15上机3-空间数据处理
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一、建立Geodatabase数据文件1、新建一个Geodatabase:如图1.1所示:在ArcCatalog环境下新建一个名为“Personal Geodatabase”的数据文件。
1.1 建好的Geodatabase数据文件2、新建要素集:在Personal Geodatabase下,新建一个shanghai要素集,定义坐标系统为高斯投影(如图 1.2所示),单位为米,精度为1。
1.2 创建要素数据集3、新建要素类:在shanghai要素集中,新建一个parcel和pole要素类,parcle的Shape字段类型为polygon,新增字段parcel_name(文本型)、owner_name (文本型);pole的Shape 字段类型为点类型,新增三个字段:类型(短整型)、高度(短整型)和管理部门(文本型)。
1.3 创建parcel要素类1.4 创建pole要素类4、新建表:如图1.5所示,在Personal Geodatabase下,新建一个owner表,新增字段name (文本型)、age (短整型)1.5 创建owner表二、创建子类1、新建子类:单击鼠标右键,打开pole要素类的属性表,选择子类选项卡,根据type字段创建pole类型子类,包括Wood、Steel和Cement。
图2.1 pole要素类新建子类2、对子类赋值:如图2.2所示,在ArcMap环境下通过列表框选择对要素子类进行赋值。
图2.2 pole要素类赋值三、按子类定义pole要素类的域:1、打开Geodatabase的属性表,定义三个域:Wood_pole高度域(短整型),20—30ft;Steel_pole的高度域(短整型),30—50ft;pole的管理部门域(文本),市管,区县管。
图3.1 按子类定义pole要素类的域2、打开pole要素类属性表,定义高度和管理部门字段的域,其中,高度按子类定义。
图3.3 定义高度和管理部门字段的域3、检查输入的要素的有效性:在ArcMap环境下,对选中点进行属性编辑,其中管理部门只能在市管和区县管两个值中选择;输入的高度值是否有效,通过Validation(验证要素)命令对选中的要素进行有效性检验。
空间数据库课程实践教学设计及案例展示数据库课程是计算机科学及信息技术相关专业方向的核心课程,主要研究数据库系统的基本概念、原理、方法及其应用,包括数据库系统、数据模型、数据库查询语言、关系数据库设计、事务处理等核心内容.通过数据库系统课程的学习,使学生能够正确理解数据库的基本原理,熟练掌握数据库设计方法和应用技术,掌握科学研究的方法和软件开发的基础规律,增强学生实际动手能力和创新能力.目前,数据库产品市场95%以上都是关系数据库产品.关系数据库理论是数据库设计的基础,掌握关系数据库课程理论是数据库课程设计的前提.数据库课程是研究数据处理技术的一门综合性学科,它是与离散数学、操作系统、数据结构、软件工程、计算机原理等学科及其他应用领域的知识和方法相结合的学科.数据库理论研究的核心内容是数据建模、数据规范化理论、数据库系统、数据库的安全性、完整性、数据恢复技术、模式分解理论和方法.只有掌握了数据库理论才能做好数据库设计[1]22-49.全国大部分院校都将数据库理论和应用作为两门课程开设,一门是数据库系统概论(主讲数据原理),另一门是数据库应用(主讲程序设计).对于绝大多数学习者来讲,学习数据库的最终目的是掌握数据库应用方法和技术,在现有dbms的基础上二次开发数据库产品,而不是开发新的dbms,所以大多数高校往往在数据理论之前先开设数据应用课程,如visualfoxpro6.0、delphi、oracle、sqlserver、access等程序设计课程是关系数据库的产品,它们属于原理的具体应用部分.学习数据库应用课程后,便于掌握和应用数据库理论;反之,也只有学习了数据库理论才能更好地掌握和应用数据库技术.2数据库设计理论就是数据库理论的应用领域和延展2.1数据库理论在数据库设计中的指导应用按照规范设计的方法,将数据库设计分成6个阶段:需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库的实行、数据库运行和维护.在数据库设计的每一个阶段,都相同程度地使用了数据库理论与方法,同时对数据库理论展开了多样的扩展.在概念结构设计中,核心内容就是数据建模,即为根据实体类型设计e-r(实体-联系)图.在e-r图中必须搞清楚哪些就是实体,哪些就是属性.从理论的角度来说,实体就是客观存在的,并可以相互区别的事物,属性就是对实体特征的叙述,但是它们之间既有必然区别,也存有一定联系.实体和属性不是绝对的,如果须要对属性进一步叙述,则属性就做为实体,反之,如果不须要对实体进一步叙述,则实体也可以做为另一实体的属性.比如,在设计职工档案管理数据库时,实体类型“职工”的属性:档案号,姓名,性别,出生日期,出席工作时间,学历,职称,职务,工资.如果只考量现在的工资,则工资就是职工实体的属性,但是如果考量职工的工资历史,则工资就是一个实体.在逻辑结构设计时,使用规范化理论、谋极小集和码的方法、模式水解理论和方法.2.2数据库设计理论是对数据库理论的延伸数据库设计理论对数据库理论在很多方面展开了延展和拓展,使数据库理论更加简便、便利和直观.在逻辑结构设计中,将概念模型的产品基本e-r图切换为逻辑结构的关系模型,就是模式水解理论的轻易应用领域,就是在数据库理论基础上的抽象化和延展,实体内和实体间的切换,实体间的每一个实体切换为一个关系,实体内的属性就是关系的属性,实体内属性的码就是关系的码.按照关系理论的函数倚赖,每一个实体中,码同意每一个属性,而模式水解中,码相同的分拆,左右两端的属性分拆做为一个水解,从操作方式方面增加了复杂性,所以设计理论与数据理论全然相符;数据库实体之间的.联系分成一对一、一对多、多对多和多实体之间的联系4种情况,这些切换在逻辑结构设计中都得出了转换规则,也全然满足用户模式水解理论,在模型优化时,使用极小集方法与设计理论的融合.3.1处理好数据库设计经验和数据库设计理论的关系数据库设计理论尽管比较完善,按照规范化理论,在函数倚赖领域,如果关系满足用户bcnf,不能存有数据缓存、填入异常、删除异常和更新异常,实际上关系规范化不一定必须达至bcnf;如果达至bcnf,不能发生缓存和各种异常,但可以发生查阅效率减少.这就要根据实际情况综合权衡.下面以规范化后的学生成绩管理系统为基准表明.学生成绩管理系统涵盖以下3个关系:学生(学号,姓名,性别,出生年月);课程(课号,课名,学时,学分);成绩(学号,课号,成绩).我们经常查阅“某同学自学某课程的成绩”,这就须要3个关系的相连接,如果学生人数较多(数据库很大),可能将须要较长时间,但如果就是第1范式,则不须要相连接,如果就是第2范式,可能将相连接的次数较太少,也可以增加花费.在实际应用领域中,我们可能将不须要把关系分割至bcnf,也许只须要达至2nf,甚至1nf,也就是逆规范化,到底规范化至什么程度,必须结合实际问题和具体内容设计经验[2]3-39.数据库课程是理论与应用结合较为紧密的一门课程.学习数据库课程的主要目的是为了应用.因此,为了深入浅出地讲授数据库理论,在每一章都设计一些课程实验,以便通过实践验证理论,同时掌握其应用方法,为后续的课程设计打下基础.在大部分教科书中,都是以sqlserver为例,讲授sql语言、数据的安全性、完整性.在讲授sql语言时,可以让学生先建立数据库,结合所学内容对数据库进行查询、插入、删除、修改等实践操作,在实践的过程中真正理解并掌握sql语言的应用环境.在讲授数据库安全性和完整性时,利用数据库系统的实际应用让学生对系统做数据控制.提高学生对数据库课程的认识,激发学生的学习兴趣和欲望.3.3课程设计就是提高学生综合应用领域能力的关键课程设计是课程内容的展示,是对所学知识的延伸,是学生掌握学习内容、方法和技巧的综合体现.数据库设计理论主要是为了指导数据库的应用和实践,通过系统的理论学习和部分单元(如创建用户、创建视图、用户管理、权限管理等)的应用实践训练,充分认识到dba在数据库系统中的作用.通过课程设计让学生在掌握数据库设计理论的同时掌握数据库课程设计的全过程,可以采取将学生分组的方式,为每组同学拟定相关题目,如学生档案管理系统、财务管理系统、售票管理系统等,设计可以采取集中设计和分散设计相结合的方式,如果条件允许可以集中7~10天时间做课程设计,否则,可以利用周末时间集中设计,学生自己找业余时间,教师加强指导,题目在期中布置,期末老师验收.让每一位同学独立完成或者协助完成数据库设计的过程,同时,使每一组同学进行上机运行并调试,完成所有功能进行程序实现,最后组织设计答辩.教课评价方面,可将学生平时的课程设计和期末考试相结合,作为学期期末成绩.通过课程设计和设计答辩,学生不仅巩固了理论知识,丰富了课程实践,掌握了如何运用理论指导实践应用,也对今后其他课程设计以及毕业设计打下坚实的基础,取得较好的效果.3.4数据库课程设计的具体内容数据库设计是在指定的应用环境下,构建最优的数据库逻辑模式和物理结构,建立数据库及其应用系统,满足各种用户的各种需求(信息、管理和操作需求),并能够有效地存储和管理数据.数据库设计要按照需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库的运行和维护各个阶段突出特点严格进行结构设计是与行为设计的有机结合.每一个阶段都有具体的技术要求,教师提出要求让学生深入图书馆、学生管理部门或者企业进行系统调查,通过需求分析设计出数据流图,编写数据字典.概念结构设计是从数据流图和数据字典中提炼出e-r图,对e-r图优化后获得基本e-r图.按照转换规则和dbms的转换功能将概念结构的产品基本e-r图转换为逻辑结构设计的关系模型.物理结构设计主要根据dbms的详细特征设计存储结构和存取技术,最后经过优化、评价满足用户的效率要求.数据库实施和运行维护主要考虑代码的编写、调试、试运行和维护,涉及数据转储、安全性、完整性、数据组等问题.整个设计都是在数据库理论的指导下进行[3]-.4结语数据库课程设计是理论和实践的有机结合,随着计算机应用的深入,数据库应用在社会生活中越来越重要,应用范围也越来越广,如何使数据库理论和设计更好的结合是值得高校教师深入探讨的问题.只有不断的探索数据库课程设计理论,才能在实际应用中得到创新.。
地理信息系统课程教案第一节地理空间及其表达一、地理空间的概念地理空间(geo-spatial)一般包括地理空间定位框架及其所联结的特征实体。
地理空间定位框架即大地测量控制, 由平面控制网和高程控制网组成。
二、空间实体的表达1.空间实体指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体, 包括点、线、面、体。
2.空间实体描述对空间实体的描述有5种内容:识别码:位置:可用坐标描述也可用其它形式实体特征: 也是位置信息的一种, 如维数、类型及实体的组合等行为或功能: 是指在数据采集过程中不仅要重视实体的静态描述, 还要收集那些动态的变化, 如岛屿的侵蚀、水体污染的扩散、建筑的变形等实体的衍生信息: 如一个实体有许多个名称第二节地理空间数据及其特征一、GIS的空间数据空间数据是GIS的核心, GIS中的数据来源和数据类型繁多, 主要有以下几种类型: 地图数据;影像数据;地形数据;属性数据;元数据二、空间数据的基本特征一般一幅地理信息系统中的交通图主要会传达以下几种基本信息: 定位信息、属性信息、拓扑信息。
(1)拓扑邻接。
指存在于空间图形的同类元素之间的关系。
如结点邻接关系V5/V6;多边形邻接关系P2/P3等。
(2)拓扑关联。
指存在与空间图形的不同元素之间的拓扑关系, 如L3/V4等(3)拓扑包含。
指存在于空间图形的同类, 但不同级的元素之间的拓扑关系。
三、空间数据的计算机表示第三节空间数据结构的类型一、矢量数据结构基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。
矢量数据结构是利用殴几里得几何学中的点、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。
1.简单数据结构在简单数据结构中, 空间数据按照以基本的空间对象(点、线或多边形)为单元进行单独组织, 不含有拓扑关系数据, 最典型的是面条结构。
特点:数据按点、线或多边形为单元进行组织 数据编排直观 数字化操作简单;每个多边形都以闭合线段存储 多边形的公共边界被数字化两次和存储两次 造成数据冗余和不一致;点、线和多边形有各自的坐标数据但没有拓扑数据互相之间不关联;岛只作为一个单个图形 没有与外界多边形的联系。
第3套真考题库试题一、单选题((1)~(20)每题1分,(21)~(30)每题2分,共40分)1.设有关系模式R(A,B,C,D),其函数依赖集为F={A->D,B->D,C->D}。
如果将R分解为R1(A,B,C)和R2(C,D),则该分解是()。
A)同时保持函数依赖和无损连接的分解B)保持函数依赖但不保持无损连接的分解C)保持无损连接但不保持函数依赖的分解D)既不保持函数依赖也不保持无损连接的分解2.下面关于模式分解的说法,错误的是()。
A)分解并不总能提高查询效率B)分解通常使得涉及属性少的查询执行效率更高C)分解通常使得简单的更新事务执行效率更高D)分解总是能降低存储空间的要求,因为它能消除冗余数据3.设有关系表:职工(职工号,姓名,领导职工号),其中职工号是主码,领导职工号是外码。
当前表中没有任何数据。
现在依次向该表中插入如下数据(1)(e1,Tom,e2)(2)(e3,Jerry,null)(3)(null,Foo,null)(4)(e2,Fake,e2)(5)(e1,Ghost,e3)(6)(e4,Who,e1)则最终该表中有()行数据。
A)2B)3C)4D)54.数据库物理设计阶段是根据数据库逻辑设计的结果设计合适的数据库物理结构。
下列关于数据库物理设计的说法,错误的是()。
A)物理设计着眼于数据库底层的物理存储与存取,与操作系统和硬件环境及数据库管理系统密切相关B)物理设计时需要合理安排不同的存储介质,索引文件一般存储在高速磁盘中,日志文件可以考虑存储在磁带中C)物理设计过程中需要考虑设置合理的数据库管理系统参数和操作系统相关参数D)物理设计过程中需要考虑RAID级别、操作系统的文件管理机制、数据库管理系统支持的索引类型5.三层浏览器/服务器架构是现在比较流行的应用系统架构。
下列关于此架构的说法,错误的是()。
A)表示层使用Web浏览器实现,位于客户端,一般无需安装其他程序B)数据层位于数据库服务器,由DBMS完成数据存储和数据存取等数据管理功能C)此架构将人机交互、应用业务逻辑和数据管理三类功能分离,提高了可维护性D)与二层的客户/服务器架构相比,此架构在交互性、运行速度方面优势明显6.设有下列关于数据库分析、设计与实现的工作:Ⅰ.用概念数据模型表示数据对象的特征及其相互间的关联关系Ⅱ.进行数据库的备份与恢复等日常维护Ⅲ.在ER图的基础上确定数据库关系模式Ⅳ.调整数据库逻辑模式,确定文件组织与存取方式,评估物理模式Ⅴ.考虑分析DBAS运行过程中备份数据库策略,如备份时间点和备份周期Ⅵ.事务和应用程序的编码及测试上述工作中,属于DBAS系统设计阶段工作的是()。