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一、名词解释1.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。
2.数据库：统一存储和管理数据的基地3.空间数据：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、大小及其分布等诸多方面信息的数据4.空间认知：对现实世界的空间属性包括位置、大小、距离、模式、运动和物体内部关系的认知，是通过获取、处理、存储、传递、和解译空间信息，来获取空间知识的过程5.矢量数据结构：利用欧式几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式6.栅格数据结构实际实质就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合7.空间关系：空间目标在一定区域上构成的与空间特性有关的联系。
8.四面体网格：将目标空间用紧密排列但不重叠的不规则四面体形成的网格来表示，其实质就是2D TIN结构在3D空间上的拓展9.空间数据库系统：指带有数据库的计算机系统，采用现代数据库技术来管理空间数据。
10.空间数据引擎：用来解决如何在关系数据库存储空间数据，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11.空间索引：指在存储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某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息。
12.空间链接查询：是空间数据库系统一种重要的多路查询，即从两个数据集合中检索出所有满足某一条件的空间对象。
13.元数据：是关于数据的数据，用于描述数据的内容、质量、表示方式、空间参照系、管理方式、数据的所有者、数据的提供方式以及数据集的其他特征14.空间元数据：描述地理信息数据集内容、表示、空间参照、质量以及管理的数据二、填空1.空间数据特征包括：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征2.空间数据库的作用：①空间数据处理与更新②海量数据存储于管理③空间分析与决策④空间信息交换与共享3.空间数据库的特征：综合抽象特征、非结构化特征、分类编码特征、复杂性与多样性4.空间数据管理的五种方式：基于文件管理方式、文件与关系数据库混合型空间数据库、全关系型空间数据库、对象-关系型空间数据库、面向对象空间数据库5.空间类型的表现形式：感知空间、认知空间、符号空间6.空间认知模式：空间特征感知、空间对象认识、空间格局认知7.空间认知的三层模型：空间概念数据模型、空间逻辑数据模型、物理数据模型8.矢量数据结构主要有spaghetti结构和拓扑矢量数据结构9.最基本的拓扑关系：关联、临接、包含10.栅格数据结构实际实质就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合11.栅格数据取值的四种方法：中心归属法、面积占优法、长度占优法、重要性法12.四叉树编码的方式：规则四叉树、线性四叉树、一对四式四叉树13.栅格数据的存储：全栅格式存储、链式编码、行程编码、块式编码、四叉树编码14.空间关系可分为：拓扑关系、度量关系、顺序关系15.面向对象的数据模型涉及四个抽象概念：分类，概括，聚集，联合、以及继承和传播两个语义模型工具16.TIN常用的算法：逐点插入法、分治算法、三角形生长法17.空间构模方法可归纳为：基于面模型、基于体模型、基于混合模型18.根据模型所具有的主要特征大致可以将其分为4类：三维矢量模型、三维体元模型、混合或集成数据模型、面向实体的数据模型19.图形数据与专题数据的链接基本上有4种方式：图形数据与专题属性数据分别管理、对通用DBMS扩展以增加空间数据库的管理能力、属性数据与图形数据有统一的结构、图形数据与属性数据自成体系20.目前空间索引技术超过50多种，可概括为树结构、线性映射和多维空间区域变换三种类型，从应用范围上可以分为静态索引和动态索引21.典型的空间索引技术包括：R树索引、四叉树索引、网格索引22.四叉树索引的方法有：点四叉树索引、MX四叉树索引、PR四叉树索引、CIF四叉树索引、基于固定网格划分的四叉树索引、线性可排序四叉树索引23.SQL查询语言的优点：非过程化语言、统一的语言、所有关系数据库的公共语言24.SQL查询语言的功能：查询、操纵、定义、控制25.SQL可细分为：DDL、DML、DCL26.主要的空间查询包括：点查询、区域查询、最邻近查询27.空间查询采用的算法：过滤筛选步骤、细化步骤28.查询分析的类型：属性查询、空间查询、空间分析29.空间数据交换的方式：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30.空间数据库的设计可分为：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库的实现，数据库的运行和维护6个阶段31.空间数据库需求分析主要包括三方面内容：用户基本需求调研、分析空间数据现状、系统环境/功能分析三、问答题1.空间数据库与传统数据库的差异：①信息描述差异。
1、什么是空间数据库？1.空间数据库是某一区域内一定地理要素特征的相关空间数据集合；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。
2、空间数据库有哪些特点？空间特征、空间关系、非结构化、抽象特征、多时空性特征、分类编码特征、海量数据特征、多尺度与多态性。
3、空间数据库与传统数据库的差异何在？（1）传统数据库管理的是不连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性；（2）传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系；（3）传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂；（4）传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。
4、空间数据库有哪些主要作用？数据库的设计就是根据不同的应用目的和用户要求，在一个给定的应用环境中，确定最优的数据模型、处理模式、存贮结构、存取方法，建立能反映现实世界的地理实体间信息之间的联系，满足用户要求，又能被一定的DBMS接受，同时能实现系统目标并有效地存取、管理数据的数据库。
简言之，数据库设计就是把现实世界中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。
5、目前空间数据库存在哪些主要问题？①数据共享问题：数据文件格式统一性、地理信息的标准化、数据共享的政策②数据“瓶颈问题”③数据更新问题④数据安全问题6、简述空间数据库发展的历史和现状。
空间数据库的研究始于20世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。
7、何谓空间数据？空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。
空间数据库原理复习题（2018）同济大学-测绘工程-地理信息系统方向必修课整理者：Quan一、★第一章1.地图数据的获取手段有哪些？地图的数字化、传感器技术、航空和航天平台技术、现代遥感技术、全球定位系统和惯性导航系统。
2.地图数据使用的坐标系有哪几种？地理坐标系、投影坐标系。
3.根据地理实体数字描述方式，空间数据可分为哪两种形式？矢量数据、栅格数据。
（另：从概念上分，空间对象数据、场对象数据）4.什么是空间数据非结构化特征？空间数据不像一般事务数据一样每一个记录都有相同的结构与长度，因为空间数据包含了拓扑信息，在方便空间数据分析与查询的同时增大了信息管理的难度。
5.空间数据管理演变有哪些过程？说明各过程的特点。
（1）人工管理阶段（20世纪50年代中期）：数据不保存；没有数据管理软件；数据冗余；（2）文件系统阶段（20世纪60年代中期）：数据文件是大量数据集合形式；面向用户；数据文件与对应程序有一定独立性；数据文件由顺序文件发展为索引文件、链接文件、直接文件等；（3）文件与数据库系统混合管理阶段（20世纪70年代中期）：对用户观点的数据进行更严格描述；允许用户以记录或数据项作单位进行访问；数据的物理存储可以很复杂。
（4）全关系型空间数据库管理系统（20世纪70年代后期）：不仅可以读写定长的属性数据，而且可以读写非结构化的图形数据，但由于二进制文件的读写效率低，速度慢，效率低。
（5）对象关系数据库管理系统：能直接管理和存储非结构化的空间数据，效率有所提升，但仍有很大限制。
可能成为空间数据管理的主流。
（6）面向对象的数据库系统：支持变长记录及对象的嵌套、信息的继承和聚集；但价格昂贵且不太成熟，不太通用。
6.什么是空间数据库的内容？矢量地形图数据库、数字高程模型数据库、影像数据库、数字栅格地形图、专题数据、数字地图、元数据。
第二章1.请叙述空间实体的地图表示方法。
（1）地图对空间实体的定位表示：空间信息在图形上表示为一组地图元素。
武汉大学资源与环境科学学院
2012-2013学年第一学期期末考试
《空间数据库原理》课程考试试题A
姓名年级任课教师
学号专业系主任签名
一、名词解释（每小题2分，共20分）
1.空间数据库管理系统
2.数据模型
3.曼哈顿距离
4.领域建模
5.哈希函数
6.Isotropic field
7.不规则三角网
8.栅格链码
9.凸多边形10.Metadata
二、简答题（每小题10分，共60分）
1.试说明在地理信息系统中为什么要研究专门的空间数据库系统。
2.试解释欧氏空间和拓扑几何空间在空间数据组织中分别有何用途。
3.什么是场模型？它在空间数据库中是如何表达和存贮的？
4.试说明矢量拓扑数据结构的构建思想并以一个实例说明之。
5.Give two examples to explain how quad-tree can be used in spatial
database management.
6.什么是空间索引？试详细解释R树是如何达到空间索引目的的？
三、论述题（每小题20分，共20分）
1.请从空间数据的概念、逻辑和物理模型三个层次详细论述道路网在空间数据库中的
存贮与管理问题，要求该模型能支持基本的网络查询和分析功能。
空间数据库习题答案空间数据库习题答案【篇一：空间数据库复习思考题】xt>1. 什么是空间数据库？阐述空间数据库管理系统的主要功能。
2. 阐述数据库系统的外部、内部体系结构。
3. 什么是数据模型？阐述常用数据模型的基本思想。
4. 什么是空间索引？阐述格网索引、四叉树索引、r树索引的基本思想。
5. 如何扩展sql语言，使其支持空间查询？6. 阐述数据库设计的基本步骤。
7. 阐述数据库的安全性、完整性、并发控制、数据库恢复基本思想。
8. 数据库的完整性确保数据的正确性和相容性，阐述geodatabase提供了哪些措施来保证数据的完整性。
9. 深入理解geodatabase中的要素类、关系类、子类型、属性域、拓扑等基本概念及相关内容。
10. 比较、分析geodatabase中的简单关系和复合关系。
11. 什么是子类型？什么情况下创建子类型，什么情况下创建新的要素类？12. 使用microsoft visio如何设计geodatabase模式？13. 使用arcgis diagrammer如何设计geodatabase模式？14. 拓扑验证（validate）过程中的聚集处理（cluster processing）受哪些因素的影响，如何影响？15. “脏区(dirty areas )”有何作用？简述产生“脏区”的五种情况。
16. 在一个版本化的要素数据集中建立一个新拓扑或者修改一个已存拓扑的模式，请阐述如何完成？17. 请阐述在创建复制和同步复制这一过程中，对geodatabase中的拓扑是如何处理的？18. 阐述要素几何在oracle arcsde geodatabase中如何存储（5种存储方式，及每种存储方式使用的主要系统表）。
19. 阐述oracle geodatabase中的blob数据存储。
20. arcsde geodatabase在oracle中是如何识别事务表和其相联系的要素表、索引表。
武汉理工大学考试试题纸（A卷）课程名称空间数据库与SQL 专业班级题号一二三四五六七八九十总分题分备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)一、选择题（20分，每小题1分）1．数据库管理系统（DBMS）是____。
A．数学软件B．应用软件C．计算机辅助设计D．系统软件2．数据库系统的特点是____、数据独立、减少数据冗余、避免数据不一致和加强了数据保护。
A．数据共享B．数据存储C．数据应用D．数据保密3．数据库系统的数据独立性是指____。
A．不会因为数据的变化而影响应用程序B．不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序C．不会因为存储策略的变化而影响存储结构D．不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构4．数据库管理系统能实现对数据库中数据的查询、插入、修改和删除等操作．这种功能称为____。
A．数据定义功能B．数据管理功能C．数据操纵功能D．数据控制功能5．在数据库的三级模式结构中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是____。
A．外模式B．内模式C．存储模式D．模式6．按所使用的数据模型来分，数据库可分为____三种模型。
A．层次、关系和网状B．网状、环状和链状C．大型、中型和小型D．独享、共享和分时7．在数据库设计中用关系模型来表示实体和实体之间的联系。
关系模型的结构是____。
A．层次结构B．二维表结构C．网状结构D．封装结构8．设关系R（A，B，C）和S（B，C，D），下列各关系代数表达式不成立的是____。
A．ΠA(R)ΠD(S) B．R S C．ΠB(R) ΠB(S) D．R S9．关系运算中花费时间可能最长的运算是____。
A．投影B．选择C．笛卡尔积D．除10．在关系代数运算中，五种基本运算为____。
A．并、差、选择、投影、自然连接B．并、差、交、选择、投影C．并、差、选择、投影、笛卡尔积D．并、差、交、选择、笛卡尔积11．实体完整性要求主属性不能取空值，这一点可以通过________来保证。
空间数据库复习重点答案(完整)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。
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：Sytem9，SmallWorld、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；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，运用系统工程和信息科学的理论，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。
1.空间数据的定义及特点定义：空间数据是指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，以及表示地球表层一定范围内的地理事物及其关系。
特点：（1）空间性，空间性表示了空间实体的位置或所处的地理位置、空间实体几何特征以及空间实体的拓扑关系，从而形成了空间实体的位置、形态以及由此产生的一系列特性。
空间性又包括空间定位、空间度量、空间结构和空间集合。
（2）专题性，专题性是指在一个坐标位置上的地理信息具有专题属性信息。
（3）时间性，时间性是指空间数据的空间特性和属性特征随时间变化的动态变化特征，即时序特征。
2.空间数据库的定义及特点定义：空间数据库是存放空间数据的数据库。
更准确地说，空间数据库是描述空间物体的位置数据、位置数据元素（点、线、面）之间的拓扑关系及描述这些物体的属性数据的数据库。
特点：（1）空间数据库管理的是现实世界中相关性大的连续数据，要求进行综合管理；（2）空间数据库中描述的数据实体类型多，关系复杂。
使数据模型复杂；（3）空间数据库存储的空间数据具有非结构化特征，不满足关系数据模型的范式要求。
3.传统关系数据库模型的局限性答：（1）用关系模型描述具有复杂结构和含义的地理对象时，对地理实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面不够合理；（2）关系数据库模型无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构，因此模型和操作复杂地理对象的能力较弱；（3）空间数据中图形数据通常是变长的，而一般空间数据库管理系统记录固定长度的记录，这不利于空间数据的表达；（4）GIS要管理的是具有高度内部联系的数据，为了保证地理数据库的完整性，需要复杂的安全维护系统。
4.空间数据库引擎的定义及特点答：定义：SDE是空间数据组织管理的重要基础技术，从用户的角度的角度看，SDE是用户和异构空间数据库的接口；从软件的角度看，SDE是应用程序和空间数据库管理系统之间的查件，用来管理空间数据库；从系统的角度来看，SDE 利用空间数据库管理系统和其扩展功能，实现空间数据在数据库中的物理存储。
《空间数据库原理》一、概念解释1．空间数据结构是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，是空间数据在计算机内的组织和编码形式，是地理实体的空间排列和相互关系的抽象描述。
2．空间数据库管理系统（SDBMS）对各类空间数据进行统一处理、存储、维护和管理的软件系统。
SDBMS是空间数据库的核心软件，他对空间数据和属性数据进行了一体化，为GIS应用开发提供空间数据库管理系统除了必须具备普通数据库管理系统的功能。
3．网格索引网格索引是空间数据库的非常常用的一种索引方法，通过对地理空间进行网格划分，划分成大小相同的网格，每个网格对应着一块存储空间，索引项登记上落入该网格的空间对象。
4．空间数据挖掘空间数据挖掘是指从空间数据库中抽取没有清楚表现出来的隐含的知识和空间关系，并发现其中有用的特征和模式的理论、方法和技术。
5．后关系型数据库采用了更现代化的多维模型，作为数据库引擎。
并且，这种以稀疏数组为基础的独特的多维数据库架构，是从已成为国际标准的数据库语言基础上继承和发展的数据库二、简答题1．什么是空间曲线填充？z曲线填充在数据库设计中的作用是什么？空间填充曲线是利用一个线性顺序来填充空间，可以获得丛一端到另一端的曲线。
多维空间本身没有自然排序关系，但存在一对一的连续映射，可以将多维空间的点映射到一维空间，以达到对多维空间进行一维排序的目的。
常用的算法有Z曲线和Hilberlt曲线Z曲线：1）读入x和y坐标的二进制表示 2）隔行扫描二进制数字的比特到一个字符串3）计算出结果二进制串的十进制值，作用：1）空间数据所处的多维空间中没有天然的顺序，加强了多维空间中的位置顺序2）允许在空间数据中使用传统的有效搜索3）存储磁盘从逻辑上说是一维的设备，空间聚类技术就是要寻找一个从高维空间向一维空间的映射方法，空间上邻近的元素，映射为直线上接近的点，而且一一对应为达到这一目的，人们提出了很多种算法2．试举例说明空间数据库设计的主要内容是什么？空间数据库设计的任务：经过一系列转换，将现实世界描述为计算机世界中的空间数据模型，也就是将地理现象表示为空间数据模型和数据结构。
空间数据库复习资料整理v3⼀、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。
11结构数据模型从计算机实现的观点来对数据建模，是信息世界中的概念和联系在计算机世界中的表现⽅法。
如层次模型、⽹状模型、关系模型、⾯向对象模型。
12空间元数据空间元数据是指在空间数据库中⽤于描述空间数据的内容、质量、表⽰⽅法、空间参考和管理⽅式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核⼼标准之⼀。
南信大空间数据库原理试卷共享一、单项选择题（每小题1分，共15分）1、（）属于信息世界的模型，实际上是从现实世界到机器世界的一个中间层次。
A、数据模型B、概念模型C、非关系模型D、关系模型2、具有数据冗余度小、数据共享以及较高数据独立性等特征的系统是（）。
A、文件系统B、管理系统C、数据库系统D、高级程序3、数据库系统的物理独立性是指（）。
A、不会因为数据结构的变化而影响到数据库管理系统B、不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构C、不会因为存储策略的变化而影响存储结构D、不会因为数据存储结构的变化而影响应用程序4、在一个关系中如果有这样的属性或属性组，其值能惟一地标识关系中的每一个元组，且不包含多余属性，则称该属性或属性组为（）A、候选码B、数据项C、主属性D、外码5、下列关系代数表达式中，哪些等式成立？(1)OF(OF(R))=OFAF2(R)(2)RD3S=SD4R(3)(RDS)DT=RD(SDT)(4)O(Os(R)=O5,(O5(R)A、全部B、(2)和(3)C、没有D、(1)和(4)6、自然连接是构成新关系的有效方法。
通常对关系R和S进行自然连接运算时，要求R和S含有一个或多个共同（）A、记录B、行C、属性D、元组7、将SPB中商品编号为"10010001"的商品单价字段值改为100的SQL语句是（）。
A、UPDATE SPB SET单价=100 WHERE商品编号="1001O001”B、UPDATE SPB SET单价=100 WHERE商品编号="1001O001”C、UPDATE SPB SET单价=1OOD、UPDATE SPB SET单价=100 HAVING商品编号="1001O001”8、设有关系R,按条件f对关系R进行选择，正确的是（）。
A、RxRB、RKRC、GR)D、ΠR)f9、SQL语言中创建聚簇索引的关键字是（）。
空间数据库复习资料（仅供参考）1．什么是空间数据库？阐述空间数据库管理系统的主要功能？答：（1）空间数据库：是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量空间数据的集合。
（指某区域内以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理的空间数据的集合。
）（2）主要功能：数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事务管理和运行管理，数据库的建立和维护功能；空间数据和空间关系的定义和描述，空间操作算子，空间数据索引，空间数据查询语言，几何完整性约束，长事务管理，海量空间数据的存储和组织，空间数据的可视化。
2．阐述数据库系统的外部、内部体系结构。
答：（1）外部体系结构：单用户结构/主从式结构，客户/服务器，分布式结构，B/S结构（2）内部体系结构：三级模式结构：外模式，模式，内模式3．什么是数据模型？阐述常用数据模型的基本思想。
答：（1）数据模型：在数据库中用数据模型来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。
数据模型应满足三方面要求：能比较真实地模拟现实世界，容易为人所理解，便于在计算机上实现。
（2）常用数据模型的基本思想：①层次模型是用树形结构来表示实体及实体间联系的模型，它将数据组织成一对多的联系。
②网状模型是用网状结构来表示实体及实体间联系的模型，它将数据组织成多对多的联系。
③关系模型是用二维关系来表示实体及实体间联系的模型，它将数据组织成规范化的关系表格。
④面向对象模型象的基本思想就是以接近人类思维的方式将客观世界的一切实体或现象模型化为一系列对象。
每一种对象都有各自的内部状态和行为，不同对象之间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的面向对象系统4．什么是空间索引？阐述格网索引、四叉树索引、R树索引的基本思想。
答：（1）空间索引，也叫空间访问方法，是指依据空间对象的位置、形状以及空间对象之间的某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构。
其中包括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。
Chapter 1: Introduction to Spatial Databases1、举例说明什么是空间数据、非空间数据？如何理解空间查询（spatial queries）和非空间查询的区别（Non-spatial queries）？答：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，等是非空间数据空间查询是对空间数据的查询或命令2、什么是GIS，什么是SDBMS？请阐述二者的区别和联系。
答：1、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2、SDBMS是一个软件模块。
它可以①、利用一个底层的数据库管理系统②、支持多种空间数据模型、相应的空间抽象数据类型（ADT）以及一种能够调用这些ADT的查询语言③、支持空间索引、高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则3、区别与联系：①、利用GIS可以对某些对象和图层进行操作，而利用SDBMS则可以对更多的对象集和图层进行更加简单的操作②、SDBMS可以在GIS不能使用的某些领域进行使用，例如基因组学、天文学、多媒体信息系统等③、GIS可以作为SDBMS的前端，利用一个高效的SDBMS可以大大提高GIS的效率和生产率。
3、从GIS这一缩写的三种含义来理解GIS的发展历程。
答：地理信息系统：为专业人员提供的软件地理信息科学：为地理信息系统和服务提供使用和发展的定义、框架和理论地理信息服务：为普通用户提供的网点和服务中心，例如PC机上的地理和空间服务4、用传统数据库系统管理空间数据，存在什么不足之处？答：1）无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构，模拟和操作复杂地理对象的能力较弱；2）用关系模型描述本身具有复杂结构和涵义的地理对象时，需对地理实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理；3）由于概念模式和存储模式的相互独立性，及实现关系之间的联系需要执行系统开销较大的联接操作，运行效率不够高4）空间数据通常是变长的，而一般RDBMS只允许记录的长度设定为固定长度，此外，通用DBMS难于存储和维护空间数据的拓扑关系。
空间数据库考试题1.你认为以下哪些场景会用到数据库?（）A.游戏(正确答案)B.图书馆(正确答案)C.支付宝(正确答案)D.手机应用程序(正确答案)2.数据库（DB）、数据库系统（DBS）、数据库管理系统（DBMS）之间的关系是（）。
[单选题]A.DB包含DBS和DBMSB.DBMS包含DBS和DBC.DBS包含DB和DBMS(正确答案)D.没有任何关系3.数据库系统的核心是（）。
[单选题]A.数据模型B.数据库管理系统(正确答案)C.数据库D.数据库管理员4.下面关于数据库系统叙述正确的是（）。
[单选题]A.数据库系统避免了一切冗余B.数据库系统减少了数据冗余(正确答案)C.数据库系统比文件能管理更多的数据D.数据库系统中数据的一致性是指数据类型的一致5.下列叙述中,错误的是（）。
[单选题]A.数据库技术的根本目标是要解决数据共享的问题B.数据库设计是指设计一个能满足用户要求,性能良好的数据库C.数据库系统中,数据的物理结构必须与逻辑结构一致(正确答案)D.数据库系统是一个独立的系统,但是需要操作系统的支持6.数据库系统的三级模式中,表达物理数据库的是（）。
[单选题]A.外模式B.模式C.用户模式D.内模式(正确答案)7.数据库中不仅能够保持数据本身,而且能保存数据之间的相互联系,保证了对数据修改的（）。
[单选题]A.独立性(正确答案)B.安全性C.共享性D.一致性8.一个数据库系统的外模式（）。
[单选题]A.只能有一个B.最多只能有一个C.至少两个D.可以有多个(正确答案)9.（）是存储在计算机内有结构的数据的集合。
[单选题]A.数据库系统B.数据库(正确答案)C.数据库管理系统D.数据结构10．数据库三级模式中，真正存在的是（）。
[单选题]A.外模式B.子模式C.模式D.内模式(正确答案)11.为了保证数据库的逻辑独立性,需要修改的是（）。
[单选题]A.模式与外模式之间的映射(正确答案)B.模式C.模式与内模式之间的映射D.三级模式12.用树形结构表示实体之间联系的模型是（）。
1空间数据库空间性专题性时间性空间数据库管理系统：主要功能是提供对空间数据和空间关系的定义和描述，提供对空间数据的查询语言，实现对空间数据的高效查询和操作，提供对空间数据的存储和组织，提供对空间数据的直观显示等1空间数据库是存放空间数据的数据库，更确切的说是描述空间物体的位置数据、位置数据元素之间的拓扑关系及描述这些物体的属性数据的数据库2空间数据库的特点：空间数据库管理是现实世界中相关性大的连续数据，要求进行综合管理；描述的数据实体类型多关系复杂，使数据模型复杂；存储的空间数据具有非结构化特征，不满足数据模型的范式要求3基于OR-DEMS ODBMS的SDEMS： (1)一个SDEMS是一个软件模块，它利用一个底层数据管理系统如OR-DEMS ODBMS;(2)SDEMS支持多种空间数据模型，相应的空间抽象数据类型（ADT）以及一种能够调用这些ADT的查询语言；(3)SDEMS支持空间索引，高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则4三层体系结构在OR-DBMS上搭建SDBMS的体系结构示意图（即三层体系结构）顶层为空间应用，如gis MMIS CAD，该应用层并不直接与OR-DBMS打交道，而需要经过一个中间层与OR-DBMS交互，而这个中间层称之为空间数据库SDB，中间层是封装大多数空间领域知识的地方并被“插入”到OR-DBMS中5矢量数据交换格式（CNSDTF-VCT）：文件头要素类型参数属性数据结构几何图形数据注记属性数据6Arciew的shapefile文件格式：shapefile是arcview的原生数据格式，属于简单要素类，用点线多边形的形式存储要素的形状，却不能存储拓扑关系，具有简单、快速显示的优点。
在shapefile中的信息可分为两种：一种与数据有关如主文件的记录信息一种与数据的组织管理有关，如文件和记录的长度。
Shapefile由固定的3个文件：主文件.shp 二进制，索引文件.shx二进制，dbase 表文件.dbf数据库文件7空间数据库引擎是空间数据组织管理的重要基础技术，从用户的角度：是用户与异构空间数据库之间的接口软件的角度：是应用程序和RDBMS之间的中间件，用来管理空间数据库系统的角度：是利用RDBMS和其扩展功能，实现空间数据在数据库中的物理存储用户通过空间数据库引擎将各种形式的空间数据提交给RDBMS。
Chapter 1: Introduction to Spatial Databases1、举例说明什么是空间数据、非空间数据？如何理解空间查询（spatial queries）和非空间查询的区别（Non-spatial queries）？答：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2、什么是GIS，什么是SDBMS？请阐述二者的区别和联系。
答：1、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2、SDBMS是一个软件模块。
它可以①、利用一个底层的数据库管理系统②、支持多种空间数据模型、相应的空间抽象数据类型（ADT）以及一种能够调用这些ADT的查询语言③、支持空间索引、高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则3、区别与联系：①、利用GIS可以对某些对象和图层进行操作，而利用SDBMS则可以对更多的对象集和图层进行更加简单的操作②、SDBMS可以在GIS不能使用的某些领域进行使用，例如基因组学、天文学、多媒体信息系统等③、GIS可以作为SDBMS的前端，利用一个高效的SDBMS可以大大提高GIS的效率和生产率。
3、从GIS这一缩写的三种含义来理解GIS的发展历程。
答：地理信息系统：为专业人员提供的软件地理信息科学：为地理信息系统和服务提供使用和发展的定义、框架和理论地理信息服务：为普通用户提供的网点和服务中心，例如PC机上的地理和空间服务4、用传统数据库系统管理空间数据，存在什么不足之处？答：1）无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构，模拟和操作复杂地理对象的能力较弱；2）用关系模型描述本身具有复杂结构和涵义的地理对象时，需对地理实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理；3）由于概念模式和存储模式的相互独立性，及实现关系之间的联系需要执行系统开销较大的联接操作，运行效率不够高4）空间数据通常是变长的，而一般RDBMS只允许记录的长度设定为固定长度，此外，通用DBMS难于存储和维护空间数据的拓扑关系。
5）一般RDBMS都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作。
6）一般DBMS不能支持GIS需要的一些复杂图形功能。
7）一般RDBMS难以支持复杂的地理信息，因为单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录，包括大地网、特征坐标、拓扑关系、属性数据和非空间专题属性等方面信息。
8）GIS管理的是具有高度内部联系的数据，为了保证地理数据库的完整性，需要复杂的安全维护系统，而这些完整性约束条件必须与空间数据一起存储，由地理数据库来维护系统数据的完整性。
否则，一条记录的改变会导致错误、相互矛盾的数据存在，而一般RDBMS 难以实现这一功能。
5、What is a SDBMS ？答：SDBMS是一个软件模块。
它可以①、利用一个底层的数据库管理系统②、支持多种空间数据模型、相应的空间抽象数据类型（ADT）以及一种能够调用这些ADT的查询语言③、支持空间索引、高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则6、什么是后关系数据库模型？后关系数据库模型有哪些？答：后关系数据库模型支持用户定义抽象数据类型，空间数据的类型可以添加。
包括面向对象的数据库模式OOBDMS和面向关系ORDBMS的数据库模式。
7、SDBMS的三层体系结构（Three Layer Architecture）是什么？借此深入理解SDBMS的作用。
答：空间应用—空间数据库—DBMS教材P11的图8、空间数据库主要涉及哪些内容？答：数据模型、查询语句、查询处理与优化、文件组织和索引、数据挖掘9、举例说明单遍扫描查询和多遍扫描查询的概念。
答：单边扫描查询中，被查询的表（关系）中的一条记录（元组）最多只被访问一次；例如“列出武大周围5km内的书店的名字”。
多遍扫描查询是被查询的表（关系）中的一条记录（元组）至少被访问一次，例如“找出其代表的选取范围大于200公顷并且在这区拥有公司的女议员的名字”10、过滤－精炼策略的作用？两个步骤的内容是什么？提示：ppt ：Efficient algorithms to answer spatial queriesCommon Strategy - filter and refine（过滤－精炼）Filter Step:Query Region overlaps with MBRs of B,C and D过滤：查询区域与B、C、D的最小外接矩形有重叠部分，保留B、C、D，其他的舍弃Refine Step: Query Region overlaps with B and C精炼：查询区域与B、C有重叠，舍弃D11、平面扫描(plane sweep)技术主要解决什么问题？其主要步骤？答：主要解决的是如何在过滤阶段中尽可能多的淘汰不符合条件的对，从而减少几何计算的计算代价。
Step 1：从左至右移动一条扫描线(例如，垂直于x轴的线)，停在R∪S的第一个元素处。
这就是具有最小T．xl值的矩形T，例子为是矩形R4 。
Step2：搜索S中已排序的矩形，直到抵达第一个矩形Sf，这里有Sf．xl> T．xu。
显然，对于所有1≤j<f，关系[T．xl，T．xu]∩[Sj．xl，Sj．xu]存在(非空)，在本例中Sf就是S1。
注意f是以图1-9c的数组索引为序，即S1=S2、S2= S1、S3=S3。
这样S2就是一个可能与R4交叠的候选矩形。
Step 3：如果对任意l≤j≤f，关系[T．yl，T．yu] ∩[Sj．yl，Sj．yu]存在，则Sj与T相交。
因此，这一步就确定了R4与S2的确是交叠的，并且< R4，S2>是连接结果的一部分。
记录所有这样的信息，然后将矩形T（R4）从集合R∪S中去掉，它不再需要参与结果集中的其他相交对。
Step 4：继续移动扫描线来穿过集合R∪S，直至碰到下一个矩形，在本例中是S2。
这时进行步骤2和3。
Step 5：当R∪S=∅时，处理结束；12、从程序员的观点和DBMS设计者的观点看，影响系统效率的因素有何不同。
答：在程序员看来，计算机主要包括两个部分：CPU和无限量的内存在DBMS设计者看来，计算机主要包括三个部分：CPU、有限的内存、无限的硬盘空间。
访问硬盘的速度要远远小于访问内存的速度，因此前者关注减少算法的计算时间，后者强调的是将计算时间和I/O时间的总和减少到最小。
13、查询优化和数据挖掘的概念。
答：查询优化：基于数据集的特点对查询中的操作进行排序，为每一步操作选择有效策略数据挖掘：即进行系统的搜索，找出隐藏在电子信息中潜在的有用信息。
Chapter 2: Spatial Concepts and Data Models1、什么是数据模型？举例说明数据模型的重要性。
答、数据模型是数据集的特定结构和模式，是对数据的文件描述，有利于某些性质的前期分析。
作用：①、属性的前期分析；②、重利用多媒体应用中的共享数据；③、组织中交换数据④、将数据传递给新软件或环境例子：千禧年危机正确的使用数据模式可以显著的降低成本，如果软件中的时间和数据被定义成抽象数据模型，只有一小部分的软件会执行数据，ADT数据要被重新修改。
2、掌握两种常用的空间信息模型：要素模型和场模型，矢量、栅格数据结构。
答：场模型：①、空间分割框架②、场函数③、场操作：并、复合森林模型中分段函数表示，区域中每个点被映射成主要树种对应的值要素模型：①、对象：把空间信息抽象成明确的，可识别的事物或实体；②、对象具有属性和操作森林模型中多边形表示（林分），每个对象有唯一的标示符、主要树种和一块区域。
矢量数据结构栅格数据结构：栅格结构用密集正方形（或三角形，多边形）将地理区域划分为网格阵列。
位置由行，列号定义，属性为栅格单元的值。
点：由单个栅格表达。
线：由沿线走向有相同属性取值的一组相邻栅格表达。
面：由沿线走向有相同属性取值的一片栅格表达。
3、基于场模型的操作有哪些，举例说明区基于场模型的局部操作、聚焦(focal)和区域操作？基于对象模型的操作有哪些？答：基于场模型：局部操作：空间框架内一个给定位置的新场的取值只依赖于同一个位置场的输入值。
书上P31。
聚焦操作：在指定位置的结果场的值依赖于同一位置的一个假定小领域输入场的值。
极限、高程场的梯度区域操作：与聚集运算符或微积分中的积分运算有关。
计算每个树种的平均高度。
基于对象模型：面向集合、拓扑、方位、度量空间4、什么是拓扑关系，举例说明拓扑与非拓扑特性、拓扑与非拓扑操作。
答：是指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。
即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接关联和包含等关系。
拓扑特性：弹性变形后临近物体之间的拓扑关系没有发生改变非拓扑特性：弹性变形后临近物体之间的拓扑关系发生了改变拓扑操作与非拓扑操作5、OGIS提出的关于空间几何体的基本构件有哪些？6、说明九交模型表达拓扑关系的原理。
答：在一个平面上。
两个对象A、B之间的二元拓扑关系主要基于以下的相交情况，即分别是A和B的内部、边界、外部。
值六部分可以构成九交模型。
考虑取值有空(0)和非空(1)，可以确定有29=512种二元拓扑关系。
对于R²嵌在中的二维区域，有八个关系是可实现的，并且它们彼此互斥且完全覆盖。
：相离、相接、交叠、相等、包含、在内部、覆盖、被覆盖。
7、数据库设计的三个步骤及其主要内容。
答、首先，采用高层次的概念数据模型来组织所有与应用相关的可用信息；然后，逻辑建模阶段，与概念数据模型在商用DBMS上的具体实现有关最后，数据库设计的第三个步骤是物理设计的建模，它解决数据库营养在计算机中具体实现是方方面面的细节。
8、ER模型的作用，ER图包括哪些要素，如何表达多值属性？ER图与空间信息对象模型之间的异同？答：ER图可以以一种避开计算机隐喻的方式来表达这个微型世界，从而把应用中的概念与实现细节分离开来。
ER图包括实体（物理上或概念上独立存在的事物或对象）、属性和联系。
实体用属性来刻画性质，实体之间通过练习相互作用和关联。
属性可以是单值或多值。
ER图中实体用矩形表示，属性表示为椭圆，联系为菱形。
码属性加下划线，多值属性用双椭圆。
异同：①、实体是物体属性的集合；②、ER模型不允许普通用户定义操作；③、在对象模型中关系不被直接支持，但可以由操作来模仿。
9、数据库三层约束的内容：码约束--实体完整性(entity integrity)约束，参照完整性(referentialintegrity]约束和用户参照完整性。
