空间数据库课件

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空间数据组织与管理课件

空间查询
② 找出中心线长度超过“主街”的所有路段 SELECT RS1，name FROM Road_Segments RS1 WHERE ST_Length(RS1.Centerline)>
ANY(SELECT ST_Length(RS2.Centerline) FROM Road_Segments RS2 WHERE <>'主街')
子结点中矩形的最小外包矩形； ⑤ 若根结点不是叶结点，则至少包含2个子结点； ⑥ 所有的叶结点出现在同一层中； ⑦ 所有MBR的边与一个全局坐标系的坐标轴平行；
R树索引
优点 ① 采用空间聚类的方法对数据进行分区，提高了空间分区节点的利用效率； ② R树作为一棵平衡树，也降低了树的深度，提高了R树的检索效率；缺点 ① 由于R树非叶结点的MBR允许重叠，这样会导致同一空间查询出现多条查
空间填充曲线
Hilbert曲线
2
Z曲线
1
空间填充曲线（space-filling curve）是一种降低空间维度的方法。它是一条连续曲线，自身没有任何交叉，可以通过访问所有网络单元来填充包含均匀网络的四边形。常用的空间填充曲Z曲线、Hilbert曲线。
空间填充曲线是一种重要的近似表示方法，将数据空间划分成大小相同的网格，再根据一定的方法将这些网格编码，每个格指定一个唯一的编码，并在一定程度上保持空间邻近性，即相邻的网格的标号也相邻，一个空间对象由一组网格组成。这样可以将多维的空间数据降维表示到一维空间当中。
空间查询
Байду номын сангаас目录
01
定义
空间几何查询
02
空间定位查询
03
空间关系查询
04

空间数据处理.ppt课件

第五章空间数据的处理
§5-1 图形编辑
4、图形编辑的数据组织—空间索引
为加速检索，需要分层建索引，主要方法有格网索引和四叉树索引。 1）格网索引
第五章空间数据的处理
§5-1 图形编辑
a、每个要素在一个或多个网格中 b、每个网格可含多个要素 c、要素不真正被网格分割，
格网号 (Peano或Morton)
空间对象
空间对象
格网号 (Peano或Morton )
对象索引
空间索引
2）四叉树索引
第五章空间数据的处理
§5-1 图形编辑
线性四叉树和层次四叉树都可以用来进行空间索引。
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Peano码
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B,G
C
A
B
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D
E
A、线性四叉树，先采用Morton或Peano码，再根据空间对象覆盖的范围进行四叉树分割。 B、层次四叉树，需要记录中间结点和父结点与子结点之间的指针，若某个地物覆盖了哪个中间结点，还要记录该空间对象的标识。
无结点
有结点
3）清除假结点（伪结点）
第五章空间数据的处理
§5-1 图形编辑
有些系统要将这种假结点清除掉（如ARC/INFO），即将目标A 和B合并成一条，使它们之间不存在结点;
由仅有两个线目标相关联的结点称为假结点。
但有些系统并不要求清除假结点，如Geostar,因为它们并不影响空间查询、分析和制图。

《空间数据的分析》PPT课件

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查
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查询分层存放的图形与属性数据
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查询区域内的图形与属性数据
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根据条件表达查询图形与属性数据
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查
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又称拓扑查询，面与面，线与线，点与点，点与线，点与面，线与面
7.2.3缓冲区的生成
对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就会产生假设干个自相交多边形。
7.2.3缓冲区的生成
缓冲区的重叠处理
一是在缓冲区生成过程中解决，即在作参考线的平行线时，考虑各种情况，确定相互间的交点，切断并去除重叠区内的弧段。
7.2 缓冲区分析
7.2.1 缓冲区分析的概念
点缓冲区是选择一组点状地物或一层点状地物，根据给定的缓冲区距离，形成的缓冲区多边形图层〔如图 (a)〕。

GIS空间数据结构课件

椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的 Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的基准面显然是不同的。
我国3个椭球体参数如下
3）对数据处理信息的说明，如量纲的转换等；
4）对数据转换方法的描述；
5）对数据库的更新《G、IS空集间数据成结构等》PP的T课件说明。
3、元数据的主要作用
1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据、建立数据文档，并保证即使其主要工作人员离退时，也不会失去对数据情况的了解；
2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；
《GIS空间数据结构》PPT课件
2、1980年中国国家大地坐标系，具体参数为：
赤道半径（a）＝6378140.0000000000m 极半径（b）＝6356755.2881575287m 地球扁率（f）＝（a－b）/a＝1/298.257 1980年中国国家大地坐标系的大地原点，
设在陕西省泾阳县永乐镇，称西安原点。
《GIS空间数据结构》PPT课件
二、矢量数据的特点
➢ 可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。例如建立封闭多《G边IS空形间数据，结构实》P现PT课道件路的选取，进行最佳路径的计算等等。
2．3 空间数据的计算机表示
以ARC/INFO矢量数据模型的系统为例 ➢ 首先，从逻辑上将空间数据抽象为不同的专题或层。
《GIS空间数据结构》PPT课件
其次，将一个专题层的地理要素或实体分解为点、线或面状目标。每个目标的数据由定位数据、属性数据和拓扑数据组成。具有相同的分类码的同类目标组成类型，— 类或相近的若干类构成数据层，若干数据层构成图幅，全部数据组成数据库。

地理信息系统空间数据库 ppt课件

第一节空间数据库概述
（1）概念模型
实际上是现实世界到机器世界的一个中间层。概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是设计人员的有力工具。
概念结构设计过程
特点
需求分析概念结构
用户需求
抽象
信息结构
概念模型
能够真实、处分的反映现实世界
易于理解用户与设计
人员
易于更改需求改变模型改变
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节空间数据库概述
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： ➢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。 ➢数据库应用系统：应用模块。
一、层次数据模型层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，层次数据库
系统采用层次模型作为数据的组织方式，用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。如行政机构，家族关系等。 (1)层次模型的数据结构特点 ➢ 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点 ➢ 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点 ➢ 同一双亲的子女结点称为兄弟结点，没有子女结点的结

地理空间数据分析与ppt课件

2024/7/17
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
表1 空间分析不同称谓的内容差别
2024/7/17
王劲峰 2000 《地理学报》
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
包含的新的理论技术方法:
GIS创建数据库；人工智能技术（AI）和智能计算技术（CI）提供计算原理和计算工具；高性能计算服务系统提供动力
核心技术：
▪ 空间数据处理与建模发展历史 ▪ GIS空间分析定义 ▪ 空间分析的主要方法、步骤 ▪ 空间分析一般模型 ▪ 地理空间问题
2024/7/17
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
▪ 空间数据处理与建模发展历史 ▪ GIS空间分析定义 ▪ 空间分析的主要方法、步骤 ▪ 空间分析一般模型 ▪ 地理空间问题
空间数据挖掘
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。
图1.2 地理空间数据挖掘体系结构
2024/7/17
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确

地理空间数据库原理课件要点.docx

数据库：就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关联的数据集合。

空间数据库是存取、管理空间信息的数据库地理信息系统中的数据库就是一种专门化的数据库，由于这类数据库具有明显的空间特征，所以有人把它称为空间数据库。

空间数据库的内容:矢量地形要素数据库、数字高程模型数据库、数字正射影像数据库、数字栅格地图数据库、元数据库、专题数据库空间数据管理演变过程：人工管理阶段（50年代中期以前）、文件系统阶段（50年代后期一60 年代中期）、文件与数据库管理阶段（20世纪70年代初）、全关系型空间数据库管理系统（20 世纪70年代后期）、对象关系数据库管理系统、面向对象的数据库管理系统地理空间数据库主要研究内容：空间数据模型、地理空间数据的获取与处理、地理空间数据组织、空间数据库管理系统、地理空间数据共享研究空间实体一一指具有确定的位置和形态特征并具有地理意义的地理空间物体。

（河流、道路、城市、航线等）空间实体：地理信息系统中不可再分的最小单元现象称为空间实体•属性是空间实体已定义的特征（如人口数量、林地上林木名称等）空间实体：是指现实世界中地理实体的最小抽象单位，主要包括点、线和面三种类型•空间检索的目的是对给定的空间坐标,能够以尽快的速度搜索到坐标范围内的空间对象，进而对空间对象进行拓扑关系的分析处理空间对象模型特征：1 •图斑模型将一个地理空间划分成一些简单的连通域，每个区域用一个简单的数学函数表示一种主要属性的变化。

根据表示地理现象的不同，可以对应不同类型的属性函数。

2、等值线模型等值线的特点：（1）用一组等值线将地理空间划分成一些区域，每个区域中的属性值的变化是相邻的两条等值线的连续插值；（2）每条线唯一值；（3）两条等值线不相交；3、选样模型地理空间上的属性值是通过釆集有限个点的属性值来确定的。

场的特征⑴空间结构特征和属性域2）连续的、可微的、离散的3）与方向无关的和与方向有关的（各向同性和各向异性）4）空间自相关矢量数据结构的几何数据表达优点：结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。

北师大地理信息系统课件03空间数据模型

因此，最好的通用数据模型是不存在的，数据模型优劣取决于你的需要，使用数据的方式和目的才是决定数据模型优劣的标准。
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地理信息系统
空间数据模型类型
例子：
河流作为组成网络的一系列要素。每条线段都拥有流量、容量和其他属性。这时可以使用线性网络模型（几何网络）来分析水文流量或者船务运输等。
空间事物或现象选择、综合、简化和抽象
概念世界
数据世界（计算机）
概念模型 Conceptial Model
最高层
编码、表达、建立空间关系
逻辑数据模型 Logical Data Model
中间层
数据结构对数据进行组织
物理数据模型 Physical Data Model
最底层
信息
11 地理空间数学基础
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地理信息系统
空间数据模型类型
例子：即使在同一数据模型中，每种空间数据也有不同的表达方式。
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地理信息系统
空间数据概念模型类型
现有GIS中常用的空间数据概念模型主要有三个：场(Field)模型：强调空间要素的连续性
地图使用者的认识模型
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地理信息系统
维度世界：度量语言
地理空间世界：GIS 语言
概念世界：自然语言
现实世界：基本语言
地理空间数学基础
对现实世界的抽象
项目世界：信息团体
点世界：坐标几何
几何世界：WKT
OpenGIS的九层模型
要素世界：要素

《空间数据库》课件

数据输入/输出
1
数据采集
通过GPS、人工控制等方式，采集野外原始空间数据。
2
数据处理
使用专业软件系统对采集得到的数据进行处理、分析和清理，消除数据异常和重复。
3
数据输出
数据输出常见形式有数字地图、地理信息服务、数据库输出和在线信息系统等。
常见的空间分析
空间查询分析
对空间数据进行分类和查询，并进行高效的检索和分析。
空间数据的重要性
空间数据是现代科学技术、经济社会发展、国土管理和安全国防建设等领域的重要数据之一。
空间数据的存储基础
硬盘和服务器
使用大容量数据硬盘和服务器进行存储，常规的备份和恢复策略推荐。
光盘和存储架
可以使用CD和DVD存储光盘对空间数据库进行数据备份，并使用存储架进行物理存储。
云存储服务
基于云架构进行空间数据的备份和存储，灵活度高且成本低。
空间模型分析
对空间系统进行模拟和仿真，提炼空间数据共性和相关性。
空间统计分析
对空间数据进行空间查询和统计分析，为计算空间数据相关性提供基础。
空间可视化分析
通过数字地图、可视化工具实现对空间数据的视觉化分析，并提高数据分析效能。
空间数据库应用案例
城市规划
通过地图分析，实现城市规划的数据管理和决策支持。
《空间数据库》PPT课件
欢迎来到《空间数据库》课程！本课程将为您详细介绍空间数据的定义、分类及其在存储和分析中的应用。
什么是空间数据？
空间数据的定义
空间数据是指带有空间位置和属性信息的数据，通常表达在地理坐标系或投影坐标系中。
空间数据的分类
空间数据可以分为矢量数据、栅格数据和基础数据，每种数据类型都有其独特的表达方式和适用范围。

数据库技术PPT课件

安全性
随着网络安全问题的日益突出，数据库技术的安全性将得到更加重视，加强数据加密、安全审计等方面的技术研究。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
数据库技术的发展趋势
大数据处理
随着大数据时代的到来，数据库技术将进一步发展，支持大规模数据的存储、检索
和分析。
智能化
数据库技术将与人工智能技术结合，实现数据挖掘、智能推荐等功能，提高数据处
理和分析的智能化水平。
云计算
云计算技术的发展将推动数据库技术的云化，实现数据库服务的云端化，提供更加灵活和可扩展的数据库服务。
数据库的作用
数据库技术是信息系统的核心组成部分，它能够实现数据的集中存储、管理和共享，提高数据利用率和信息系统的效率。
数据库技术的发展历程
人工管理阶段
在早期计算机系统中，数据存储和管理主要依靠人工操作，数据存储效率低下，容易丢失。
文件系统阶段
随着计算机技术的发展，出现了文件系统，实现了数据的分类存储和管理，提高了数据存储和检索的效率。
非关系型数据库
总结词
非关系型数据库是指不使用关系模型来组织和存储数据的数据库，它通常使用键值对、文档、列或图形等数据结构来存储数据。
详细描述
非关系型数据库不需要事先定义数据结构，可以动态地添加字段或属性。它支持高并发的读写操作，具有较好的可扩展性。常见的非关系型数据库有MongoDB、Cassandra和 Redis。
UPDATE语句
用于修改数据库表中的现有记录
DELETE语句
用于从数据库表中删除记录
MERGE语句
用于插入、更新或删除记录，根据条件决定操作类型
05 数据库安全与优化

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2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

此外，空间数据还具有多维、多尺度和海量等非空间数据所不具备的特征。
内容
Spatial Data Why？ What？
Why?
传统形式
Paper map Journal Explanation
…
空间信息的新特点要求新的数字信息表达形式
数据量大（如，每天采集的卫星影像在Tbyte 范围）
与其他课程的关系
地理信息系统
空间数数据库据库
课程大纲
数据库及空间数据库空间实体的抽象与表达空间数据模型空间数据的组织与索引空间数据查询与访问商用空间数据库系统
Ch1 数据库及空间数据库
数据库系统回顾空间数据库新型数据库空间数据库举例
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型
数据库系统的构成
硬件
操作系统数据库管理系统应用软件、管理人员
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
1 数据库管理系统回顾
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型
什么是数据库?
数据库的英文是DATA BASE，其意义为数据基地，即统一存贮和集中管理数据的基地。存储在计算机环境中的相互关连的数据集在这样的环境中，数据是永久的，也就是说它可以幸免于软件和硬件的问题（除非是磁盘崩溃）。大数据卷和持久性是数据库最大的两个特点。
体和管理人员构成的一个运行系统。
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型新型数据库系统
数据库系统的发展
层次数据库系统网状数据库系统
层次数据模型网状数据模型
关系数据库系统
关系数据模型
面向对象数据库系统
面向对象数据模型
数据库基础知识
M 1a
eⅠ 2 4 bc
dⅡ 3
层次模型例
网络模型例
关系模型例
面向对象的几何数据模型
Class M
tuple (name: string, geometry: Region, polygons: set (Ploygon))
Class Line
tuple (name: string, geometry: line, points: set (Point))
空间数据特征
空间数据具有三大基本特征：空间、时间和专题属性。
空间特征空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。
时间特征空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算得到的
空间数据特征（Cont.）
专题特征专题特征亦指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征，如地形的坡度、波向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。
内容
Spatial Data Why？ What？
空间数据
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。
一般数据检索、增加、删除等定位检索、拓扑关系检索等
Class Ploygon
tuple (name:string, boundary: list(line))
Class Point
tuple (x:real, y:real)
约束空间数据模型
P1=<a, b, e> V
P2=<b, c, d>
a, b, c, d, e分别可用直线公式表示
2 空间数据库
什么是数据库? 数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型新型数据库系统
数据库中的数据模型
数据模型是客观事物及其联系的数据描述主要的数据模型
层次网状关系面向对象的数据模型约束数据模型
数据模型实例
以地图M为例：
地图M中有两个面实体ⅠⅡ Ⅰ多边形由a,b,e组成 Ⅱ多边形由b,c,d组成 a边的两个端点是1，2 b边的两个端点是2，4 c边的两个端点是2，3 d边的两个端点是3，4 e边的两个端点是1，4
内在结构的复杂性特点
Why?
地理信息根据不同的应用和获取方式表现出多样性
主要数据集
GPS RS Aerial photographs
…
现存地图，综合已经存在的多种数字数据源而产生
Why？
与一般统计数据相比空间数据更复杂，表现在：
数据类型多（几何数据、关系数据、辅助数据）数据操纵复杂
空间数据库
Summarization of Spatial Database
版权：遥感信息课程名称：空间数据库学时： 45 学习方法：理论讲授与上机实践相结合考核：平时30-40% 考查70-60% 联系Email： zplcy@ 授课教师：张鹏林
教材信息
名称：《空间数据库》编著：吴信才出版：科学出版社
参考资料
地理空间数据库原理崔铁军编著科学出版社空间数据库 (美)Shashi Shekhar等机械工业出版社
SPATIAL DATABASES Philippe Rigaux 等 Morgan Kaufmann Publishers 其他有关《地理信息系统》和《数据库》的著作
一个简单的数据库系统环境
Application programs/queries
Software to process queries Software to access stored data
DBMS
Stored database
Stored database definition metadata