第3章地理信息系统的数据结构和空间数据库

重点一 空间数据库模型

1．空间数据库

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．空间数据库模型

空间数据库模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设 计空间数据库模式提供了基本的方法。

一般而言，GIS 空间数据模库型由概念数据库模型、逻辑数据库模型和物理数据库模型三个有机联系的层次所组成。

3．数据库概念模型：( conceptual model)概念模型为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一数据库管理系统支持的数据模型。

人们常常首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换为机器世界。也就是说，首先把 现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个数据库管理系统(DBMS)支持的数据模型，而是概念级的模型，称为概念模型。

4．逻辑模型

逻辑模型，是指数据的逻辑结构。

在数据库中，逻辑模型有关系、网状、层次，可以清晰表示个个关系。

在管理信息系统中，逻辑模型：是着重用逻辑的过程或主要的业务来描述对象系统，描述系统要 “做什么”，或者说具有哪些功能。

1)关系数据模型是把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表格，每个二维表格称为一个 关系。

关系模型以记录组或数据表的形式组织数据，便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存 储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。

2)关系数据库：是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理 数据库中的数据。

目前主流的关系数据库有 oracle 、SQL、access 、db2 等。

3)对象—关系管理模式是指在关系型数据库中扩展，通过定义一系列操作空间对象(如点、线、 面)的 API 函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据的空间数据库管理模式。

地理信息系统全书重点

数据的定义：某一目标定性、定量性描述的原始材料。包括：数字、文字、符号、图形、图像以及他们能够转换成的数字形式。

地理信息系统定义：以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。

系统的定义：

广义：具有特定功能的，相互间有机联系的许多要素所构成的整体。

计算机的定义：为实现特定功能，由必要的人、机器、方法或程序按一定的相关关系联系起来进行工作的集合体。

信息系统的定义：具有处理、管理、分析数据能力的系统，能够为决策提供具有价值的信息。

地理信息的定义：与空间有关的信息。包括地理实体和地理现象，时空特征和关联特征。

地理信息系统的特征：

1.具有采集管理分析和输出多种地理空间信息的能力。

2.以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多种要素综合分析和动态预测的能力，并能够产生有侧次的地理信息。

3.计算机系统的支持。

80年代GIS发展特点：

1.把GIS全面推向应用 2.由发达国家推向发展中国家。 3.GIS进入多学科领域，发展成为多功能共享的综合性信息系统，并向智能化发展。

GIS的组成部分：

1.计算机硬件设备 2.计算机软件设备 3.地理空间数据 4.系统操作管理人员 5.例程 6.网络

GIS硬件配置：

1.计算机主机 2.数据输入设备 3.数据存储设备

4.数据输出设备

GIS软件组成：

1.用户接口 2.数据输入与校检 3.空间分析函数转换 4.数据存储与管理 5.数据输出与表示

GIS功能组成：

1.数据输入子系统 2.数据存储管理和分析子系统

3.数据输入子系统

ＧＩＳ类型：

１.专题信息系统：具有有限目标和专业特点的地理信息系统，为特定的专门目的服务。

GIS复习思考题

地理信息系统复习思考题

第⼀章导论1、解释：信息、数据、地理信息、地理数据、地理信息系统

2、地理信息有何特点？

3、地理信息系统与CAD、数字制图、⼀般事务管理有何主要区别？

4、地理信息系统有哪些类型？

5、GIS的基本构成有哪些？各部分的主要作⽤？

6、GIS的基本功能有哪些？并简要说明。

7、GIS主要应⽤在哪些⽅⾯？

8、GIS的发展主要经历了哪4个阶段？各有何主要特点？

第⼆章空间信息基础1、GIS中为什么要考虑地图投影？我国⼤⽐例尺采⽤什么投影⽅式？

2、地理空间实体的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？

3、空间数据的基本特征有哪些？地理信息的数字化描述⽅法有哪些？

4、地图投影有哪些类型？

5、解释：地图投影、拓扑、空间数据、元数据

6、空间对象的描述要素有哪些？

7、拓扑关系中有哪⼏种基本的拓扑关系？其基本含义是什么？在GIS中⽤拓扑有什么主要作⽤？

8、什么是地理空间数据？有哪些类型，并简要说明。

9、地理信息系统的应⽤功能主要包括哪些⽅⾯，并简要说明。

10．地形图“都江堰”的编号是H48G024026，简要说明其编号的含义。

第三章空间数据结构1、空间实体可抽象为哪⼏种基本类型？它们在⽮量数据结构和栅格数据结构分别是如何表⽰的？

2、叙述四种栅格数据存储的压缩编码⽅法。

3、试写出⽮量和栅格数据结构的模式，并列表⽐较其优缺点。

4、叙述由⽮量数据向栅格数据的转换的⽅法。

5、叙述由栅格数据向⽮量数据的转换的⽅法。

6、简述栅格到⽮量数据转换细化处理的两种基本⽅法。

7、解释：地理空间、栅格数据、⽮量数据、空间数据结构

8、费尔曼链码的含义是什么？如何取值？

9、游程编码的含义是什么？有哪2种⽅式？

10、块码给栅格数据编码的⽅式是什么？

11、四叉树编码的基本思想是什么？

12、⽮量数据的获取⽅式有哪些？13、DIME编码什么？有何特点？

14、⽮量数据结构有何优点？

15、栅格数据结构有何优点？

第四章空间数据库1、数据库系统包括哪⼏部分，各部分的主要作⽤是什么？

目　录

第一部分　名校考研真题

第1章　绪　论

第2章　空间信息基础

第3章　空间数据结构

第4章　空间数据库

第5章　空间数据采集与处理

第6章　地理信息系统空间分析原理与方法

第7章　地理信息可视化及地理信息系统产品输出

第8章　地理信息系统设计与标准化

第9章　地理信息系统的发展

第二部分　章节题库

第1章　绪　论

第2章　空间信息基础

第3章　空间数据结构

第4章　空间数据库

第5章　空间数据采集与处理

第6章　地理信息系统空间分析原理与方法

第7章　地理信息可视化及地理信息系统产品输出

第8章　地理信息系统设计与标准化

第9章　地理信息系统的发展

第三部分　模拟试题

汤国安《地理信息系统》（第2版）配套模拟试题及详解（一）

汤国安《地理信息系统》（第2版）配套模拟试题及详解（二）第一部分　名校考研真题第1章　绪　论一、名词解释1地理信息[江西师范大学2014年研]答：地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义，是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、性质、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息区别于常规定义的空间信息。2地理数据[西北大学2012年研]答：地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。地理数据可分为空间数据、属性数据、时态数据。3空间决策支持[江西师范大学2012年研]答：空间决策支持是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换，以提取出隐含于空间数据中的某些事实与关系，并以图形和文字的形式直接地加以表达，为现实世界中的各种应用提供科学、合理的决策支持。由于空间分析的手段直接融合了数据的空间定位能力，并能充分利用数据的现势性特点。因此，其提供的决策支持将更加符合客观现实，因而更具有合理性。4组件式GIS软件[华东师范大学2006年研]答：组件式GIS软件是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS 系统（包括基础平台和应用系统）。其基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间，以及GIS组件与其它非GIS组件之间，都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS基础平台以及应用系统。5计算机网络[南京大学1999年研]答：计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其