空间的位置、拓扑关系、几何特征和时间特征，其中拓扑特征和位置特征是空间数据特有的特征。
14.空间数据库描述与特定空间位置有关的真实世界对象的数据集合
15.空间数据类型地形数据、地图数据、影像数据与属性数据。
16.空间数据的特征：时空特征、多维特征、多尺度特征和海量数据量特征。
17.空间数据的空间特性空间实体的空间位置及其与其他空间实体的空间关系，指明地物在地理空间的位置。
18.空间特征是空间数据最基本的特征，是指空间数据记录地理空间实体对象的空间分布位置和几何形状诸多空间信息。
19.空间数据库的作用：①空间数据处理与更新；②海量数据储存与管理；③空间分析与决策；④空间信息交换与共享。
20.面向对象空间数据库的特点：最适合空间数据的管理与表达，不仅可以支持变长记录，而且支持对象的嵌套、信息的集成与聚集；此外，允许用户自定义对象和对象的数据结构及其操作；全关系数据库的特点：数据记录是结构化的，即满足关系数据模型的第一范式要求，记录定长，数据项表达只能是原子数据，不允许嵌套记录，但是空间数据项可能是变长的，并且存在嵌套记录的要求。（面向对象空间数据库与全关系型数据库的区别）
21.空间数据库的发展历史与现状：①空间数据库的发展历史：20世纪50年代后期到60年代中期：文件管理系统→20世纪70年代：完成对空间数据库管理→20世纪80年代：关系数据管理系统（RDBMS）→20世纪80年代后期到90年代初期：面向对象数据模型的空间数据库→20世纪90年代中后期：空间数据库引擎（SDE）；②空间数据库发展现状：第一，空间数据管理模式：五种+面向对象空间数据库管理特点+全关系型数据库管理特点；第二，空间数据模型现状：二维空间数据技术目前已相当成熟，而三维数据结构是目前的研究热点
22.空间数据库存在的问题：①数据共享问题；②数据“瓶颈”问题；③数据安全问题。
23.空间数据库特征：①综合抽象特征；②非结构化特性；③分类编码特征；④复杂性与多样性。
24.空间数据库与传统的差异：①信息描述差异；②数据管理差异；③数据操作差异；④数据更新差异；⑤服务应用差异
新型数据库系统包括：分布式数据库管理系统：数据库管理DB系统、数据通信子DC系统、全局数据字典DD、分布式数据库管理DDB系统专家数据库、演绎数据库、多媒体数据库、工程数据库
第二章空间现象抽象表达
1.空间认知是指对现实世界中的空间属性包括位置、大小、距离、方向、形状、模式、运动和物体内部关系的认知，是通过获取、处理、储存、传递和解译空间信息来获取空间认知的过程。
2.空间类型表现形式：物理空间、感觉运动空间、感知空间、符号空间与认知空间。
3.空间认知模型：空间特征感知、空间格局感知和空间对象认知。
4.地理空间认知是指在日常生活中人类如何逐步理解地理空间，进行地理分析与决策一序列心理过程（包括地理信息的知觉、编码、储存、记忆和解码诸多方面）；其实质是对地理事现象或地理空间实体的编码、内部表达和解码的过程。
5.地理空间认知的研究内容包括对地理事物在地理空间中位置和地理事物本身性质。
6.（了解）地理认知研究主要包括地理知觉、地理表象、地理概念化、地理知识的心理表征和地理空间推理涉及地理知识的获取、储存和使用。
7.现实世界认知过程涉及三个方面：现实世界、概念世界和数字世界。
8.空间模型是指对现实世界中的实体或现象时的抽象或简化，是对实体或现象中最重要的构成及其相互关系的表达，能反映事物的固有特征及其相互联系或运动变化规律。
9.地理信息系统是指以数字形式表达现实世界，是对特定地理环境的抽象个综合性表达。
10.地理信息系统（GIS）空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个不同层次组成；其中概念数据模型是关于实体和实体间联系的抽象概念集；逻辑数据模型是表达概念数据模型中实体或记录及其之间关系的；而物理数据模型则描述数据在计算机中的物理组织、储存路径和数据库结构。
11.空间实体是指在空间数据中不可再分的最小单元现象；基本空间实体分为点、线、面与体四种类型；GIS中空间实体可抽象为简单实体和复杂实体；空间数据不仅能够表示实体本身的空间位置以及形态信息，而且可表示实体属性和空间关系的信息。
12.建立在二维平面上的矢量数据模型是目前GIS领域应用最广泛的，与传统地图表达最为接近的空间数据模型；矢量方法强调离散现象的存在，把现实世界中空间实体抽象成由平面点、线、面三种基本空间目标组成的。
13.矢量数据用离散化方法将现实世界中空间实体抽象成由平面上点、线和面三种基本空间目标组成时所形成的数据。
14.矢量结构的空间离散方法将面或区域化为边界线，线化为系列点，最终以离散点坐标及连接方式来定义空间位置与形态；矢量模型以构成现实世界空间目标的边界来表达空间实体即用点、线和面（闭合的线）来刻画所关注的空间对象的轮廓，空间位置及其几何关系，空间位置采用点坐标表达，同时有序组织属性数据，以便与空间特征数据共同描述地理事物及其相互关系，而空间实体的几何属性是通过点坐标计算获取的。
15.矢量模型的优点能够方便表达空间实体之间的拓扑空间关系，图形精度高，数据储存量小，容易定义和操作单个对象，方便实体坐标变换与距离计算诸多内容，但其缺点是缺乏与遥感以及DTM直接结合的能力，难以处理叠置操作。
16.矢量数据结构利用欧几里得几何距离空间点、线、面以及组合体来表示地理空间实体的一种数据组织方式；其是通过记录坐标的方式表示点、线、面诸多地理实体，其主要特点是定位明显和属性隐含。
17.矢量数据结构主要有spaghetti（面条）结构和拓扑矢量数据结构；前者特点：①数据按点、线或多边形为单元进行组织，易于实现以多边形为单元的运作，数据编码直观，数字化后无需进行大量编辑整理即可方便进行显示；②每一个多边形都是以闭合线段储存，多边形的公共边界被数字化两次和储存两次，线在数据库中被记录两次，造成数据冗余；③点、线和多边形有各自的坐标数据，每一个多边形自成体系，但缺少有关拓扑关系的信息；④多边形公共边界的两次输入，记录常不一致，容易造成数据结构的破坏，引起严重匹配误差；⑤spaghetti结构无法解决“洞”和“岛”之类的多边形嵌套问题，岛只能作为单一图形处理，没有与外界多边形有关系，难以表达与多边形的包含关系。
拓扑矢量数据结构根据拓扑几何学原理进行空间数据组织的方式；在地理信息系统中多边形结构是拓扑矢量数据结构的具体体现，拓扑数据结构的关键是拓扑关系的表示（结点拓扑关系：结点-链，线拓扑关系：链-结点与链-面，多边形拓扑关系：面-链）。后者特点：①一个多边形和另一个多边形之间没有坐标的重复，即消除重复线；②拓扑信息与空间坐标分别储存，有利于进行邻接、包含和相连诸多查询操作；③拓扑表必须在一开始就要创建，需要花费一定的时间与空间；④图形显示较慢，因为图形显示需要的是空间坐标而非拓扑结构。注：是否采用拓扑矢量结构模型主要考虑数据适用于分析还是简单的显示。
18.最基本的拓扑关系：关联、邻接和包含。
19.栅格数据连续空间离散化，将地理空间区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成大小均匀紧密相邻的网格阵列，每一网格作为一个像元，地理实体由占据像元的横排与竖排的位置决定而构成的数据。
20.栅格数据模型连续空间离散化，将地理空间区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成大小均匀紧密相邻的网格阵列，每一网格作为一个像元，地理实体由占据像元的横排与竖排的位置决定。
21.栅格数据取值的方法：中心归属法、面积占优法、长度占优法和重要性法；栅格数据储存方法五种：全栅格式储存、链式编码、行程编码、块式编码和四叉树编码；矢量数据编码方法四种：实体式编码、索引式编码、双重独立式编码和链状双重独立式编码。
第三章空间数据模型
1.空间关系空间目标之间在一定区域上所构成的与空间特征有关的联系；空间关系可分为拓扑关系、顺序关系和度量关系三种。
2.面向对象数据模型将面向对象的概念模型转化为面向对象数据库模式的方法和工具的总和；其涉及四个抽象概念：分类、概括、聚集和联合以及继承和传播两个语义模型工具；此外对象间关系可分为组合关系、分类关系和关联关系。
3.面对对象数据模型基本概念;对象、类、实例、消息以及属性和方法；面向对象数据模型核心技术：分类、概括、聚集、联合、继承和传播。
4.Geodatabase空间对象模型面向对象的数据模型，对象储存在特征类（空间）和非特征类（非空间），Geodatabase表示地理数据库，用DBMS储存地理信息，即包含地理数据的关系数据库；Geodatabase是指建立在关系数据管理系统（RDBMS）基础上，把地理特征和属性表达为对象的统一的空间数据库。
5.Geodatabase核心模型结构：工作空间、数据集、对象、对象类、要素、要素类、要素数据集、关系类、地理数据集、图和几何网络。
6.TIN模型由不规则分布的数据点连成的三角网组成，三角形的形状和大小取决于不规则分布点或者结点密度和位置，是基于三角形的空间镶嵌模型。
7.TIN根据实现过程常用算法主要有三种：逐点插入法、分治算法和三角形生长法。
8.TIN三角形生长法的基本思路：首先找出点集中相距最短的两点，连线形成一条狄洛尼（delaunay）三角网的边，然后按照狄洛尼（delaunay）三角网的判别法则找出包含此边的狄洛尼（delaunay）三角网的另一端点，依次处理所生成的边，直到最终将所有数据点处理完。
9.三维空间数据模型据现有空间构模方法归纳为基于面模、基于体模型和基于混合模型三大构模体系；但根据模型所具有特征可归纳为四类：三维矢量模型、三维体元模型、混合或集成数据模型和面向实体数据模型。
10.四面体网络是指将目标空间用紧密排列但无重叠的不规则四面体形成的网格表示三维物体的模型；其实质是2D TIN结构在3D空间的扩展。
11.八叉树是指将所要表示的三维空间V按X、Y、Z三个方向从中间进行分割，把V分割成八个立方体，然后根据每个立方体所含的目标来决定是否对各立方体继续进行八等分的划分，一直划分到每一立方体被一个目标所充满或没有目标或其大小已成为预先定义的不可再分的体素为止。
第四章空间数据组织与管理
1.数据是指对描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的可储存并具有明确意义的信息。
2.文件是数据储存和组织的一种最基本的方法，在文件管理系统中，数据按其组织成分分为三个级别：数据项、记录和文件。
3.数据库管理系统（DBMS）是文件管理系统的基础上进一步发展的系统，是指位于用户与操作系统之间进行数据库存取和各种管理控制的软件；数据库管理系统（DBMS）是数据库的中心枢纽，在用户应用程序和数据文件起到桥梁作用，用户及其应用程序对数据库的操作全部通过DBMS进行，其最大的优点是提供用户及其应用程序与数据文件两者之间数据独立性即应用程序访问数据文件时无需知道数据文件的物理储存结构。
4.空间数据库系统（GDBS）通常是指带有数据库的计算机系统，采用现代数据库技术管理空间数据的数据库管理系统；广义地将，空间数据库系统不仅包括相应的计算机硬件系统、操作系统、计算机网络结构、数据库管理系统、空间数据管理系统、地理空间数据库和空间数据库管理人员DBA诸多组成的一个运行系统。
5.地理空间数据库管理系统如何进行空间数据的管理？地理空间数据库管理系统将分幅、分层、分要素、分类型的地理空间数据进行统一管理，以便于空间数据的维护、更新与分发及应用。
6.建立空间数据库的目的：将相关数据有效的进行组织，并根据其地理分布建立统一的空间索引，进而可以快速调度数据库中任意范围的数据。达到对整个地形的无缝漫游，根据显示范围的大小可以方便的自动调入不同层次的数据。
7.空间数据组织管理方式五种：文件管理、文件与关系数据库混合管理、全关系型数据库管理、面向实体数据库管理和对象-关系数据库管理。
8.空间数据引擎（SDE）是指用来解决如何在关系数据库中储存空间数据，实现真正的数据库方式管理空间数据，建立空间数据服务器的方法。
9.空间数据引擎工作原理：空间数据引擎在用户和异构空间数据库的数据之间提供一开放的接口，是一种处于应用程序和数据库管理系统之间的中间件技术，SDE客户端发出请求，由SDE服务器端处理这个请求，转换成为DBMS能处理的请求事务，由DBMS处理完成相应的请求，SDE服务器端再将处理的结果实时反馈给GIS的客户端。
空间数据引擎的作用：①与空间数据库联合，为任何支持的用户提供空间数据服务；②提供开放的数据访问，通过TCP/IP横跨任何同构或异构网络，支持分布式的GIS系统；③SDE对外提供空间几何对象模型，用户可在此模型额基础之上建立空间几何对象，并对其操作；④快速的数据提取与分析；⑤SDE提供链接DBMS数据库的接口，其他的一切涉及与DBMS数据库进行交互的操作都是在此基础之上完成的；⑥与空间数据库联合可以管理海量空间信息，SDE在用户与物理数据的远程储存之间构建一抽象层，允许用户在逻辑层面上与数据库交互；⑦无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一管理；⑧并发访问。10.空间数据与属性数据的连接四种基本方式：数据库管理系统图形数据→属性数据、数据库管理系统（扩展空间数据管理功能）→商用数据库图形数据与属性数据、数据库管理系统以图形数据与属性数据为系统单位和空间数据库管理系统与属性数据库管理系统分别对图形数据与属性数据进行管理连接。
11.空间数据组织方式两种：纵向分层组织和横向分层组织，横向分块方式：标准经纬度分块、矩形分块和任意区域多边形分块。
12.三维空间数据的组织采用三维金字塔式数据组织；栅格金字塔结构是指对二维影像进行低通滤波，通过逐渐增加采样间隔，形成影像像元数依次减小的影像序列；栅格数据组织形式：栅格目录、栅格数据集；栅格数据储存结构：栅格数据集的物理储存采用“金字塔层-波段-数据分块”的多级索引机制进行组织，金字塔层-波段索引表现为栅格数据在垂直方向上多尺度、多波段的组织形式，而金字塔层-数据分块索引表现为水平方向上多分辨率、分块储存的组织形式，基于这种多级索引结构，在使用栅格数据进行分析时可快速定位到数据分块级，有效的提高栅格数据的存取速度。
第五章空间数据索引技术
1.空间索引是指在储存空间数据时依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构。
2.传统的数据库索引技术有B树、+B树、二叉树、ISAM索引以及哈希索引诸多索引技术，其都是针对一维属性数据的主关键字索引设计的，无法对空间数据进行有效的索引，因此不能直接应用于空间数据库的索引；目前存在的空间索引技术超过50种，可概括为树结构、线性映射和多维空间区域变换三种类型，基于应用范围可分为静态索引和动态索引，典型的空间索引技术包括R树索引、四叉树索引和网格索引诸多索引技术。
3.网格空间索引的基本原理：对空间目标实体集合所在的空间范围划分一系列的大小相同的网格，然后基于网格建立空间索引，并在每一网格索引登记落入此网格空间对象的目标标识。
4.R树索引是采用空间聚集的思想建立的空间索引，R树用空间对象的最小外包络矩形MBR表示对象的范围，矩形是广义的概念，R树以及众多变种树都是平衡树，R树利用B树本质特性处理多维数据，R树叶子结点允许重叠现象存在；其特点：①除根结点外，每叶子结点包含
)2/
(
~M
m
M
m≤
条索引记录；②一个叶子结点上记录每条索引记录I元组标识符，I是MBR，在空间上包含所指元组表达的k维空间对象；③除根结点外，每个中间结点至多M个子结点，至少有m个子结点；④对于非叶子结点中的每条目I是空间上包含其子结点中矩形的MBR；⑤若根结点非叶子结点，则至少包含2个子结点；⑥所有叶结点出现在同一
层；⑦所有MBR的边与全局坐标轴平行；⑧所有结点都需要同样的储存空间；+
R树的特点：中间结点的目录矩形之间不能重叠，结点中的数据项和索引项的数据没有严格限制，叶结点中的数据矩形允许并可能重叠，一个空间对象标识可重复储存在多个叶
结点之中，但其主要特征是在+
R树中兄弟结点对应的空间区域没有重叠，这样划分空间可以使空间检索的效率提高；+R 树与R
树的区别主要有三点：①+
R树的结点中对数据项和索引项的填充个数没有严格限制，而R树要求至少有m个；②+R树中间结点
的目录矩形不允许重叠，而R树目录矩形允许重叠；③+
R树中空间目标标识重复存储在多个叶结点，而R树无目标重复存储；*R
树的特点：*
R树在结构上与树完全相同，在树的构造、插入、删除、检索算法上基本相同，但在算法上做了许多细致的研究，特别在插入算法方面作了较多改进，显著提高性能。
5.线性可排序四叉树是指一种扩展型四叉树索引，其与传统四叉树索引的不同之处有两点：①四叉树结点编码方式不同；②结点与空间要素的对应关系不同；线性可排序四叉树的编码方式：首先将四叉树分解为二叉树，即在父结点层与子结点层之间插入一层虚结点，虚结点不用记录空间要素，然后按照中序遍历树的顺序对结点进行编码，包括加入的虚结点；线性可排序四叉树的缺点：当四叉树结构发生变化时，如果向下再划分一层，则必须给所有的结点重新编码，即重新构造索引表。
第六章空间数据查询、访问
1.对空间数据的管理和分析能力成为衡量地理信息系统的一个重要依据，对于属性的查询目前许多GIS软件提供的是常用的关系数据库结构化查询语言（SQL），其主要的缺点：①SQL只提供对简单数据类型的操作；②不能有效的支持空间查询和分析；
③不支持空间概念特别是空间关系、空间对象的查询结果；④不能用空间图形的方式有效地显示给用户；⑤不支持元数据查询、知识查询、定性查询和基于图形对象的查询；其优点：①非过程化语言；②统一的语言；③所有关系数据库的公共语言。
2.SQL语言是由命令、从句、运算符和合计函数所构成的，其功能包括查询、操纵、定义和控制四个方面，是一个综合的、通用的、功能极强的关系数据库语言；根据语句功用的不同，SQL又可细分为DDL（数据库定义语言）、DML（数据库操纵语言）、DCL（数据库控制语言）。
3.空间数据库管理系统作为一种扩展的DBMS，应该既可以处理空间数据，也可以处理非空间数据，因此，应对SQL进行扩展，使它支持空间数据，其主要是通过扩展关系模型实现的。
4.对关系模型扩展方面：①突破关系模型中关系必须是第一范式的限制，允许定义层次关系和嵌套关系；②增加抽象数据类型和自定义数据类型（e.g:图形数据类型点、线、面、栅格、图像诸多抽象数据类型）；③增加空间谓词（e.g:表示空间关系的谓词：包含、相交诸多空间关系以及表示空间操作的谓词：叠加、缓冲区诸多空间操作）；④增加适合于空间数据索引的方法（e.g:R树、四叉树诸多索引技术）。
5.图形数据的储存和管理由扩展关系DBMS实现，其具有的优势：①可以用统一的DBMMS管理图形和属性数据即建立整体的空间数据库系统结构，可以克服由关系型数据库相分离的系统结构所带来的一系列问题；②图形数据管理可以享用DBMS在数据管理方面带来的优越性；③图形数据的关系化表达，使其能享用客户机/服务器的优势。
6.SQL3/SQL99是指基于ORDBMS对对象-关系进行查询的关系型数据库的结构化查询语言；SQL3/SQL99定义的空间对象类型：0维的点、1维的环、曲线、2维的面以及空间对象的定义表示元素形成的集合对象。
7.空间查询类型有三种：点查询、区域查询和最邻近查询；空间查询处理的两步算法：过滤筛选步骤和细化步骤；筛选与细化涉及的技术：①过滤筛选过程的对象近似技术；②空间查询精炼步骤中的相关技术：平面扫描技术、对象分解技术。
第七章不考
第八章空间数据元数据与空间数据共享
1.地理空间元数据与数据字典的主要区别：元数据是对于数据集本身及其内容的全面分层次规范化的描述，且任何数据集的元数据描述格式和内容都是相同的，因而可以用相同的管理系统对所有数据集的元数据进行管理与维护；而数据字典只是描述数据集中的部分内容，且没有统一的规范和标准，不同数据集生产者只是根据不同需求对数据集内容作出描述或说明，无法用相同的管理系统进行统一的管理和维护。
2.空间元数据的分类：数据集系列Metadata、数据集Metadata、要素类型和要素实例Metadata和属性类型和属性实例Metadata。
3.空间元数据的主要内容具体为8个基本内容部分和4个引用部分；标准部分有8个内容：标识信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参照系信息、实体和属性信息、发行信息与空间元数据参考信息；引用部分：引用信息、时间范围信息、联系信息与地址信息。
4.元数据是指关于数据的数据，用于描述数据的内容、质量、表示方式、空间参照系、管理方式、数据的所有数据的提供方式以及数据集的其他特征。
5.空间元数据是指关于数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征的数据。
6.空间数据格式转换的内容包括三个方面：①空间定位信息，即几何信息，主要是实体的坐标；②空间关系信息，几何实体之间的拓扑或几何关系数据；③属性信息，几何实体的属性说明数据。
7.空间数据交换方式有四种方式：①外部数据交换模式；②直接数据访问模式；③基于空间数据转换标准的转换；④空间数据互操作模式。
第九章空间数据库设计
1.空间数据库的设计原则：①空间数据库设计应与应用系统设计相结合的原则；②数据独立性原则；③共享度高、冗余度低原则；④用户与系统的接口简单性原则；⑤系统的可靠性、安全性与完整性原则；⑥系统具有重新组织、可修改与可扩充性原则。
2.空间数据库设计步骤分为六个阶段：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、数据库的实现、数据库运行和维护。
3.空间数据需求分析归纳包括三个方面的内容：①用户基本需求调研；②分析空间数据现状；③系统环境/功能分析；通常采用的调研方法有：跟班作业、开调查会、请专人介绍、询问、设计调查表请用户填写和查阅记录六种方法。
4.数据流图（DFD）是指以图形的形式描绘数据在系统中流动和处理的过程；其作用有两点：①给出系统整体概念；②划分系统边界；数据流图的基本组成部分：加工、外部实体、数据流、数据存储文件以及基本成分备注。
5.数据字典是指用来定义数据流图中各个成分的具体含义关于数据信息的集合。
6.概念结构设计比较流行的建模工具有：E-R模型（实体-关系模型）、UML模型和面向实体模型。
7.目前GIS流行的逻辑数据模型归纳主要有三种逻辑数据模型：混合数据模型、集成数据模型和地理关系数据模型。
8.关系模型是指用一个二维表格表示实体和实体之间联系的模型；其组成部分：数据结构、关系操作集合和关系的完整性。
9.关系数据库结构的最大优点是关系数据结构特别灵活，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，关系数据能够搜索、组合和比较不同类型的数据，加入和删除数据十分方便，关系模型用于设计地理属性数据的模型较为适宜；其缺点：许多操作都要求在文件中顺序查找满足特定关系的数据，如果数据库规模较大，查找过程耗时。
10.空间数据库物理设计包括两个部分①物理表示组织；②空间数据的存取；空间数据库主要包含空间数据和元数据信息两个部分，空间数据以“地理数据库-要素数据集-类”的层次进行组织。
11.（了解）地图投影变换三种方法：①正解变换：通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影的数字化坐标x，y变换到另一种投影的直角坐标X，Y；②反解变换即由一种投影的坐标反解出地理坐标（x,y→B,L），然后再将地理坐标代入另一种投影的坐标公式中（B，L→X，Y），从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换（x,y →X，Y）；③数值变换即根据两种投影在变换区域的若干同名数字化点，主要采用插值法、有限差分法、最小二乘法、有限元法或者待定系数法，从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换。
注：同一地区可能利用不同比例、不同投影额图件，拼接图层之前应先进行投影转换，使得最终形成的图层均投影到一个坐标系统。
校园基础地理空间数据库建设设计方案 遥感1503班第10组 （杨森泉张晨欣杨剑钢熊倩倩） 测绘地理信息技术专业 昆明冶金高等专科学校测绘学院 2017年5月
一．数据来源 二. 目的 三 .任务 四. 任务范围 五 .任务分配与计划六．小组任务分配七. E-R模型设计八．关系模式九．属性结构表十．编码方案
一．数据来源 原始数据为大二上学期期末实训数字测图成果（即DWG格式的校园地形图） 导入GIS 软件数据则为修改过的校园地形图 二．目的 把现实世界中有一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。空间数据库设计要满足用户需求，具有良好的数据库性能，准确模拟现实世界，能够被某个数据库管理系统接受。
三．任务 任务包括三个方面：数据结构、数据操作、完整性约束 具体为： ①静态特征设计——结构特性，包括概念结构设计和逻辑结构设计； ②动态特性设计——数据库的行为特性，设计查询、静态事务处理等应用程序； ③物理设计，设计数据库的存储模式和存储方式。 主要步骤：需求分析→概念设计→逻辑设计→物理设计 原则：①尽量减少空间数据存储冗余；②提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，数据结构能够做出相应的变化；③满足用户对空间数据及时访问的需求，高校提供用户所需的空间数据查询结果；④在空间元素间为耻复杂的联系，反应空间数据的复杂性；⑤支持多种决策需要，具有较强的应用适应性。 四、任务范围 空间数据库实现的步骤、建库的前期准备工作内容、建库流程 步骤：①建立实际的空间数据库结构；②装入试验性数据测试应用程序；③装入实际空间数据，建立实际运行的空间数据库。 前期准备工作内容：①数据源的选择；②数据采集存储原则；③建库的数据准备；④数据库入库的组织管理。 建库流程：①首先必须确定数字化的方法及工具；②准备数字化原图，并掌握该图的投影、比例尺、网格等空间信息；③按照分层要求进行
实验报告 一、实验名称 二、实验目的 三、实验准备 四、实验内容及步骤 五、实验后思考题 班级：资工（基）10901 姓名：魏文风 序号：28 实验二、空间数据库管理及属性编辑 一、实验目的 1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解Personal Geodatabse空间数据库模型的有关概念。 2.掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。 3.掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。 4.理解图层属性表间的连接(Join)或关联(Link)关系。 二、实验准备 预备知识： ArcCatalog 用于组织和管理所有GIS 数据。它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。 ArcCatalog 应用模块帮助你组织和管理你所有的GIS 信息，比如地图，数据集，模型，元数据，服务等。它包括了下面的工具： ●浏览和查找地理信息。 ●记录、查看和管理元数据。 ●创建、编辑图层和数据库 ●导入和导出geodatabase 结构和设计。 ●在局域网和广域网上搜索和查找的GIS 数据。
管理ArcGIS Server。 ArcGIS 具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型，ArcGIS支持基于文件和DBMS(数据库管理系统)的两种数据模型。基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网(TIN)等GIS数据集。 Geodatabase 数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储，有两种格式，一种是基于Access文件的格式－称为Personal Geodatabase，另一种是基于Oracle或SQL Server等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。 GeoDatabase是geographic database 的简写，Geodatabase 是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。Geodatabase是ArcGIS软件中最主要的数据库模型。 Geodatabase 支持在标准的数据库管理系统（DBMS）表中存储和管理地理信息。 在Geodatabase数据库模型中，可以将图形数据和属性数据同时存储在一个数据表中，每一个图层对应这样一个数据表。 Geodatabase可以表达复杂的地理要素（如，河流网络、电线杆等）。比如：水系可以同时表示线状和面状的水系。 基本概念：要素数据集、要素类 数据准备： 数据文件：National.mdb ，GPS.txt （GPS野外采集数据）。 软件准备： ArcGIS Desktop 9.x ---ArcCatalog 三、实验内容及步骤 第1步启动ArcCatalog打开一个地理数据库 当ArcCatalog打开后，点击, 按钮（连接到文件夹）. 建立到包含练习数据的连接（比如 “E:\ARCGIS\EXEC2”）, 在ArcCatalog窗口左边的目录树中, 点击上面创建的文件夹的连接图标旁的(+)号，双击个人空间数据库－National.mdb。打开它。. 在National.mdb中包含有2个要素数据集、1个关系类和1个属性表第2步预览地理数据库中的要素类 在ArcCatalog窗口右边的数据显示区内，点击“预览”选项页切换到“预览”视图界面。在目录树中，双击数据集要素集－“WorldContainer”，点击要素类－“Countries94”激活它。 在此窗口的下方，“预览”下拉列表中，选择“表格”。现在，你可以看到Countries94的属性表。查看它的属性字段信息。 花几分钟，以同样的方法查看一下National.mdb地理数据库中的其它数据。
空间数据库概论答案 【篇一：数据库系统概论试题及答案整理版】 >第一章绪论 一、选择题 1. 在数据管理技术的发展过程中，经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。在这几个 阶段中，数据独立性最高的是a阶段。 a．数据库系 2. 数据库的概念模型独立于a。 a．具体的机器和dbms 3. 数据库的基本特点是b。 a.(1)数据结构化 (2)数据独立性 (3)数据共享性高，冗余大，易移植 b.(1)数据结构化 (2)数据独立性 (3)数据共享性高，冗余小，易扩充 c.(1)数据结构化 (2)数据互换性 (3)数据共享性高，冗余小，易扩充 (4)统一管理和控制(4)统一管理和控制(4)统一管理和控制 b．e-r图 c．信息世界 d．现实世界 b．文件系统 c．人工管理 d．数据项管理 d.(1)数据非结构化 (2)数据独立性 (3)数据共享性高，冗余小，易扩充(4)统一管理和控制 4. b是存储在计算机内有结构的数据的集合。 a．数据库系统 5. 数据库中存储的是c。 a. 数据 6. 数据库中，数据的物理独立性是指c。 a．数据库与数据库管理系统的相互独立 b．用户程序与dbms的相互独立 c．用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的d．应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立 7. 数据库的特点之一是数据的共享，严格地讲，这里的数据共享是指d。
a．同一个应用中的多个程序共享一个数据集合 b．多个用户、同一种语言共享数据 c．多个用户共享一个数据文件 d．多种应用、多种语言、多个用户相互覆盖地使用数据集合 b. 数据模型 c. 数据及数据间的联系 d. 信息 b．数据库 c．数据库管理系统 d．数据结构 8. 数据库系统的核心是b。 a．数据库 9. 下述关于数据库系统的正确叙述是 a 。 a．数据库系统减少了数据冗余b．数据库系统避免了一切冗余 c．数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致 d．数据库系统比文件系统能管理更多的数据 10. 数将数据库的结构划分成多个层次，是为了提高数据库的 b ①和 b ②。①a．数据独立性 ②a. 数据独立性 11. 数据库(db)、数据库系统(dbs)和数据库管理系统(dbms)三者之间的关系是 a 。 a．dbs包括db和dbmsc．db包括dbs和dbms 12. 在数据库中，产生数据不一致的根本原因是d。 a．数据存储量太大 b．没有严格保护数据 d．数据冗余 b．ddms包括db和dbs d．dbs就是db，也就是dbms b．逻辑独立性 b．物理独立性 c．管理规范性 c．逻辑独立性 d．数据的共享 b．数据库管理系统 c．数据模型 d．软件工具 d．管理规范性 c．未对数据进行完整性控制 13. 数据库管理系统(dbms)是d。 a．数学软件
长江空间数据库管理系统 1、项目介绍 建设长江航道数据库管理软件，包括元数据管理、数据预处理、数据管理、空间分析、测绘成果管理、区域局空间数据发布、空间数据应用接口等模块，同时接合各区域局业务需求，定制相关业务功能处理模块。要满足6个区域局和长江航道局、长江航道测量中心、长江规划研究院9个用户的需求。 2、系统功能模块 系统分为数据入库、数据管理、业务应用、系统设置、数据交换及建库工具等功能模块。 数据入库模块：包括数据质检检查、数据预处理和数据入库三大模块；主要用于数据入库及入库数据的准备工作。
数据入库：完成全要素数据、水深、DEM、DRG、DOM数据的入库工作。 数据质检：对入库数据进行质量检查，并将检查结果与清华山维进行对接，以在清华山维中显质检结果。 数据处理工具：对入库前数据进行相应处理，如果坐标转换、格式转换、DEM生成等。
数据编辑:对ESRI格式的数据进行简单的图形和属性编辑。 数据管理模块：包括数据数据浏览、基础数据管理、测绘成果管理、查询分析、制图与输出、测绘成果管理、DEM基础分析、工具箱等模块，主要完成对入库数据的管理和浏览工作，是数据管理系统的的核心。 数据制图输出:对当前分析结果进行制图成图，并打印输出等，以及对数据库中进行数据输出。
工具箱:提供数据处理的常用工具。 查询分析：查询统计模块主要是针对图层数据属性的查询与统计，这是对数据信息展示，方便用户随时了解数据成果的详细详细，整个“查询统计”功能模块包含以下功能点。 测绘成果管理：对工程测图成果、维护性测图成果、专项测图成果、ENC测图成果及整治建筑物测量成果等专题测绘成果进行管理，包括测量项目信息、成果入果、成果管理等。
Oracle数据库中空间数据类型随着GIS、CAD/CAM的广泛应用，对数据库系统提出了更高的要求，不仅要存储大量空间几何数据，且以事物的空间关系作为查询或处理的主要内容。Oracle数据库从9i开始对空间数据提供了较为完备的支持，增加了空间数据类型和相关的操作，以及提供了空间索引功能。 Oracle的空间数据库提供了一组关于如何存储，修改和查询空间数据集的SQL schema与函数。通过MDSYS schema规定了所支持的地理数据类型的存储、语法和语义，提供了R-tree空间数据索引机制，定义了关于空间的相交查询、联合查询和其他分析操作的操作符、函数和过程，并提供了处理点，边和面的拓扑数据模型及表现网络的点线的网络数据模型。 Oracle中各种关于空间数据库功能主要是通过Spatial组件来实现。从9i版本开始，Oracle Spatial空间数据库组件对存储和管理空间数据提供了较为完备的支持。其主要通过元数据表、空间数据字段（即SDO_GEOMETRY字段）和空间索引来管理空间数据，并在此基础上提供一系列空间查询和空间分析的函数，让用户进行更深层次的GIS应用开发。Oracle Spatial使用空间字段SDO_GEOMETRY存储空间数据，用元数据表来管理具有SDO_GEOMETRY字段的空间数据表，并采用R树索引和四叉树索引技术来提高空间查询和空间分析的速度。 1、元数据表说明。 Oracle Spatial的元数据表存储了有空间数据的数据表名称、空间字段名称、空间数据的坐标范围、坐标参考信息以及坐标维数说明等信息。用户必须通过元数据表才能知道ORACLE数据库中是否有Oracle Spatial的空间数据信息。一般可以通过元数据视图（USER_SDO_GEOM_METADATA）访问元数据表。元数据视图的基本定义为： ( TABLE_NAME V ARCHAR2(32), COLUMN_NAME V ARCHAR2(32), DIMINFO MDSYS.SDO_DIM_ARRAY, SRID NUMBER
第一章 1.GIS的名词分析与推论 GIS概念：具有地理数据的采集、管理、分析、表达能力，能为决策者提供有用地理信息的系统。 推论1：地理信息系统采集的数据为空间数据，即具有空间位置，又具有属性特征。地理信息系统的数据库因此又称为空间数据库。 推论二：地理信息系统具有采集、管理、分析地理数据和表达地理信息的能力。包括空间数据库建设和空间数据库的应用两个层次。 推论三：地理信息系统包括计算机硬件、软件、数据、系统开发人员和用户，但由于处理和分析的是地理数据，因此，在通用的硬件、软件基础上，还有体现专业特点的硬、软件。 2.GIS空间数据体系 空间数据库：空间数据和属性数据的组织 矢量有混合式、扩展式和开放式
矢量数据的空间数据组织：空间坐标数据的非结构化和属性数据的结构化 栅格数据：像元阵列 3.GIS数据模型 矢量数据模型：简单数据结构（面条结构）：如Shapefile、拓扑数据结构：如Coverge、面向对象的数据模型：如Geodatabase 栅格数据模型：栅格文件常用格式：*.tif,*.jpg,*.bmp等。GIS中的栅格格式：ESRI的Grid、Geodatabase的栅格数据集等。遥感图像的格式：PCI的* .pix，Erdas的*.img等。 4.空间数据库设计核心 将现实世界抽象为GIS数据模型，这是数据库设计的核心。 5.名词解释： 面条结构：数据按点、线、面为单元进行组织，点、线、面都有自己的坐标数据。最典型的是面条结构。 拓扑数据结构：不仅存储空间位置，同时存储空间关系。 拓扑关联：指存在于空间图形的不同类型元素之间的拓扑关系。如结点与弧段、弧段与多边形。 第二章 1.名词解释： 数据词典：以词典的方式描述和定义E-R模型设计中出现和形成的实体、关系。 数据模型匹配：实现将实体类型和特征类型（Coverage、Shapefile、Grid等）的匹配。
无锡市基础空间数据SHP格式设计方案 （大比例尺） 1、综述 1.1目的 为无锡市规划局基础空间数据建库提供标准。 1.2适用范围 1：500、1：1000、1：2000基础地形图数据 1.3制定原则 ●保证按本方案生产的数据可以实现同SHP数据的高效互转； ●保证按本方案生产的数据在转入数据库后可以实现标准图的输出； ●操作方便。 1.4类型约定 ● ●
1.5引用标准 《GB/T 14804-93 1：500 1：1000 1：2000 地形图要素分类与代码》（1994-08-01）《GB/T 7929-1995 1：500 1：1000 1：2000 地形图图式》（1996-05-01） 《GB 1：500 1：1000 1：2000 地形图数字化规范》（1998-08-01） 《GB/T14804-93 1：500 1：1000 1：2000 地形图要素分类与代码》（1994-08-01）《GT地籍数据库标准》 《GB/T 13923-92 国土基础信息数据分类与代码》（1993-07-01） 2、实体的划分 数据在SDE的服务器里是按照点、线、面和注记划分的，每一个SDE图层（FEATURECLASS）只能存储上述的一种空间对象。由于这种存储模型的限制，势必造成很多国标中的复杂地物被拆分到不同的SDE图层。为了在编码中体现设计的合理性、对实体的物理存储进行统一的管理，特在数据库的设计中在对空间实体做逻辑的划分。 2.1简单点 ●简单点实体只记录插入点的位置和相关属性，所有的简单点实体都必须以插入符号 的形式采集。 ●简单点状实体对应ARCOBJECT体系的IPOINT对象。 ●采集单位在使用点符号的时候要保证简单点的符号要和本方案提供的符号描述一 致，符号的插入点一致。 2.2简单无向线 ●简单线需要作业单位针对每一种实体制作线符号，这里所指的线符号必须是采集系 统提供的线符号库，不能用程序绘制。
空间数据管理平台解决方案
1.引言 1.1方案概述 空间数据管理平台解决方案主要是针对我国各级测绘院、信息中心建设区域地理信息基础框架的迫切需求，开发的一套专业性强、具有高可扩展性的基础地理信息数据库管理平台。 整个方案从管理多源、多尺度、多类型的基础地理信息数据的角度出发，开发了一些列软件系统，包括空间数据入库更新子系统、空间数据质量检查子系统以及空间数据管理平台等，可以实现对现有基础地理信息数据的整合、转换与集成管理，为政府、企业、公众等提供空间信息服务。 1.2系统特点 ●“多源、多尺度、多时相”基础地理数据的集成管理 由于基础地理数据具有多源、多尺度、多时相的特点，基础地理数据管理平台必须具有集成不同数据类型、不同比例尺、不同时间的各种基础地理数据的能力。 ●多比例尺数据集成 对于不同尺度的基础地理数据，其集成通过统一空间参考系（WGS84、西安80、北京54）或动态投影技术来实现。不同比例尺的
基础地理数据可以叠加一起显示，通过控制其显示比例实现地图的逐层显示效果。 ●多类型数据集成 对于不同类型的数据（如DLG与DRG）的集成采用按空间坐标范围或图幅索引实现。 ●多时序数据集成 对于不同时间段的基础地理数据，采用历史数据库来实现。根据数据更新周期的不同，采用按数据集、图幅、对象级别的历史数据库机制。 ●基础地理数据管理全过程支持 SuperMap D-Manager特别针对我国各级测绘院、信息中心设计开发，系统支持数据加工、数据入库管理、数据共享、数据发布的整个业务过程，可以快速为用户打造完备的基础地理数据中心，满足各种用户对基础地理信息的需求，为数字城市建设服务。 ●基础性与平台性 SuperMap D-Manager从设计到实现，充分考虑了其作为基础性、平台性等支撑性要求。SuperMap D-Manager在设计思路、软件开发实现上都具有高可扩展性的特点。
空间数据库实验报告 中国地质大学（武汉） 实验名称：空间数据查询与访问 实验环境：win7 64位系统,内存为2G,Oracle11g数据库实验者： 实验时间：2013.12.09
实验目的： (1)了解掌握Oracle Spatial中空间数据查询与访问的原理与方法； (2)掌握用PL/SQL访问Oracle Spatial数据库中几何数据，以及调 用相关的空间分析函数对几何数据进行分析。 实验内容： 将数据文件mvdemo.dmp导入到创建的用户中去，然后根据要求利用SQL语言进行编程实现相应的功能。需要实现的功能如下：（1）输出数据库中所有州的多边形，采用WKT格式输出； （2）输出数据库中所有的城市的几何对象信息，采用GML格式输出； （3）给定点的经纬度坐标（40°43′N，74°00′W），查询该点是位于美国的哪个州？ （4）给定一个矩形区域（35-45°N，90-100°W ），查询有哪些城市位于该区域内？哪些州与该区域相交？ 实验步骤及结果展示： （1）将mvdemo.dmp数据集导入到创建好的用户mvdemo中 由于表空间和用户的创建过程我们已经展示过很多次，并且也尝试过很多次了，这里我们就直接跳过表空间和用户的创建过程，直接将数据集导入到创建好的用户中去，导入数据的具体过程如下： 在C:\app\oracle\product\11.2.0\dbhome_1\BIN文件夹中打开imp.exe 文件，这个文件是用来将数据导入到数据库中的，因此我们利用这个文件将mvdemo.dmp文件导入到数据库中，进入后输入用户名和密码，在此之前我们已经创建建好了一个名为mvdemo的表空间和用户，密码也设置为mvdemo，输入后显示连接成功，然后按照提示进行数据的导入工作，如下图所示：
基于ArcSDE的空间数据库的设计与建立 摘要：随着地理信息系统的发展，传统的以文件形式管理、存储地理空间数据的方式已不能满足现在应用的需求。针对以上问题，本文通过arcsde对空间数据进行管理，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（sql server）中，实现统一、高效的管理。 关键词：空间数据库；属性数据；arcsde 围绕空间数据的管理，前后出现了几种不同的空间数据管理模式：纯文件模式、文件结合关系型数据库的管理模式、全关系型数据库管理模式和面向对象的数据库管理模式。前两种方式都是将空间数据和属性数据分离存储，这样往往会产生诸多问题：1.空间数据与属性数据的连接太弱，综合查询效率不高，容易造成空间数据与属性数据的脱节；2.空间数据与属性数据不能统一管理，实质上是两套管理系统，造成资源的浪费和管理的混乱，数据一致性较难维护；3.由于空间数据不能统一在标准数据库里存放，造成空间数据不能在网上共享。而面向对象数据库管理系统技术还不够成熟，并且价格昂贵，目前在gis领域还不够通用。所以在较长时间内，还不能完全脱离现有关系型数据库来建设gis空间数据库。arcsde是esri公司提供的一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器。同一些数据库厂商推出的在原有数据库模型上进行空间数据模型扩展的产品（如oracle spatial）不同，esri的arcsde 的定位则是空间数据的管理及应用，而非简单的数据库空间化。
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,spot)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.总体设计方案 系统总体技术方案设计在充分考虑实际应用环境及应用需求的 基础上,结合考虑国际国内发展的主流趋势和平台产品的功能与性能来完成。 2.1技术路线 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(sql server)管理空间数据，arcsde作为sql server 2008和arc/info或其他地理信息系统软件的接口, vb/vc/delphi/java/c#为前端应用开发工具。其中，空间数据通过arcsde存储在sql server 2008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。如图1所示： 图1结构图
X41614027 余云鹏 一、什么是空间数据库，具有什么特点？ 答：1、空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合，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，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。 2、特点：（1）数据量特别大。地理信息系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置和空间关系等，其数据量往往很大。 （2）不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。 （3）数据应用广泛。例如地理研究、环境保护、土地利用和规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。 二、矢量数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？ 答：1、文件─关系数据库混合管理。 优点：除通过OID连接之外，图形数据和属性数据几
乎是完全独立组织、管理与检索的。其中图形系统采用高级语言编程管理，可以直接操纵数据文件，因而图形用户界面与图形文件处理是一体的，两者中间没有逻辑裂缝。 缺点：（1）需要同时启动图形文件系统和关系数据库系统，甚至两个系统来回切换，使用起来不方便。 （2）属性数据和图形数据通过ID联系起来，使查询运算、模型操作运算速度慢。 （3）数据发布和共享困难。 （4）属性数据和图形数据分开储存，数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能。 （5）缺乏表示空间对象及其关系的能力。2、全关系数据库管理。 （1）对变长的几个数据进行关系范式分解，分解成定长记录的数据表进行存储。 （2）将图形数据的变长部分处理成Binary二进制Block块字段。 优点：图形数据与属性数据都采用现有的关系型数据库存储，使用关系数据库标准机制来进行空间数据与属性数据的连接。 缺点：（1）处理一个空间对象时，需要进行大量的连接操作，非常费时，并影响效率。
高级数据库（结课）文献综述 题目：空间数据库 姓名：张广元 学号：Y151021422 学院：计算机与信息工程学院 专业：计算机技术（专业硕士）年级：2015级 任课教师：葛利 2015 年12 月15 日
【前言】 空间数据库是近年来数据库技术研究的热点之一。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。所谓空间数据是指与空间位置和空间关系相联系的数据。归纳起来它具有以下5个基本特征： 1、空间特征 每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特征。这意味着在空间数据组织方面,要考虑它的空间分布特征。除了通用性数据库管理系统或文件系统关键字的索引和辅关键字索引以外,一般需要建立空间索引。 2、非结构化特征 在当前通用的关系数据库管理系统中,数据记录一般是结构化的。即它满足关系数据模型的第一范式要求,每一条记录是定长的,数据项表达的只能是原子数据,不允许嵌套记录。而空间数据则不能满足这种结构化要求。若将一条记录表达一个空间对象,它的数据项可能是变长的,例如, 1条弧段的坐标,其长度是不可限定的,它可能是2对坐标,也可能是10万对坐标; 其二, 1个对象可能包含另外的1个或多个对象, 例如, 1个多边形,它可能含有多条弧段。若1条记录表示1条弧段,在这种情况下, 1条多边形的记录就可能嵌套多条弧段的记录,所以它不满足关系数据模型的范式要求,这也就是为什么空间图形数据难以直接采用通用的关系数据管理系统的主要原因。 3、空间关系特征 空间数据除了前面所述的空间坐标隐含了空间分布关系外。空间数据中记录的拓扑信息表达了多种空间关系。这种拓扑数据结构一方面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。特别是有些几何对象,没有直接记录空间坐标的信息,如拓扑的面状目标,仅记录组成它的弧段的标识,因而进行查找、显示和分析操作时都要操纵和检索多个数据文件方能得以实现。 4、分类编码特征 一般而言,每一个空间对象都有一个分类编码,而这种分类编码往往属于国家标准,或行业标准,或地区标准,每一种地物的类型在某个GIS中的属性项个数是相同的。因而在许多情况下,一种地物类型对应于一个属性数据表文件。当然,如果几种地物类型的属性项相同,也可以多种地物类型共用一个属性数据表文件。 5、海量数据特征 空间数据量是巨大的,通常称海量数据。之所以称为海量数据,是指它的数据量比一般的通用数据库要大得多。一个城市地理信息系统的数据量可能达几十GB,如果考虑影像数据的存贮,可能达几百个GB。这样的数据量在城市管理的其他数据库中是很少见的。正因为空间数据量大,所以需要在二维空间上划分块或者图幅,在垂直方向上划分层来进行组织。
空间数据管理模式 1．文件管理——ArcInfo中Coverage文件管理 ARC/INFO7.X以前版本以Coverage作为矢量数据的基本存储单元。一个Coverage存储指定区域内地理要素的位置、拓扑关系及其专题属性。每个Coverage一般只描述一种类型的地理要素（一个专题Theme）。位置信息用X,Y表示，相互关系用拓扑结构表示，属性信息用二维关系表存储。 ?Coverage的优点 空间数据与属性数据关联 空间数据放在建立了索引的二进制文件中，属性数据则放在DBMS表（TABLES）里面，二者以公共的标识编码关连。 矢量数据间的拓扑关系得以保存 由此拓扑关系信息，我们可以得知多边形是哪些弧段（线）组成、弧段（线）由哪些点组成、两条弧段（线）是否相连以及一条弧段（线）的左 或右多边形是谁？这就是通常所说的“平面拓扑”。 ?新技术条件下Coverage的缺陷 Coverage模型可取的方面，有的已经可以不再继续作为强调的因素； 拓扑关系的建立可以由面向对象技术解决（记录在对象中） 硬件的发展，不再将存储空间的节省与否作为考虑问题的重心 计算机运算能力的提高，已经可以实时地通过计算直接获得分析结果。 空间数据不能很好地与其行为相对应； 以文件方式保存空间数据，而将属性数据放在另外的DBMS系统中。这种方式对于日益趋向企业级和社会级的GIS应用而言，已很难适应（如海量数据、 并发等） Coverage模型拓扑结构不够灵活，局部的变动必须对全局的拓扑关系重新建立（Build） “牵一发而动全身”，且费时 在不同的Coverage之间无法建立拓扑关系； 河流与国界 人井与管道 2．文件-关系数据库混合型管理——ArcInfo、ArcView GIS的Shape文件和Mapinfo中的Tab文件管理 用文件系统管理几何图形数据，用商用关系型数据库管理属性数据，两者之间通过目标标识或内部连接码进行连接。在这一管理模式中，除通过OID(object，ID)连接之外，图形数据和属性数据几乎是完全独立组织、管理与检索的。当前GIS ODBC(Open Database Consortium，开放性数据库连接协议)
基于CityGML的城市三维空间数据库设计研究 目前，全国正积极开展智慧化和数字化城市建设，若想构建智慧化、数字化的城市就必须建立三维信息化管理数据库，但是三维模型数据通常较难共享，所以必须建立CityGML模型共享标准。为了进一步明确在CityGML基础之上的城市三维空间数据库的应用价值，本文对其设计进行了相关研究，望对该模型和数据库的建立提供新思路，并为日后应用提供帮助。 标签：CityGML城市三维空间数据库；设计研究 国家自从提出测绘地理信息“十二五”发展规划之后，全国各地均积极开始构建完善的数字城市建设，传统的数字城市三维景观模型具有一定的缺陷，很多大数据格式难以兼容和共享，为了有效的完善该模型建设，为此，本文深入分析了CityGML技术的标准，并为空间数据存储建立了相关解决方案，最终实现了CityGML技术在模型中的应用价值。现将研究内容论述如下。 一、CityGML技术和模型概述 1.概念概述 CityGML技术和模型也就是通常所说的城市地理标记语言技术和模型，该模型下的数据较为开放，属于GML3的一种应用模式，其交换格式是在虚拟3D 城市模型和XML的存储基础上得以实现的，可以对城市中的三维对象建立相关的信息模型，可以显示多种地理对象之间的空间和数据关系，经由该模型建立的区域模型的语义、拓扑、几何关系明显。使用这种技术和模型不仅可以有效的显示城市模型的外观，还可以建立其系统的语义属性，可以更加直观的表现城市植被、交通设施以及地面情况等。目前，较为先进的版本为CityGML2.0版本。该版本中内含11个扩展模式和1个核心模式。 2.关键技术说明 为了深入应用该模型，必须对其关键技术进行认知和理解，其模型中主要的模型和技术包含两点，一是LOD细节层次模型，二是语义/几何一体化表达模型。在该模型中一共有五个连贯细节层次，只有提高这些细节层次才可以更加高效的收集各种细节。而细节层次联合地域建立的LOD0-地域模型多指2.5维度的数字地形模型，属于一种较为粗糙的层次模型。其中，该模型中的LODl模型缺少屋顶的模型结构；而LOD2模型则为屋顶和纹理的粗模，期间涵盖了植被等物体；LOD3则是在此基础上建立的建筑物模型，该模型的分辨率更高，细节层次呈现也较多，其中的交通设施和植被模型显示更为精细；而LOD4模型则是在所有模型基础上增设了细致的3D物体结构，其层次也更加详细。 在CityGML中，语义，几何一体化表达模型是其主要的设计内容。在该模型中可以建立语义机制，语义内容中将窗户、墙壁和建筑物等真实物体采用一定
第1章习题参考答案 1.思考题 （1）什么是数据库、数据库管理系统、数据库系统？它们之间有什么联系？ 答：数据库是存贮在计算机内的有结构的数据集合；数据库管理系统是一个软件，用以维护数据库、接受并完成用户对数据库的一切操作；数据库系统指由硬件设备、软件系统、专业领域的数据体和管理人员构成的一个运行系统。 （2）当前，主要有哪几种新型数据库系统？它们各有什么特点？用于什么领域，试举例说明？答：主要有：分布式数据库、面向对象数据库、多媒体数据库、数据仓库技术、空间数据库。 （3）什么是数据模型？目前数据库主要有哪几种数据模型？它们各有什么特点？ 答：数据模型是一组描述数据库的概念。这些概念精确地描述数据、数据之间的关系、数据的语义和完整性约束。很多数据模型还包括一个操作集合。这些操作用来说明对数据库的存取和更新。数据模型应满足3方面要求：一是能真实地模拟现实世界；二是容易为人们理解；三是便于在计算机上实现。目前在数据库领域，常用的数据模型有：层次模型、网络模型、关系模型以及最近兴起的面向对象的模型。 （4）关系数据库中选择、投影、连接运算的含义是什么？ 答： 1）选择运算：从关系中筛选出满足给定条件的元组（记录）。选择是从行的角度进行运算，选择出的记录是原关系的子集。 2）投影运算：从关系中指定若干个属性（字段）组成新的关系。投影是从列的角度进行运算，得到的新关系中的字段个数往往比原关系少。 3）连接运算：将两个关系按照给定的条件横向拼接成新的关系。连接过程是通过两个关系中公有的字段名进行的。 （5）关键字段的含义是什么？它的作用是什么？ 答：一个关系中可以确定一个字段为关键字段，该字段的值在各条记录中不能有相同的值。（如：门牌号码）；关键字段的作用主要是为建立多个表的关联和进行快速查询。 （6）什么是E-R图？E-R 图是由哪几种基本要素组成？这些要素如何表示？ 答：E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram)，提供了表示实体类型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。构成E-R图的基本要素有3种，即实体、属性和联系。其表示方法为：用矩形框表示现实世界中的实体，用菱形框表示实体间的联系，用椭圆形框表示实体和联系的属性，实体名、属性名和联系名分别写在相应框内。ABAAC ABCAA 第2章习题解答 1. 思考题 （1）在SQL Server 2008中的数据库中包含哪些对象？其中什么对象是必不可少的？其作用又是什么？ 答：SQL Server 2008中的数据库对象主要包括数据库关系图、表、视图、同义词、可编程性、Service Broker、存储和安全性等。其中表对象是必不可少的。表是由行和列构成的集合，用来存储数据。 （2）SQL Server提供的系统数据库master它的作用是什么？用户可以删除和修改吗？为什么？答：master 数据库记录SQL Server 系统的所有系统级信息。主要包括实例范围的元数据、端点、链接服务器和系统配置设置以及记录了所有其他数据库的存在、数据库
数据库基础知识试题 部门____________ __________ 日期_________ 得分__________ 一、不定项选择题（每题1.5分，共30分） 1.DELETE语句用来删除表中的数据,一次可以删除( )。D A .一行 B.多行 C.一行和多行 D.多行 2.数据库文件中主数据文件扩展名和次数据库文件扩展名分别为( )。C A. .mdf .ldf B. .ldf .mdf C. .mdf .ndf D. .ndf .mdf 3.视图是从一个或多个表中或视图中导出的（）。A A 表 B 查询 C 报表 D 数据 4.下列运算符中表示任意字符的是( )。B A. * B. % C. LIKE D._ 5.（）是SQL Server中最重要的管理工具。A A．企业管理器 B.查询分析器 C.服务管理器 D.事件探察器 6.（）不是用来查询、添加、修改和删除数据库中数据的语句。D A、SELECT B、INSERT C、UPDATE D、DROP 7.在oracle中下列哪个表名是不允许的（）。D A、abc$ B、abc C、abc_ D、_abc 8.使用SQL命令将教师表teacher中工资salary字段的值增加500，应该使用的命令 是（）。D A、Replace salary with salary+500 B、Update teacher salary with salary+500 C、Update set salary with salary+500 D、Update teacher set salary=salary+500 9.表的两种相关约束是（）。C
1、举例说明什么是空间数据、非空间数据？如何理解空间查询和非空间查询的区别？常用的空间数据库管理方式有哪几种及其各自特点。 数据：是指客观事务的属性、数量、位置及其相互关系等的符号描述。空间数据：是对现实世界中空间对象（事物）的描述，其实质是指以地球表面空间位置为参照，用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征等诸多方面信息的数据。河流的泛洪区，卫星影像数据、气象气候数据等都可以是空间数据书店名称店员人数，去年的销售量，电话号码等是非空间数据 空间查询是对空间数据的查询或命令 人工管理阶段 文件管理阶段缺点： 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，即数据项、记录项的共享。 常用： 文件与数据库系统混合管理阶段优点：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。 3）几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多 全关系型空间数据库管理系统 ◆属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理 ◆空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快 ◆属性间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作 ◆GIS软件：System9，Small World、GeoView等 本质：GIS软件商在标准DBMS顶层开发一个能容纳、管理空间数据的系统功能。 对象关系数据库管理系统 优点：在核心DBMS中进行数据类型的直接操作很方便、有效，并且用户还可以开发自己的空间存取算法。缺点：用户须在DBMS环境中实施自己的数据类型，对有些应用相当困难。 面向对象的数据库系统。 采用面向对象方法建立的数据库系统； 对问题领域进行自然的分割，以更接近人类通常思维的方式建立问题领域的模型。 目前面向对象数据库管理系统还不够成熟，价格昂贵，在空间数据管理领域还不太适用； 基于对象关系的空间数据库管理系统可能成为空间数据管理的主流 2、什么是GIS，什么是SDBMS？请阐述二者的区别和联系。 GIS是一个利用空间分析功能进行可视化和空间数据分析的软件。它的主要功能有：搜索、定位分析、地形分析、流分析、分布、空间分析/统计、度量GIS 可以利用SDBMS来存储、搜索、查询、分享大量的空间数据集 改：地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工 科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
收稿日期：2001-06-07 我国城市空间数据和GIS应用的现状与前景 王丹 （建设部综合勘察研究设计院/建设部遥感制图中心，北京100007） 摘要： 基于最近在全国部分城市进行的一次调查，本文首先评介了我国城市空间数据和GIS应用的现状，然后分析了21世纪城市发展对GIS的需求和GIS技术面临的挑战，进而介绍了为主动迎接挑战已经或正在采取的一些行动，最后对未来前景做了初步展望。 关键词： 城市；空间数据；GIS；数字城市 1 引言 最近一个时期以来，数字地球、数字中国和数字城市受到了广泛的关注。国家有关部门和一些行业学会、协会纷纷组织各种形式的技术交流和政策研讨。我们认为，无论是数字地球、数字中国还是数字城市，其核心都是数据和基于数据的服务。这里的数据不仅包括数据的生产和更新，同时也包括数据的管理与分发；而基于数据的服务覆盖面更广，它涉及GIS（地理信息系统）及MIS（管理信息系统）、OA（办公自动化）、AM/FM （自动设备管理）、CAD（计算机辅助设计）和网络等系统的设计、开发、集成与实施的方方面面。 在社会生活中，城市一直是人们普遍关注的焦点。据统计，截止1999年我国共有668个设市城市，城市面积约为81.3万km2，约占国土总面积的8.5%，其中城市建成区面积约为2.1万km2，约占国土总面积的0.2%。但城市却创造了约60%~70%的GDP，容纳了约30%~40%的全国人口，集中了约90%以上的科技力量和高等教育，高科技产业和很多行业也以城市作为最主要的载体，城市名副其实地成为全国政治、经济、文化、科技和对外交流的中心。城市也理所当然地成为地球空间信息技术最活跃的应用领域。 本文基于最近在全国部分城市进行的一次调查，拟简要评介我国城市空间数据和GIS应用的现状，分析21世纪城市发展对GIS的需求和GIS技术面临的挑战，并介绍为主动迎接挑战已经或正在采取的一些行动，最后对未来前景作些展望，不妥之处敬请指正。 2 现状
一、名词解释 1空间数据库 是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。 2空间数据库管理系统: 能进行语义和逻辑定义存储在空间数据库上的空间数据,提供必需的空间数据查询、检索和存取功能,以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。 3空间数据库应用系统 提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面,是应用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件。一般需要进行二次开发,包括空间分析模型和应用模型。 4什么是arcSDE 空间数据库引擎(SDE: Spatial Database Engine) ArcSDE是一个用于访问存储于关系数据库管理系统(RDBMS)中的海量多用户地理数据库的服务器软件产品。 5什么是空间数据 地理信息系统的数据库(简称空间数据库或地理数据库)是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。 6空间数据模型 空间数据(库)模型:就是对空间实体及其联系进行描述和表达的数学手段,使之能反映实体的某些结构特性和行为功能。 空间数据模型是衡量GIS功能强弱与优劣的主要因素之一。 7空间数据结构 不同空间数据模型在计算机内的存储和表达方式。 8场模型 在空间信息系统中，场模型一般指的是栅格模型，其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间 9对象模型 面向对象数据模型（Object―Oriented Data Model,简称O―O Data Model）是一种可扩充的数据模型,在该数据模型中,数据模型是可扩充的,即用户可根据需要,自己定义新的数据类型及相应的约束和操作。 10概念数据模型 按用户的观点来对数据和信息建模。用于组织信息世界的概念，表现从现实世界中抽象出来的事物以及它们之间的联系。如E-R模型。