空间数据库
——国内外空间数据库技术发展现状、存在问题及发展趋势
系部名称：地理信息科学
班级：2013级地理信息科学1班
学号：20131389026
学生姓名：林彬彬
指导教师：毕硕本
时间：2015年4月8日
目录
摘要 (1)
一、引言........................................................ 错误！未定义书签。
二、空间数据库技术发展现状...................................... 错误！未定义书签。
（一）检索技术发展现状...................................... 错误！未定义书签。
（二）管理存储技术发展现状 (2)
（三）数据模型发展现状 (4)
（四）应用现状 (4)
三、空间数据库存在的问题 (5)
（一）数据共享问题 (5)
（二）数据“瓶颈”问题 (5)
（三）数据安全问题 (5)
四、空间数据库发展趋势 (6)
（一）海量空间数据管理 (6)
（二）时空空间数据库 (6)
（二）空间信息与移动通信的集成应用 (7)
五、对空间数据库的个人认识 (7)
参考文献 (7)
国内外空间数据库技术发展现状、存在问题
及发展趋势
摘要：空间数据库是近年来数据库技术研究的热点之一。本文主要论述了国内外空间数据库技术的发展现状、空间数据库存在的问题以及其发展趋势。
关键词：空间数据库发展现状存在问题发展趋势
一：引言
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。[.1]
二：空间数据库技术发展现状
（一）空间数据库检索技术发展现状
1、5、60年代是地理信息系统出现和探索的初期。1963 年，加拿大测量学家
R.F.Tomlinson 首先提出了地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个实用的地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。
2、70年代步入了地理信息系统快速发展的年代。加拿大、联邦德国、瑞典、日本等国也相继发展了自己的专业 GIS。随着 GIS系统渐渐为更多的人所熟知，除了专业人士，更多的普通群众也想享受到 GIS 为人们生活中带来的便捷。
3、80 年代是 GIS 理论趋于成熟的时期，也是 GIS 应用为人们所了解的时期。在理论上，大量的研究人员都投入到对 GIS 的研究中，在各大会议、期刊上都发表了大量关于 GIS 系统方面的文章，使人们对 GIS 有了更加深入的了解。实践中，商业性的咨询公司、软件制造商大量涌现，加大投入，积极开发关于 GIS 系统的产品，并提供专业化的咨询。各国政府更加重视 GIS 系统给他们在军事上带来的优势，投入资金，筹划建造自己的 GIS 系统，如美国于 1987 年成立了国家地理信息与分析中（NCGIA），英国于 1987 年成立了地理信息协会。并且国与国之间也加强合作，不再局限于国家的界限，大力发展GIS 系统。与此同时，计算机性能的提高，软件开发技术的逐渐成熟和数据库相关技术的大力发展，也使地理信息系统进一步加快发展。进入 90 年代以来，伴随着计算机技术的迅猛发展，Internet 的普及，再加上微机的高性价比，使得地理信息系统的应用得到了空前的发展。与此同时，群众对地理信息系统从不了解到略有所闻，再到认识逐渐加深，人们对地理信息系统使用的热情也变得无比的高涨。它往往能成为各大企事业单位，政府机关所使用微机的必备装机软件。各国的政府纷纷把 GIS 提到战略部署的高度来对待。同时，在计算机操作系统的不断发展，也使地理信息系统具有更广阔的发展空间，成为跨平台、跨系统的高科技产品，为广大客户带来便利。
4、在新的世纪里，世界各国对 GIS 科技的开发和研究，主要集中在以空间信息分析的新模式和新方法、空间关系及数据模型（包括与时间有关的四维数据结构）、人工智能和专家系统的引入、显示与输出技术、GIS 的效益评价以及保密性等方面。当前，国际上GIS 已从具备储存、分析评价、查询检索、自动制图等一般功能向信息采样自动化、多样化、多功能的综合分析评价模型，智能化专家系统，与遥感遥测直接对接进行信息更新，以及规范化、标准化和信息充分共享等方面发展。[2]
（二）空间数据库管理存储技术发展现状
1、20世纪60一70年代,地理信息系统最初脱胎于计算机制图"由于CAD软件在制图方面的优势。CAD存储格式不能完全表达空问要素的属性信息,空问数据之间当然也不可能建立拓扑关系或实现空间分析"存储结构的局限使CAD数据模型随地理信息系统的发展而逐步被淘汰。文件与关系数据库混合管理系统的出现使GIS空间数据库技术的发展进入了第二阶段。
2、20世纪80年代的大部分GIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据,用商用关系数据库管理系统管理属性数据,它们之间的联系通过目标标识或者内
部连接码进行连接。在这种管理模式中,几何图形数据与属性数据除它们的OID作为连接关键字段以外,两者几乎是独立地组织。1981
年,ERSI(EnvironmentalsystemResearchInstitute,Inc.)公司推出了它的第一个商用GIS 软Are/Info实现了第二代地理数据模型一Coverage,它就是使用了文件与关系数据库混合的数据管理模式,得到了业界的认可,直到目前仍被广泛采用。采用文件与关系数据库管理系统的混合管理模式,还不能说建立了真正意义上的空间数据库管理系统,因为文件管理系统的功能较弱,特别是在数据的安全性、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。
3、20世纪90年代后期,GIS空间数据库技术实现了空间数据和属性数据的统一存储,即两种数据同时使用关系数据库系统来管理,这也成为了现代空间数据库技术的重要标志。在这一阶段出现了四种数据管理模式：
(l)全关系型空间数据管理系统
全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件厂商不作任何扩展,由GIS软件商在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据,而且能管理非结构化的图形数据。用关系数据库管理系统管理图形数据有两种模式,一种是基于关系模型的方式,图形数据按照关系数据模型组织。这种组织方式由于涉及一系列关系连接运算,相当费时。另一种方式是将图形数据的变长部分处理成Binary一二进制块Block字段。目前大部分关系数据库管理系统都提供了二进制块的字段域,以适应管理多媒体数据或可变长文本字符。GIS利用这种功能,通常把图形的坐标数据,当作个二进制块,交山关系数据库管理系统进行存贮和管理。
(2)对象一关系数据管理系统
由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化的空间数据又一十分重要,所以许多数据库管理系统的软件商纷纷在关系数据库管理系统中进行扩一展,推出了空间数据管理的专用模块使之能直接存贮和管理非结构化的空间数据,如Oracle的oraclespatial、IBMDBZ的spatialExtender、IBMInformix的DataBlade、MysQL的Geometry 以及MSsQLserver2005的MssQLspatial等。定义了操纵子点、线、面、圆、长方形等空间对象的API函数"这些函数,将各种空间对象的数据结构进行了预先的定义,用户使用时必须满足它的数据结构要求,用户不能根据Gls要求(即使是GIS软件商)再定义。这种扩展的空间对象管理模块主要解决了空间数据变长记录的管理,由于由数据库软件商进行扩展,效率要比前面所述的二进制块的管理高得多。但是它仍然没有解决对象的嵌套问题,空间数据结构也不能由用户任意定义,使用上仍然受到一定限制。
(3)面向对象GIS数据管理系统
面向对象模型最适应于空间数据的表达和管理,它不仅支持变长一记录,而且支持对象的嵌套!信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象和对象的数据结构以及它的操作。我们可以将空间对象根据GIS的需要,定义出合适的数据结构和一组操作。这种空间数据结构可以是不带拓扑关系的面状数据结构,也可以是拓扑数据结构,当采用拓扑数据结构时,往往涉及对象的嵌套!对象的连接和对象与信息聚集。当前已经推出了若干个面向对象数据库管理系统如Gemstone,Objectivity,
Objeetstore,ontos,02,Peot,、飞rsant以及CA公司的Jasmine等,也出现了一些基于面向对象的数据库管理系统的地理信息系统,如GDE等。然而,面向对象数据库管理系统(OODBMS)自身仍存在许多缺陷而不被看好"首先,由于OODBMS缺乏标准,尽管已提出了一个标准草案ODMG93,但没有得到普遍遵循;其次,OODBMS产品在安全性、完整性、坚固性、可伸缩性、视图机制、模式演化等许多方面还不完善;另外,OODBMS 的开发工具很少、对C/S计算环境的支持也不够。因此,目前OODBMS在GIS领域还不太通
用。
(4)面向对象的矢栅一体化GIS数据库管理系统
以往的空间数据库管理系统主要是针对图形矢量空间数据的管理而采取的方案。当前除图形矢量数据以外,还存在大量影像数据和DEM数据,如何将矢量数据、影像数据、DEM 数据和属性数据进行统一管理,已成为空间数据库的一个重要研究方向
(EhlerS,1989,Figueroa,1990)。
自80年代末、90年代初,人们就相当重视面向对象技术在GIS领域中的应用,软件技术也在不断发生变革,较早推出的面向对象GIS软件Systemg,对面向对象方法在GIS中的应用起了较大推动作用,之后的Smallword和Arc/hifos.3,己使面向对象GIS达到了普及应用阶段。ESRI在Arc/Infos.3引入了第汽代空间数据模型一Gcodatabase,它是一种新的面向对象的数据模型,利用Gcodatabase数据模型一可以建立面向对象的空问数据库。Geodatabase使用了面向对象的方法,使得要素一可以具有自己的行为和属性,并目要素类具有继承性、多态性和封装性。
在国内,武汉测绘科技大学(新武汉大学)开发的地理信息系统软件Geostar从一开始设计就采用面向对象数据模型和面向对象技术,中国的地球空间数据交换格式也是以面向对象的逻辑模型为主要设计思想的。北京超图公司开发的SuPerMapSDX+海量空间数据管理引擎是SuPerMap第三代空间数据库技术,具有大数据量矢量栅格数据管理!长事务处理能力!异构分布式数据管理、拓扑关系支持等诸多性能和功能,其在空间索引速度!复杂集合实体支持等技术性能上甚至超过了国外同类产品。
（三）空间数据模型发展现状
空间数据库经过这几年的发展，二维空间数据技术已相当成熟，而且实际应用中大多数情况下用二维甚至一维坐标进行描述就可以满足需求。人们是生活在三维空间的，从目前的研究现状来看，三维数据结构总体上分为基于体描述的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。二维的数据结构和三维的数据结构对于不同的应用目的，具有不同的优点，基于不同的应用目的往往需要这两种方式交替运作，这样就需要有一种三维数据结构能够与二维的数据结构相兼容；基于体素的不规则三棱柱数据模型结合地学结构的特点，在建立地学GIS上有其独特的优点，同时，还可以很容易地在基于矢量结构的二维数据结构上进行扩展得到三维数据结构，并实现与二维数据结构兼容。现在的空间数据库大都采用面向对象的技术进行设计和实现，因此，不规则三棱柱网络模型的数据结构按面向对象程序设计的风格进行描述，对每一个基本元素定义成一个类，拓扑关系包含在类的成员变量和成员函数中，这样程序设计中只对每一个元素运用其成员变量编写其成员函数，程序通过调用其成员函数即可实现拓扑关系的自动建立。
若果把时间也算上，人们则是生活在四维空间中，随着应用的不断深入，涉及四维的自然和人为现象的处理越来越多，这就对数据的处理提出了更高的要求，要能够保存并有效地管理历史变化数据，以方便将来重建历史状态、跟踪变化、预测未来，这样的地理信息系统软件难以处理时态现象，时空数据模型已成为空间数据库技术领域一个新的研究方向。
（四）空间数据库应用现状
现实生活中,大部分的数据(约85%以上)都具有空间属性,例如,地址、电话号码、客户统计分布数据或者资产分布数据等等。利用这些数据信息的空间属性进行数据分析,可以观察发展趋势,帮助您掌握机遇。总而言之,能够迅速有效地管理空间数据,根据其空间属性进行分析,对于当今的企业来说,是势在必行的。特别是在金融、保险、市场营销、邮电
通信、市政管理、城市规划、公安交通、石油地质、医疗保健等领域。而能够进行空间操作的数据库更具有明显的优势,它包含许多能够根据其地理属性进行分析的基本信息。所有在普通数据库中能够进行的空间操作在空间数据库中均可以进行。使用
Or-acle7 Spatial Data Option,可以围绕数据库建立一个企业级的决策支持系统,用来
处理所有类型的数据,包括空间属性数据。可以预见,随着信息技术的发展,对于空间数据的管理将显得日趋的重要,因此空间数据库因其数据分析的多维性,或者说是空间性,在数据库的应用方面将扮演越来越重要的角色。
三：空间数据库存在的问题
1、数据共享问题
地理数据是GIS的重要组成成分，它有很强的时空特性，获取手段及形式也是多种多样的。根据需求的不同，不同的地理信息系统获取的地理信息类型不同，更由于各个系统采用的空间数据库管理系统的不同，空间数据的数据文件格式也不一样，并且也没有地理信息的共享政策，因而造成各个系统的空间数据无法共享。
为了使空间数据可以共享，使得建立的GIS数据库的数据可以得到利用，确定空间数据库应包括的数据文件及其数据类型、制定数据交换格式，成为GIS发展的关键。目前GIS 多源空间数据的集成主要朝着三个方向发展，一是通过建立统一的数据交换标准来约束并规范已有的各类地理信息系统，采用数据交换标准来进行空间数据交换；二是建立数据共享政策；三是GIS数据中间件技术。
但是由于目前人们对空间信息认识和研究成果的制约，建立统一的数据交换格式和信息标准仍是一个长期、复杂的过程。
2、数据“瓶颈”问题
空间数据的来源越来越多，形式越来越丰富，空间数据库中的数据量将会越来越大，尽管数据的压缩、存储与管理技术在不断的进步，但由于空间数据采用两种数据结构，这两种数据结构的相互转换导致海量空间数据输入的高额费用。
目前，地理数据结构主要有两种：矢量数据结构和栅格数据结构。其中矢量数据能准确表示空间实体的位置及相互间的拓扑关系，存储量小，便于查询，但空间分析相当困难；栅格数据输入方便，并能方便、快速地获取与空间信息的遥感技术相连接，但存储量大，且不能实现空间拓扑关系。在应用中，这两种类型的相互转换会大大增加处理的工作量，影响精确度与可靠性。
此外，在WebGIS中，GIS数据的传输量很大，对于网络带宽、速度等要求非常高。这个问题严重影响了WebGIS在实际生活中的应用与发展，是当前急需解决的问题之一。
3、数据安全问题
在WebGIS逐渐成为空间数据库的主要发展方面的同时，数据的安全性也随之成为一个不可忽视的问题。[3]
四：空间数据库的发展趋势
随着计算机技术和相应技术的发展以及计算机应用需求的拓广, 20世纪80年代以来,数据库研究领域得到了极大的拓展,其特征表现在: 各种学科技术的内容与数据库的交叉结合,从而使数据库领域中新内容、新应用、新技术层出不穷,形成了当今的数据库系列。由于相关技术的发展和应用需求的驱动而出现了面向对象数据库、分布式数据库、工程数据库、演绎数据库、知识库、模糊数据库、时态数据库、统计数据库、空间数据库、科学数据库、文献数据库、并行数据库、多媒体数据库等数据库新领域。它们都继承了传统数据库的理论和技术,但又不是传统的数据库。与传统数据库的概念和技术相比,当今数据库
的整体概念、技术内容、应用领域,甚至基本原理都有了重大的发展和变化,从而使得传统的数据库,即面向商业与事务处理的数据库仅仅成为当今数据库系列中的一个成员。当然,也是在理论和技术上发展得最为成熟、应用效果最好、应用面最广泛的成员. 其核心技术、基本原理、设计方法和应用经验等仍然是整个数据库技术发展和应用开发的指导和基础。
1、海量空间数据管理
海量地理空间数据库管理已成为制约GIS技术发展的一个瓶颈，是当前地理信息科学领域研究的重要前沿课题之一。传统GIS由于在地理空间数据模型、空间数据管理模式等方面存在缺陷，已不满足海量地理空间数据管理的需要。例如，我们可以立足于土地资源调查领域，海量地理空间数据的管理，尝试探索一套海量地理空间数据库的高效管理方案，具体包括以下四个方面的研究内容：
(1)分析现有地理空间数据模型利弊，在面向对象地理空间数据模型Geodatabase的基础上，引入时空一体化思想，借鉴扩展的基态修正模型，自主设计时空数据模型。
(2)根据海量地理空间数据多源异构等特点，深入剖析海量地理空间数据管理的相关技术，包括海量空间数据集成管理、矢量栅格一体化存储、多源空间数据无缝集成、空间数据库引擎、空间数据多重表达等关键技术。
(3)为满足省级土地利用更新调查成果数据库建库的各种需求，根据土地利用数据库设计的基本原则，提出数据库开发总体方案，详细设计省级土地利用更新调查成果数据库的逻辑结构、物理结构、存储方式、索引方式及数据处理与融合方式，探讨实现该设计拟采用的关键技术。
(4)将上述技术理论与设计方法应用于土地资源调查中。
2、时空空间数据库
时空信息在越来越多的应用中显得越为重要。时空数据库技术是一个新兴的研究领域，对当今信息快速更新的时代，发挥着很大的作用。自20世纪90年代开始，空间数据库和时态数据库的研究者逐渐认识到各自研究领域里存在的一些问题以及两者之间存在
的联系，开始探索将空间数据库和时态数据库相结合的相关技术。从新的角度对能表达空间对象随时间发生位置及范围变化的时空数据库规范化问题进行深入而系统的研究是非
常有意义的。
时空数据库是地理信息系统（GIS)的应用基础，而时空数据模型是时空数据库的理论基础。时空数据模型是以概念方式对客观世界的抽象，是一组由相关关系联系在一起的具有动态特性的实体集，它通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。主要包括以下五种模型，即时间附加型、时间新维型、面向对象型、基于状态和变化的统一模型、以及时空数据模型。
3、空间信息与移动通信的集成应用
随着计算机软、硬件技术的高速发展，特别是Internet技术的发展，GIS技术经历了单机上的GIS工程、基于区域网的企业级GIS和基于Internet网的社会化GIS的9个发展阶段，现正在与移动互联网结合，将GIS更进一步地推向社会。GIS技术、移动通信技术及定位技术（基于机站定位和基于GIS定位）很自然地形成了LBS技术。移动Internet 与GIS的有机结合，为用户基于位置的信息交换、信息获取、信息共享和信息发布提供了便捷、经济的技术途径，从而形成面向手机等便携式信息终端的GIS应用方案。针对这一应用需求，各大GIS厂商、大型数据库厂商、手机厂商都推出了自己的无线产品和解决方案。其中有ESRI公司的ArcPAD，，Intergraph公司提供的无线空间信息服务解决方案MLS，Internet公司的IntelliWhere无线空间信息服务平台，Sun公司的Jave Location Service 平台，Orcale公司的Mobile Location Services On Orcal8i。我国许多公司也正着手开发这类技术。同时，三家最大的手机厂商Nokia，Motorola和Ericsson联合创办了LIF
（location interoperability forum），旨在促进手机移动定位系统间的互用性，创建基于位置的全球无线服务。另外，具有GPS模块的移动终端设备发展迅速，为移动用户进行实时定位提供了可能。[4]
五、对空间数据库的个人认识
空间数据是用于描述有关空间实体的位置、形状和相互关系的数据,以坐标和拓扑关系的形式存储。它包含带有空间坐标及空间范围的任何相关数据,如二维、三维或更高维空间坐标、建筑设计图、地球经纬度、城市规划图等。在传统的关系型数据库模式中,只能处理单维属性的数据,不能存储空间数据的位置特征。所谓单维属性数据是指传统类型(包括数字型、字符型等)的数据,它不包括描述空间位置和形状的坐标信息和描述空间关系的拓扑信息。
空间数据的最常用的数据组织形式是空间数据库。传统数据库中存放单维属性的数据实体以及这些实体之间的联系,同样,空间数据库保存空间实体以及这些实体之间的空间关系。
空间数据库技术是地理信息系统数据组织的核心技术，也是地理科学、测绘科学、计算机科学和信息科学相结合的产物。空间数据库技术已经代替传统的文件管理方式，逐步成为空间数据管理的主流技术。由于空间数据的特殊性，空间数据管理在为计算机和信息科学做贡献的同时，也如饥似渴地吸取计算机主流技术的各项最新成果，成为计算机科技领域中应用研究技术内容最丰富的分支之一。
与传统数据库不同,空间数据库通常包含空间拓扑或距离信息,因此需要以复杂的多维空间索引来组织结构。目前，空间索引按照已提出的空间存取方法特性可分为空间驱动结构和数据驱动结构。其中空间驱动结构又可分为网格文件、k- d- 树、四叉树、空间填充曲线；数据驱动结构可分为R- 树、R*- 树。
由于空间数据的复杂性和特殊性,一般的商用数据库管理系统难以满足要求。因而,围绕空间数据管理方法,出现了几种不同的模式：文件与关系数据库混合管理系统、全关系型空间数据库管理系统、对象—关系数据库管理系统、面向对象空间数据库管理系统。
参考文献
[1] 龚健雅. 空间数据库管理系统的概念与发展趋势. 测绘科学，2 00 1,26(3): 3~4
[2] 乔振新. 空间索引技术的应用与研究. 地名论坛，2000.11
[3] 毕硕本. 空间数据库教程. 科学出版社.，2013.6，15~16
[4] 李德仁、李清泉、谢智颖、朱欣焰. 论空间信息与移动通信的集成应用. 武汉大学学报·信息科
学版. 2002,TN92;P208:3
一、单选题： 1 DB、DBMS和DBS三者间的关系是（B）。 A DB包括DBMS和DBS B DBS包括DB和DBMS C DBMS包括DBS 和DB D DBS与DB、DBMS无关 2 在一个数据库中可以有多个的是（C）。 A模式 B 内模式 C 外模式 D 存储模式 3 下面（A）不是常用的数据模型？ A 线性模型B关系模型 C 层次模型 D 网状模型 4 数据库与文件系统的根本区别在于（ C）。 A 提高了系统效率 B 方便了用户使用 C 数据的结构化 D 节省了存储空间 5 下列叙述正确的为（C ）。 A 主码是一个属性，它能唯一标识一列 B 主码是一个属性，它能唯一标识一行 C 主码是一个属性或属性集，它能唯一标识一行D主码是一个属性或属性集，它能唯一标识一列 6 下列不属于SQL语言的特点的是（D ）。 A 综合统一 B 面向集合的操作方式 C 简洁易学 D 高度过程化 7 在“学生”表中有“学号”、“姓名”、“性别”和“入学成绩”字段。有以下SELECT 语句： SELECT 性别，avg（入学成绩）FROM 学生GROUP BY 性别其功能是（D ）。 A 计算并显示所有学生的入学成绩的平均值 B 按性别分组计算并显示所有学生的入学成绩的平均值 C 计算并显示所有学生的性别和入学成绩的平均值 D 按性别分组计算并显示性别和入学分数的平均值 8 当关系R和S自然联接时，能够把R和S原该舍弃的元组放到结果关系中的操作是（D ） A.左外联接 B.右外联接 C.外部并 D.外联接 9 一般情况下，当对关系R和S进行自然连接时，要求R和S含有一个或者多个共有的（ C ） A.记录 B.行 C.属性 D.元组 10 在关系数据库系统中，一个关系相当于( A )
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
矢量数据结构：通过记录坐标的方式来表达点、线、面等地理实体。 矢量数据结构的主要特点：定位明显和属性隐含。 结构：Spaghetti（面条）结构和拓扑矢量数据结构。 只有像拓扑结构这样的数据结构才是“矢量”数据结构。 拓扑矢量数据结构的特点是：1、一个多边形和另一个多边形之间没有空间 坐标的重复，这样就消除了重复线；2、拓扑信息与空间坐标分别存储，有利于进行近邻、包含和相连等查询操作；3、拓扑表必须在一开始就创建，这要花费一定的时间和空间；4、一些简单的操作比如图形显示比较慢，因为图形显示需要的是空间坐标而非拓扑结构。 栅格数据模型是将连续的空间离散化，将地理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。 空间数据引擎（SDE）：是用来解决如何在关系数据库中存储空间的数据，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。 工作原理：SDE客户端发出请求，由SDE服务端处理这个请求，转换成DBMS 能处理的请求事物，由DBMS处理完相应的请求，SDE服务端再将处理的结果实时反馈给GIS的客户端。客户通过空间数据引擎将自己的数据交给大型关系型DBMS,由DBMS统一管理，同样，客户可以通过空间数据引擎从关系型DBMS 中获取其它类型的GIS数据，并转换成客户端可以使用的方式。 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格，支持分布式的GIS系统。 （3）SDE对外提供了空间几个对象模型，用户可以在此模型基础之上建立空间几何对象，并对这些几何对象进行操作。 （4）快速的数据提取和分析。 （5）SDE提供了连续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。 （7）无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一存储。 （8）并发访问。 空间数据是对空间事物的描述,实质上就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、大小及其分布特征诸多方面的数据。 数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。 空间数据特征：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征。
城市公共基础数据库建设（地理库） 地理信息数据是智慧城市的定位基准，是集成城市自然、社会、经济、人文等综合信息的基础，是信息集成的载体，是智慧城市赖以实现的不可或缺的基础支撑。 “智慧南平地理库”建设将结合南平市现有数据情况，补充生产或整合更新南平市域范围内各类基础地理信息数据，按照标准规范对数据进行整合改造形成面向应用的公共地理框架数据，并研发数据库管理系统实现对基础地理信息数据和公共地理框架数据的建库管理和维护更新，为政府部门、企业和公众提供丰富权威的数据资源，推动地理信息的社会化应用，避免资源浪费和重复建设。 (1)基础地理信息数据补充生产：补充生产地名地址数据、三维景观数据等； (2)基础地理信息数据改造更新。将原来离散的、数据格式各异的空间信息改造成为逻辑上一体的、具有统一空间定位框架基础地理信息资源，整合对象主要是现有数字线划图、中小尺度遥感影像、高程模型以及地名数据； (3)公共地理空间框架数据整合生产（含政务版、公众版）：以基础地理数据为基础，根据数字城市地理空间框架的标准规范，面向公共应用需求进行数据的对象化、网格化、信息化加工处理，形成面向公共服务的地理框架数据 (4)数据库管理系统开发：研发数据库管理系统，实现对基础地理信息数据和公共地理框架数据的入库、日常管理及更新维护， (5)数据库建设：通过数据库管理系统，对整合后的基础地理信息数据、政务版地理框架数据和公众版地理框架数据进行入库处理，最终建成包含影像数据、矢量数据、高程模型数据的基础地理信
息数据库、政务地理框架数据库、公众地理框架数据库以及对应的元数据库和数据目录。 “智慧南平地理库”建设将改变南平市因获取掌握基础地理空间信息条块分割、部门所有的管理体制所形成的数据在内容、格式、坐标系统、定位精度等方面存有差别的现状，最大限度地推进地理信息资源的共享和应用，为交通、水利、国土、统计、公安、民政等各类政府部门提供科学、准确、及时的地理空间信息服务，还将通过现代化的网络和通讯技术向全社会提供导航、定位、出行等位置服务，从而推进南平市信息化进程,为创建和谐、有序的城市管理和公共服务新局面提供有力的支撑，推动和谐社会的发展。
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
一、数据管理的发展阶段 1、人工管理阶段 2、文件系统阶段 3、数据库管理阶段 注意了解各阶段的背景和特点 二、数据库系统的特点 1、面向全组织的复杂的数据结构 2、数据的冗余度小，易扩充 3、具有较高的数据和程序的独立性：数据独立性 数据的物理独立性 数据的逻辑独立性 三、数据结构模型三要素 1、数据结构 2、数据操作 3、数据的约束性条件 四、数据模型反映实体间的关系 1、一对一的联系(1：1) 2、一对多的联系(1：N) 3、多对多的联系(M：N) 五、数据模型： 是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架。 数据库结构的基础就是数据模型。数据模型是描述数据(数据结构)、数据之间的联系、数据语义即数据操作，以及一致性(完整性)约束的概念工具的集合。 概念数据模型：按用户的观点来对数据和信息建模。ER模型 结构数据模型：从计算机实现的观点来对数据建模。层次、网状模型、关系 六、数据模型的类型和特点 1、层次模型： 优点：结构简单，易于实现 缺点：支持的联系种类太少，只支持二元一对多联系 数据操纵不方便，子结点的存取只能通过父结点来进行 2、网状模型： 优点：能够更为直接的描述世界，结点之间可以有很多联系 具有良好的性能，存取效率高 缺点：结构比较复杂 网状模型的DDL、DML复杂，并且嵌入某一种高级语言，不易掌握，不易使用
3、关系模型： 特点：关系模型的概念单一；（定义、运算） 关系必须是规范化关系； 在关系模型中，用户对数据的检索操作不过是从原来的表中得到一张新的表。 优点：简单，表的概念直观，用户易理解。 非过程化的数据请求，数据请求可以不指明路径。 数据独立性，用户只需提出“做什么”，无须说明“怎么做”。 坚实的理论基础。 缺点：由于存储路径对用户透明，存储效率往往不如非关系数据模型 4、面向对象模型 5、对象关系模型 七、三个模式和二级映像 1、外模式(Sub-Schema)：用户的数据视图。是数据的局部逻辑结构，模式的子集。 2、模式(Schema)：所有用户的公共数据视图。是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的描述。 3、内模式(Storage Schema)：又称存储模式。数据的物理结构及存储方式。 4、外模式/模式映象：定义某一个外模式和模式之间的对应关系，映象定义通常包含在各外模式中。当模式改变时，修改此映象，使外模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为逻辑独立性。 5、模式/内模式映象：定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。存储结构改变时，修改此映象，使模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为物理独立性。 八、数据视图 数据库管理系统的一个主要作用就是隐藏关于数据存储和维护的某些细节，而为用户提供数据在不同层次上的抽象视图，即不同的使用者从不同的角度去观察数据库中的数据所得到的结果—数据抽象。 九、规范化 1、几个概念 候选码（候选关键字）：如果一个属性（组）能惟一标识元组，且又不含有其余的属性，那么这个属性（组）称为关系的一个候选码(候选关键字)。 码（主码、主键、主关键字）：从候选码中选择一个唯一地标识一个元组候选码作为码 主属性：任何一个候选码中的属性（字段） 非主属性：除了候选码中的属性 外码：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另一个关系模式的码，则称X是R的外部码，简称外码。 2、函数依赖 （1）设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。X称为这个函数依赖的决定属性集(Determinant)。Y=f(x)
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。
练习 2 1.利用ArcCatalog 管理地理空间数据库 2.在ArcMap中编辑属性数据 第1步启动ArcCatalog 打开一个地理数据库 (1) 第2步预览地理数据库中的要素类： (2) 第3步创建缩图，并查看元数据 (4) 第4步创建个人地理数据库(Personal Geodatabase) (5) 第5步拖放数据到ArcMap中 (13) 第6步编辑属性数据及进行1：M的空间查询 (14) 第7步导入GPS数据，生成图层 (16) 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。
第3步创建缩图，并查看元数据 在目录树中，选择地理数据库National中的要素类－Countries94，切换到“预览视图”，点击工具栏上的放大按钮，将图层放大到一定区域，然后再点 ，生成并更新缩略图。这时，切换到“内容”视图界面下，并在目录树中选择要素集－“WorldContainer”，数据查看方式更改为“缩略图方式”。.注意，此时，要素类“Countries94”的缩图图是不是发生了改变 点击“元数据”选项页，查看当前要素类的元数据，了解当前要素类是采用什么坐标系，都有哪些属性字段，字段的类型等信息。在元数据工具栏中，从样式表中选择不同的样式，可以看到，元数据显示的格式发生了变化。 点击元数据导出按钮，可以将元数据导出为多种格式，这里我们选择为“HTML”格式，确定后，元数据将被保存在指定路径下的.htm文件中，从资源管理器中，打开这个.htm文件，查看导出后的元数据信息。
《地理空间数据库原理》教学大纲 一、课程基本情况 总学时：48 讲课学时： 48 实验学时：0 总学分：3.0 课程类别：专业基础必修 考核方式：考查 适用对象：地理信息系统专业 先修课程：地理信息系统原理等 参考教材：郭际元、周顺平、刘修国，空间数据库，中国地质大学（武汉），2002 毋河海、龚建雅编著，地理信息系统（GIS）空间数据结构与处理技术 二、课程的性质、任务与目的 《空间数据库》是地理信息系统专业的专业课。通过本课程的学习，使学生对各种空间数据的存贮和管理技术有个较全面的了解，对学生进行有关空间数据库的设计技巧的训练，为将来从事GIS应用系统及其数据库的设计打下基础。 三、课程内容、基本要求与学时分配 课程的基本内容 介绍数据库和数据模型库的存贮和管理技术，包括矢量数据模型的空间数据库、栅格数据模型的空间数据库、关系数据库对空间数据的管理、符号库、网络空间数据库、三维空间数据库、海量空间数据库以及时态空间数据库。 课程的基本要求 （一）对各种空间数据的存储和管理技术有个较全面的了解。 （二）掌握用文件管理图形数据和属性数据的方法和技术，并用程序予以实现。 教学安排 （一）数据库与数据模型（4学时） 理解数据库的概念；四种数据模型：层次模型网状模型、关系模型、面向对象模型。 （二）地图数据模型总论（4学时） 理解地图数据的基本组成：矢量空间数据模型和属性数据模型，图形数据和属性数据的连接。 （三）矢量数据模型的空间数据库（4学时）
掌握地理实体的目标化，实体信息的数据化，实体间关系的逻辑实现。 （四）栅格数据模型的空间数据库（4学时） 掌握栅格数据的组织与存贮，栅格数据的检索。 （五）符号库的建立及管理（6学时） 掌握矢量符号库和栅格符号库，符号库的建立及管理，符号的显示及编辑。 （六）三维空间数据库（6学时） 理解三维空间的目标分类，八叉树数据结构，四面体格网，三维边界表示法、 参数函数表示法。 （七）海量空间数据库（4学时） 理解数据库中图幅的组织方法，图幅间被分割目标的组织方法，跨图幅地图漫游。 （八）时态空间数据库（6学时） 理解空间地物的时态性、时态空间数据库的组织方法。 （九）空间数据的关系化管理（4学时） 理解基于关系数据库的空间数据模型，基于关系数据库的空间实体数据结构，空间数据访问模型，关系化空间数据的安全管理，大型关系数据库管理系统分布式体系结构的应用。 （十）网络空间数据库（6学时） 理解网络GIS主要改造模型，分布式地理信息共享形式，分布式空间数据管理技术，网络GIS中地理空间元数据管理。 四、教学方法和手段 学生在课外多关注数据库发展的新知识；采取多媒体教学方法（部分最好结合演示）等。 五、成绩评定 该课成绩有平时20分和考试卷面成绩两部分组成；考核形式闭卷。 六、其它说明 无 教学大纲撰写人： 地理信息科学系主任： 测绘与地理科学学院教学院长： 1
数据库期末试题 一、选择题（每题1分，共20分） 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. 数据库系统 B. 文件系统 C. 人工管 理 D.数据项管理 2．数据库三级视图，反映了三种不同角度看待数据库的观点，用户眼中的数据库称为（D）。 A. 存储视图 B. 概念视图 C. 部视 图 D. 外部视图 3．数据库的概念模型独立于（A）。 A.具体的机器和DBMS B. E-R图 C. 信息世界 D. 现实世界4．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的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 5．关系模式的任何属性（A）。 A. 不可再分 B. 可再分 C. 命名在该关系模式中可以不惟一 D.以上都不是 6．下面的两个关系中，职工号和设备号分别为职工关系和设备关系的关键字：职工（职工号，职工名，部门号，职务，工资） 设备（设备号，职工号，设备名，数量） 两个关系的属性中，存在一个外关键字为（ C ）。 A. 职工关系的“职工号” B. 职工关系的“设备号” C. 设备关系的“职工号” D. 设备关系的“设备号” 7．以下四个叙述中，哪一个不是对关系模式进行规化的主要目的（ C ）。 A. 减少数据冗余 B. 解决更新异常问题 C. 加快查询速度 D. 提高存储空间效率 8．关系模式中各级式之间的关系为（ A ）。 A. B. C. D. 9．保护数据库，防止未经授权或不合法的使用造成的数据泄漏、非法更改或破坏。这是指数据的（ A ）。
空间数据分类（按功能分）：基础地图数据层；框架数据层；应用数据层；业务解决方案层。几何（geometry）用来表达在数据库中至少有一个几何属性“对象”的空间要素。 图元在几何对象模型中有许多几何类型。这些几何类型是用于构建几何对象的图元。一个对象由一个或多个图元来构建。 图层空间数据库中，共享相同属性的“几何”集所形成的层（也称为要素类） 拓扑研究当图形形状在弯曲、拉伸、收缩或其他方式扭曲下几何形状保持不变的属性。拓扑包括：·相邻（同类元素之间），连通（弧段之间），包含（不同类或同类不同级元素之间） Shapefile构成：.shp主文件；.shx索引文件（对主文件的索引）；.dbf数据文件（shape的具体位置和属性信息） 地理关系数据模型是代表地理特性的一组相互关联的空间和属性数据的地理数据模型 对象是由一组数据结构和在这组数据结构上的操作的程序代码封装起来的基本单位。 封装是对象的外部界面与内部实现之间实行清晰隔离的一种抽象，外部与对象的通信只能通过消息 抽象数据类型：SQL3允许用户创建指定的带有自身行为说明和内部结构的用户定义类型，称为抽象数据类型 Coverage为矢量数据的基本存储单元，存储指定区域内地理要素的位置、拓扑关系及其专题属性。一个Coverage一般只描述一种类型的地理要素 Geodatabase的三种类型：个人地理数据库（.mdb）文件地理数据库(.gdb)ArcSDE地理数据库 磁道：圆形磁盘片上向边缘延伸的许多同心圆环 扇区：磁道被划分为扇区，扇区大小由驱动器的厂商设定 磁盘块：（页面）是磁盘与主存之间的最小传输单元 域：关系或实体的一个特征或属性 记录：关系中的一行，是属性域的集合。通常小于一个扇区；一个扇区上会有很多个记录文件：记录的集合。同类的记录可以表示为一个关系；不同类型的记录集可能是几个相关关系的组合。一个文件可能跨越多个扇区 文件结构：文件组织其记录的方法。常用的文件结构：堆文件（无序无结构文件）、有序文件、散列文件、聚类文件、描述文件 堆文件插入记录和记录文件很有效，但查询，查询下一个较慢 散列文件对于查询、插入、删除很有效，查询下一个较慢 有序文件查找下一个很快，也可以胜任查询和插入等等 索引文件是用来提高数据文件查询效率的辅助文件 数据库=主文件+索引文件 索引表的基本构件是索引项。索引项（关键词值、指针），多个索引项构成一个索引（表）主索引：如果数据文件的记录是按主码排序的，那么索引就只需要保存数据文件的每个磁盘页面第一个主码域值 索引分类：二级索引（堆文件，一个数据记录有一个索引）、主索引（有序文件且按照索引属性排序，一个扇区有一个索引） 空间索引（SpIdx）：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的顺序排列的一种数据结构。包含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。描述存储在介质上的数据的位置信息，建立逻辑记录与物理记录间的对应关系 静态索引：建立空间数据库中逻辑记录与物理记录之间的静态索引表，使用各种查找算法
数据库期末考试试题及答案 一、选择题(每题1分，共20分) 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. 数据库系统 B. 文件系统 C. 人工管理 D.数据项管理 2(数据库三级视图，反映了三种不同角度看待数据库的观点，用户眼中的数据库称为(D)。 A. 存储视图 B. 概念视图 C. 内部视图 D. 外部视图 3(数据库的概念模型独立于(A)。 A. 具体的机器和DBMS B. E-R图 C. 信息世界 D. 现实世界 4(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的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 5(关系模式的任何属性(A)。 A. 不可再分 B. 可再分 C. 命名在该关系模式中可以不惟一 D.以上都不是 6(下面的两个关系中，职工号和设备号分别为职工关系和设备关系的关键字: 职工(职工号，职工名，部门号，职务，工资) 设备(设备号，职工号，设备名，数量) 两个关系的属性中，存在一个外关键字为( C )。
A. 职工关系的“职工号” B. 职工关系的“设备号” C. 设备关系的“职工号” D. 设备关系的“设备号” 7(以下四个叙述中，哪一个不是对关系模式进行规范化的主要目的( C )。 A. 减少数据冗余 B. 解决更新异常问题 C. 加快查询速度 D. 提高存储空间效率 8(关系模式中各级范式之间的关系为( A )。 A. B. C. D. 9(保护数据库，防止未经授权或不合法的使用造成的数据泄漏、非法更改或破坏。这是指 数据的( A )。 A. 安全性 B.完整性 C.并发控制 D.恢复 10(事务的原子性是指( B )。 A. 事务一旦提交，对数据库的改变是永久的 B. 事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做 C. 一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的 D. 事务必须使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态 11(下列哪些运算是关系代数的基本运算( D )。 A. 交、并、差 B. 投影、选取、除、联结 C. 联结、自然联结、笛卡尔乘积 D. 投影、选取、笛卡尔乘积、差运算 12(现实世界“特征” 术语, 对应于数据世界的( D )。 A(属性 B. 联系 C. 记录 D. 数据项 13(关系模型中3NF是指( A )。 A.满足2NF且不存在传递依赖现象 B.满足2NF且不存在部分依赖现象
《GIS空间分析原理与方法》期末复习资料 说明（注意）：以下部分黑色粗斜体题干表示该题可能是未知题目具体所问，或者未知遗漏还是多出要求，或者表示答案不明确等。所以仍需进一步检查核实。欢迎大家改修补充。 第一章地理空间数据分析与GIS 1、什么是地理空间数据分析？ 它是通过研究地理空间数据及其相应分析理论、方法和技术，探索、证明地理要素之间的关系，揭示地理特征和过程的内在规律和机理，实现对地理空间信息的认知、解释、预测和调控。 2、什么是地理系统数学模拟？其模拟的一般过程是？ 建立地理系统数学模型的过程称为地理系统的数学模拟（简称地理模型）。 地理系统数学模拟的一般过程是：①从实际的地理系统或其要素出发，对空间状态、空间成分、空间相互作用进行分析，建立地理系统或要素的数学模型；②经验检查，若与实际情况不符，则要重新分析，修改模型；若大致相符，则选择计算方法，进行程序设计、程序调试和上机运算，从而输出模型解；③分析模型解，若模型解出错，则修改模型；若模型解正确，则对成果进行地理解释，提出切实可行的方案。 3、地理空间数据挖掘的体系结构？ 地理空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支，其实质是从地理空间数据库中挖掘时空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程，包括空间模式与特征、空间与非空间数据之间的概要关系等。 地理空间数据挖掘的体系结构由以下四部分组成： （1）图形用户界面（交互式挖掘）； （2）挖掘模块集合； （3）数据库和知识库（空间、非空间数据库和相关概念）； （4）空间数据库服务器（如ESRI/Oracle SDE，ArcGIS以及其他空间数据库引擎）。 4、什么是地理空间数据立方体？ 地理空间数据立方体是一个面向对象的、集成的、以时间为变量的、持续采集空间与非空间数据的多维数据集合，组织和汇总成一个由一组维度和度量值定义的多维结构，用以支持地理空间数据挖掘技术和决策支持过程。 5、地理空间统计模型的分为几类，它们的定义分别是什么？ 地理空间统计模型大致可分为三类：地统计、格网空间模型和空间点分布形态。（1）地统计：是以区域化变量理论为基础，以变差函数为主要工具，研究空间分布上既具有随机性又具有结构性的自然现象的科学。它可以根据离散数据生成连续表面，通过空间自相关进行空间预测。 （2）格网空间模型：用以描述分布于有限（或无穷离散）空间点（或区域）上数据的空间关系。 （3）空间点分布形态：在自然科学研究中，许多资料是由点（或小区域）所构成的集合，比如，地震发生地点分布、树木在森林中的分布、某种鸟类鸟巢的分布、生物组织中细胞核的分布，太空中星球的分布等，称之为空间点分布形态，其中点的位置为
一、概述 1、数据库设计的目的和意义 本系统是针对高等院校的学生信息管理，因此信息管理系统的用户包括系统管理员、教师和学生。主要涉及院系信息、学生信息、课程信息、选课记录、成绩信息、宿舍信息等多种数据信息。 系统应具体实现的功能 用户信息实现——学生或老师输入自己的账号和密码进入该系统。 基本信息实现——系统管理员负责对各种基本信息的录入、修改、删除等操作。 信息查询实现——学生可以查询基本信息：所在院系、所在宿舍、各科的考试成绩 等，系统管理员负责把老师提交的学生成绩进行管理，计算总成绩和平均成绩，统计不及格学生信息和获得奖学金学生的信息，最后再输出所有的信息。 2、适用的软件和工具 SQL server 2008、Power Designer、E-R图 二、数据库部分 1、E-R图 （1）、数据流程图 （
（2）、功能模块图 （3）、E-R图 分E-R图
3、表结构 数据项描述
课程表结构： 选课表结构： 学院表结构： 宿舍表结构： 4、索引设计 （1）、单表索引设计 为学生表创建一个以student_id为索引的关键字的唯一聚簇索引 1）展开数据库中的表右键学生表，单击所有任务弹出的索引管理。 2）在窗体点新建索引名称为student_id_index，点击复选框“聚簇索引”、“惟一值” 同理为课程表创建一个以course_cno 为索引的关键字的唯一聚簇索引； 同理为选课表创建以student_id、course_cno为索引的关键字的聚簇索引； 同理为学院表创建一个以department_ deno 为索引的关键字的唯一聚簇索引； 同理为宿舍表创建一个以dormitry_dono为索引的关键字的唯一聚簇索引；
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
《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。
《地理空间数据库原理》课程期末考试卷 一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是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； B. 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； C. 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； D.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。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D)
地理信息系统试题 一、名词解释 1.地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 5.对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。 10.空间索引：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的顺序排列的一种数据结构。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。 13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。 14.数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 15.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题 1、空间实体的四个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系 特征。 2、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。 3、空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有头拓扑空 间关系、顺序空间关系、度量空间关系。 4、栅格数据模型的一个优点是不同类型的空间数据层可以进行叠加操作，不需 要进行复杂的几何计算。 5、矢量数据结构按其是否明确地表示地理实体空间关系分为：实体数据结构和 拓扑数据结构两大类。 6、栅格数据结构的显著特点是：属性明显，定位隐含。 7、矢栅一体化结构的理论基础是：多级网格方法、三个基本约定、线性四叉树
第四章地理信息系统空间数据库（1）
第四章地理信息系统空间数据库 第1节空间数据库概述 第2节传统的数据模型 第3节语义和面向对象数据模型 第4节空间数据库逻辑模型设计和物理设计第5节GIS空间时态数据库
第一节空间数据库概述?空间数据库的概念 ?空间数据库的设计 ?空间数据库的实施和维护
一、空间数据库的概念 1. 数据库的相关概念 ①数据库：是指长期储存在计算机内有结构的、大量的、可共享的数据集合。 ②数据库管理系统：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件；他的功能包括：数据定义，数据操作，数据库的运行管理，数据库的建立和维护。 ③数据库系统：指在计算机系统中引入数据库后的系统，它由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。 ④数据库系统管理员：负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。
2. 空间数据库的相关概念 空间数据库：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合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 空间数据库（系统）组成：包括3部分 ?空间数据库：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合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 ?空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，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。?空间数据库应用系统：应用模块。
空间数据库是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。（是GIS基本且重要的组成部分） 数据库＝数据库系统