空间数据库技术应用电子教材-数据入库

空间数据库维护数据库试运行合格后，数据库开发建设工作就已基本完成，即可投入正式运行。

但由于数据库应用环境在不断发生变化，因此，需要定期对空间数据库进行维护。

空间数据库的维护工作主要由 DBA 完成，主要包括：1.数据库的备份和恢复数据库的转储备份和恢复是系统正式运行后最重要的维护工作之一。

DBA 要针对不同的应用要求制定不同的备份计划，以保证一旦发生故障能尽快将数据库恢复到正常状态，并尽可能减少数据库的破坏。

数据库备份的方法主要有以下3 种：（1）逻辑备份逻辑备份是使用软件技术从数据库中提取数据并将结果写入一个输出文件，逻辑备份因其灵活性而受到开发人员的青睐。

但是，对一个数据库管理员来说，逻辑备份只是点的逻辑，它只能描述数据库在一点上的逻辑结构；然后抽取这些逻辑对象写入到一个或者多个输出文件中，不能记录事情发生的连续过程。

（2）冷备份冷备份，又叫脱机备份，就是停掉数据库服务，拷贝数据库数据目录，一般是data 目录。

（3）热备份热备份也叫在线备份，即在数据库运行时进行的一种物理备份。

对数据库进行热备份，必须开启数据库归档模式，并设置归档路径。

如果说逻辑备份是一张照片或者素描，记录的是点的真实反映或者逻辑印象，那么归档就是录像带，记录的是事情发生的连续过程。

一个开始点的全备份加这个点后的归档以及完好的在线记录，则这个全备份均可以回放。

2.数据库的安全性、完整性控制在数据库运行过程中，由于应用环境的变换，对安全性的要求也会发生变化。

比如有的数据原来是机密的，现在可以公开查询；或者原来是公开的，现在变成了机密文件；再或者是数据库中的密级发生了变化，这些都需要DBA 根据实际情况修改原有的安全性控制。

同样，数据库的完整性约束条件也会变化，也需要DBA 不断修正，以满足用户要求。

数据库系统中的数据由DBMS 统一管理与控制，为了保证数据库中数据的安全、完整和正确有效，要求对数据库实施保护，使其免受某些因素对数据造成的破坏。

空间数据质量问题来源分析1.空间数据质量数据是GIS 建库的基础资料，是GIS 中最基本和最重要的组成部分。

质量是产品的生命线，数据质量直接关系到GIS 系统的应用，从根本上影响着系统应用的质量、水平以及广度和深度。

地理信息数据库的建设者和用户越来越认识到数据质量控制的重要性。

空间数据质量包含以下五个方面。

（1）位置精度：指空间数据库中的空间实体位置信息相对与现实世界中的真实空间位置的接近程度，用以描述几何数据的质量。

空间实体的位置通常以三维或二维坐标来表示，而位置精度则是表示实体的坐标数据与真实位置的接近程度，因而常以坐标数据的精度来表示。

位置精度包括数学基础精度、平面精度、高程精度、像元定位精度、接边精度、形状再现精度等。

（2）属性精度：指空间数据库中的信息相对于真实空间属性的正确表达程度，用以反映属性数据的质量。

属性精度是空间实体的属性值与其现实世界真实值的相符程度。

通常取决于数据的类型，常与位置精度有关。

属性精度包括要素分类正确性、要素代码正确性、要素名称正确性及要素属性值正确性等。

（3）逻辑一致性：逻辑一致性是指数据元素之间要维护良好的逻辑关系，也指数据之间的关系可靠性。

包括拓扑、空间属性以及专题属性的一致性。

例如，在土地利用规划数据库中，对于所有点、线、图斑地块，数据库必须能够完整地表达出各种必要的数据关联，包括拓扑关联与属性关联。

（4）完整性：指空间数据集是否完整表达了期望表达的实体。

例如，土地利用规划数据库中用编码完整地表达出每个地块以及线状地物的用地类型、行政权属、所有制形式（即集体或国有）等质量的关系，具备了准确测算其面积的全部信息数据。

完整性包括如数据分类的完整性、实体类型的完整性、属性数据的完整性、注记的完整性等。

（5）时间精度：指空间数据库中的事件时间与现实世界中真实事件时间的差异程度。

主要指的是数据的现势性，一般体现在数据的采集时间、数据的更新时间及更新频率等方面。

2.空间数据质量问题的来源从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的获取、处理到空间数据库的建立、应用，在数据生产的整个流程中都有数据质量问题的发生。

空间数据库技术应用马娟题库摘要：1.空间数据库技术的概念和特点2.空间数据库技术的应用领域3.空间数据库技术的发展趋势和挑战4.空间数据库技术的案例分析5.空间数据库技术对我国发展的意义正文：一、空间数据库技术的概念和特点空间数据库技术是指用于存储和处理空间数据的数据库技术，它具有以下几个特点：1.存储空间数据：空间数据库主要用于存储空间数据，如地理信息系统(GIS) 数据、遥感图像数据等。

2.处理空间数据：空间数据库提供了对空间数据的支持，包括空间索引、空间查询和空间分析等功能。

3.高度集成：空间数据库通常与其他空间技术（如GIS、遥感技术等）高度集成，共同构建空间信息系统。

二、空间数据库技术的应用领域空间数据库技术在多个领域得到广泛应用，主要包括：1.政府部门：政府部门利用空间数据库技术构建空间信息系统，用于城市规划、土地资源管理、环境保护等。

2.气象部门：气象部门利用空间数据库技术存储和处理气象数据，用于天气预报、气候分析等。

3.航空航天部门：航空航天部门利用空间数据库技术存储和处理遥感图像数据，用于航空航天研究、卫星遥感等。

4.医疗健康部门：医疗健康部门利用空间数据库技术存储和处理医学图像数据，用于疾病诊断、医学研究等。

三、空间数据库技术的发展趋势和挑战随着科技的发展，空间数据库技术将面临以下发展趋势和挑战：1.大数据时代：随着数据量的不断增加，空间数据库需要具备更强大的存储和处理能力。

2.互联网+：空间数据库技术需要与互联网技术深度融合，实现空间数据的共享和互操作。

3.人工智能：空间数据库技术需要与人工智能技术相结合，提高空间数据的智能化水平。

四、空间数据库技术的案例分析以下是空间数据库技术的一个案例分析：1.案例背景：某城市规划局需要构建一个空间信息系统，用于城市规划和管理。

2.解决方案：采用空间数据库技术，构建一个城市规划空间信息系统，包括空间数据存储、空间数据处理和空间数据展示等功能。

空间数据库一、课程说明课程编号：010516Z10课程名称：空间数据库/ Spatial Database课程类别：专业核心课程学时/学分：32/2先修课程：地理信息系统导论、数据库原理与技术、数据结构与算法适用专业：地理信息科学教材、教学参考书：1. 张新长、马林兵等编著. 地理信息系统数据库（第二版）,科学出版社，2010.32. 崔铁军. 地理空间数据库原理, 科学出版社, 2007.43. 谢昆青,马修军,杨冬青等译. 空间数据库，机械工业出版社，2004.1二、课程设置的目的意义《空间数据库》是地理信息科学专业的一门专业核心课程。

空间数据库是地理信息系统领域理论性和技术性都很强的分支，它全面、系统的阐述了空间数据库的体系结构，相应的方法与技术，对空间数据库的具体应用做了介绍。

主要内容包括空间数据库的基本概念、空间数据建模与数据模型、空间数据库模型、空间查询语言SQL、空间存储与索引、空间查询与优化、空间数据库管理系统等理论、技术和方法，以及地理信息分类编码、空间数据库设计方法与步骤等。

该课程旨在让学生掌握空间数据库的理论基础、关键技术、设计与实现方法及学科发展的前沿问题等，并了解空间数据管理的相关软件的应用，为后续《GIS工程与应用》、《地理信息系统二次开发》、《空间数据库实习》等课程学习提供空间数据管理与组织的相关知识与能力。

三、课程的基本要求知识：掌握空间数据库的基本原理，数据模型的概念、分类及相关理论；了解常用GIS空间数据库的数据模型、数据结构、体系结构及工作原理；掌握地理空间数据库建设的基本流程、数据库设计的基本方法与实施流程；掌握1-2种常用空间数据库管理软件；了解地理信息工程技术有关的国家及行业标准；了解本学科的前沿技术、应用前景和最新发展动态；能力：掌握当前GIS数据采集和更新的主要方法和技术规范，具备设计和建立空间数据库的能力；掌握空间数据采集、处理、建库、分析、表示和服务的主要方法和技术，具备地理信息系统工程设计、软件开发、服务应用以及项目管理的能力；素质：既能独立工作，又具有团队合作精神，适应竞争学会合作；了解与工程建设有关的法律规定，学会在法律和制度的框架下工作。

图形数据采集与编辑地理空间数据是地理信息系统的血液，而整个GIS 工作的开展也是围绕空间数据的采集、处理等进行的。

本任务主要介绍GIS 中图形数据采集和编辑的方法与步骤，以及如何利用GIS 软件完成一幅地图的图形数据采集与编辑工作。

1.数据获取（1）GIS 数据源GIS 数据源是指建立地理数据库时所需要的各种数据的来源。

主要包括地图、遥感影像数据、统计数据、实测数据、数字数据、各种文字报告和立法文件。

1）地图2）遥感影像数据3）统计数据4）实测数据5）数字数据6）各种文字报告和立法文件（2）栅格和矢量数据的获取方式GIS 中常见的数据结构有栅格数据和矢量数据。

下面以栅格和矢量数据为例介绍其数据的获取。

1）栅格数据的获取常见的栅格数据的获取主要包括遥感影像数据以及扫描地图。

其中遥感影像数据是通过直接获取而得到的栅格数据，而扫描地图是通过扫描仪等仪器间接获取到的栅格数据。

①遥感影像数据遥感是最常见的获取栅格数据的手段之一，是一种远距离的目标技术，即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征，从而实现对目标进行定位、定性和定量的描述。

常见的遥感平台主要包括无人机、飞机、卫星等。

目前，随着遥感技术的不断发展，所获得的遥感影像的空间分辨率也越来越高，提高了后期栅格数据处理的精度。

②扫描地图扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置。

扫描仪通常被用于计算机外部仪器设备，通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。

在实际工作中，可通过使用扫描仪等仪器间接获取栅格数据，这也是获取栅格数据常见的手段之一。

2）矢量数据的获取①直接获取矢量数据直接获取矢量数据主要是通过传统的地面测量以及GPS。

无论是地面测量还是GPS，都是通过测得不同点的坐标位置来获取所需要的矢量数据。

技术报告编写测绘任务完成后，对测绘技术设计文件和技术标准、规范等的执行情况，技术设计方案实施中出现的主要技术问题和处理方法，成果（或产品）质量、新技术的应用等进行分析研究、认真总结，并作出客观描述和评价，称为测绘技术总结，也称为测绘技术报告。

测绘技术总结为用户（或下一工序）对成果（或产品）的合理使用提供方便，为测绘单位持续质量改进提供依据，同时也为测绘技术设计、有关技术标准、规定的制定提供资料。

测绘技术总结是与测绘成果（或产品）有直接关系的技术性文件，是长期保存的技术档案。

空间数据库建设完成后，同样需要编写空间数据库建设技术报告，对空间数据库的设计、成果、质量、应用等进行分析研究、总结，作出客观描述和评价，为空间数据库的合理使用提供方便及参考。

本任务主要介绍空间数据库建库技术报告编写的工作流程和方法，以达到学习者能初步完成技术报告编写工作的目的。

1.测绘技术总结基本规定《CH/T 1001-2005 测绘技术总结编写规定》是国家测绘局发布于2005 年12 月7 日的行业标准，2016 年1 月1 日开始实施，取代CH 1001-91 标准，规定了测绘项目总结和专业技术总结的主要内容和要求。

本标准主要用于测绘生产项目，如控制测量、地形测绘、地图编制、地籍测绘、工程测量、房产测绘等生产项目。

对于地理信息系统、数据库、三维地图、特种地图产品等应用研制开发项目的总结也可参照本标准。

测绘技术总结分项目总结和专业技术总结。

专业技术总结是测绘项目中所包含的各测绘专业活动在其成果（或产品）检查合格后，分别总结撰写的技术总结。

项目总结是测绘项目在其最终成果（或产品）检查合格后，在各专业技术总结的基础上，对整个项目所做的技术总结。

项目总结由承担项目的法人单位负责编写或组织编写；专业技术总结由具体承担相应测绘专业任务的法人单位负责编写；具体的编写工作通常由单位的技术人员承担。

技术总结编写完成后，单位总工程师或技术负责人应对技术总结编写的客观性、完整性进行审核并签字，并对技术总结编写的质量负责。

空间数据库前言空间数据库(地图数据库)是地理信息系统的重要组成部分，因为地图是地理信息系统的主要载体。

地理信息系统是一种以地图为基础，供资源、环境以及区域调查、规划、管理和决策用的空间信息系统。

在数据获取过程中，空间数据库用于存贮和管理地图信息；在数据处理系统中，它既是资料的提供者，也可以是处理结果的归宿处；在检索和输出过程中，它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。

然而，地理与地图数据以其惊人的数据量与空间相关的复杂性，使得通用的数据库系统难以胜任。

为此，就要用当代的系统方法，在地理学、地图学原理的指导下，对地理环境进行科学的认识与抽象，将地理数据库化为计算机处理时所需的形式与结构，形成综合性的信息系统。

目前，已形成商品的GIS系统中，多数是基于二维地图数据上进行存储、处理和分析。

随着GIS应用领域的不断扩大，应用功能的不断增强，系统对空间数据的要求也越来越高。

因此，传统GIS中空间数据库的管理能力已不能满足当前GIS对空间数据管理的需要。

现今，GIS业内人士在空间数据库的研究上正在进行新的探索和尝试，以求得能满足GIS各种需要的空间数据的管理模式和数据模型。

例如，三维空间数据模型、时态GIS 空间数据模型、空间数据关系化模型、网络GIS空间数据模型等。

本教材主要是围绕GIS系统中各种空间数据的管理模式和数据模型予以介绍，其中包括传统GIS系统中用到的各种数据模型，例如矢量数据模型、栅格数据模型、符号库、海量空间数据的管理等；同时也对上述的GIS专业人员正在研究的一些新的数据模型进行了叙述；教材中还融入了我院近年的部分科研成果。

通过本教材的学习，读者既可以掌握已成熟的空间数据库的管理模式和数据模型，也可以了解当前空间数据库的最新动态和发展趋势。

本教材是在2001年编写的《空间数据库》讲义的基础上，经过三年的教学实践，在广泛征求意见的前提下，进行第三次修编的。

在教材的编写过程中，始终得到吴信才教授的关心和指导，并为本教材编写的指导思想和内容组织提出建议；谢忠教授也为本教材提出了修改意见，在这里向他们表示感谢。