空间数据库5

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。

空间数据库设计步骤与内容
空间数据库是指在地理信息系统(GIS)中应用的一种数据库，它存储和管理与空间相关的数据和信息。

为了设计一个高效的空间数据库，必须遵循以下步骤和内容：
1.需求分析：首先需要明确用户的需求，包括数据类型、数据量、数据更新频率等。

2.数据采集：采集空间数据，可以通过卫星图像、数字地图、GPS 数据等方式获取。

3.数据处理：对采集到的数据进行处理，包括数据格式转换、数据清洗、数据拓扑检查等。

4.空间数据模型设计：根据需求和采集的数据，设计空间数据模型，包括数据表结构、空间索引等。

5.数据库系统设计：选择适合的数据库系统，如Oracle、MySQL、PostgreSQL等，设计数据库系统结构。

6.数据导入：将处理好的空间数据导入到数据库中，建立空间数据表和索引。

7.数据库应用程序设计：根据需求和数据库系统，设计应用程序，如GIS应用程序、Web应用程序等。

8.数据管理：管理空间数据，包括数据备份、数据维护、数据更新等。

9.性能优化：调整数据库系统参数，优化数据库查询效率，提高系统性能。

以上是设计空间数据库的步骤和内容，需要充分考虑用户需求和数据特点，以提高空间数据管理和应用的效率和质量。

空间数据库习题答案空间数据库习题答案【篇一：空间数据库复习思考题】xt>1. 什么是空间数据库？阐述空间数据库管理系统的主要功能。

2. 阐述数据库系统的外部、内部体系结构。

3. 什么是数据模型？阐述常用数据模型的基本思想。

4. 什么是空间索引？阐述格网索引、四叉树索引、r树索引的基本思想。

5. 如何扩展sql语言，使其支持空间查询？6. 阐述数据库设计的基本步骤。

7. 阐述数据库的安全性、完整性、并发控制、数据库恢复基本思想。

8. 数据库的完整性确保数据的正确性和相容性，阐述geodatabase提供了哪些措施来保证数据的完整性。

9. 深入理解geodatabase中的要素类、关系类、子类型、属性域、拓扑等基本概念及相关内容。

10. 比较、分析geodatabase中的简单关系和复合关系。

11. 什么是子类型？什么情况下创建子类型，什么情况下创建新的要素类？12. 使用microsoft visio如何设计geodatabase模式？13. 使用arcgis diagrammer如何设计geodatabase模式？14. 拓扑验证（validate）过程中的聚集处理（cluster processing）受哪些因素的影响，如何影响？15. “脏区(dirty areas )”有何作用？简述产生“脏区”的五种情况。

16. 在一个版本化的要素数据集中建立一个新拓扑或者修改一个已存拓扑的模式，请阐述如何完成？17. 请阐述在创建复制和同步复制这一过程中，对geodatabase中的拓扑是如何处理的？18. 阐述要素几何在oracle arcsde geodatabase中如何存储（5种存储方式，及每种存储方式使用的主要系统表）。

19. 阐述oracle geodatabase中的blob数据存储。

20. arcsde geodatabase在oracle中是如何识别事务表和其相联系的要素表、索引表。

空间数据库入库流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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空间数据库1.数据库的三大任务（模型，存取方法，管理和控制）数据库的三大任务：（1）建立数据模型，描述信息结构，使数据组织有序；（2）设计数据存储方法，实现数据的三层独立；（3）实现统一管理和有效控制，提供高效安全的访问与共享。

2.空间数据库的概念？任务？空间数据库对数据进行哪些扩充？概念：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其任务是以数字形式表示各类空间的宏观和微观结构，建立空间数据模型并转化为有效的存储结构，以最小空间和时间代价有效组织、存储、管理和控制各类空间数据，维护数据的现势性和正确状态，提供一定的访问机制，安全、高效、准确的实现数据的共享。

扩充和发展体现在以下几个方面：(1)、空间数据模型：一般数据模型不能表达地理空间复杂的信息结构，研究空间数据库必须先研究空间数据模型及相关问题。

(2)、空间数据库的实现技术：要实现基本的空间数据管理功能，至少要在标准的数据库管理系统中定义新的空间数据类型，支持空间计算，建立空间索引，考虑空间数据访问的安全和并发问题，实现海量数据的管理等功能。

(3)、地理空间认知、空间数据模型、空间数据访问、海量数据管理、长事务处理、空间数据可视化、空间数据库管理和实现（空间索引、空间计算、空间数据结构）技术等很多内容还在不断变化和发展，空间数据库理论与技术是数据管理技术的发展与创新。

3.地理空间中的三种坐标系是什么？空间点位在三种坐标系中如何表示？(1) 地心3维空间参照系统：以地心为原点，相互垂直的X，Y，Z为坐标轴的真3维空间直角坐标系统，任意点位表示成坐标矢量（X,Y,Z）。

(2)椭球面空间参照系统：将地球抽象为接近地球形状的旋转椭球，以椭球面为地球表面几何模型。

任意点P的位置用（B,L）+大地高H表示。

(3)平面参照系统：研究区域范围不大时用平面作为地球表面的局部几何模型，任意点P的位置用(x,y) +海拔高h表示4.空间现象，空间要素，空间对象，几何对象，空间数据类型，专题等概念及这些概念之间的联系？（1）空间现象：地理空间中占据一定的空间范围或位置，具有特定的几何形状，具有完整地理含义的各种自然地物、人工建筑物和构筑物、现象、区划、分布、实体、环境等称为空间现象（2）空间要素：空间要素是空间现象经过人类大脑的认知和抽象，并结合应用目标提取其本质特征后，在概念世界中的信息表示形式。

实验二空间数据库管理及属性编辑实验报告The following text is amended on 12 November 2020.实验报告一、实验名称二、实验目的三、实验准备四、实验内容及步骤五、实验后思考题班级：资工（基）10901姓名：魏文风序号：28实验二、空间数据库管理及属性编辑一、实验目的1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解Personal Geodatabse空间数据库模型的有关概念。

2.掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。

3.掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。

4.理解图层属性表间的连接(Join)或关联(Link)关系。

二、实验准备预备知识：ArcCatalog 用于组织和管理所有 GIS 数据。

它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。

ArcCatalog 应用模块帮助你组织和管理你所有的 GIS 信息，比如地图，数据集，模型，元数据，服务等。

它包括了下面的工具：浏览和查找地理信息。

记录、查看和管理元数据。

创建、编辑图层和数据库导入和导出 geodatabase 结构和设计。

在局域网和广域网上搜索和查找的 GIS 数据。

管理 ArcGIS Server。

ArcGIS 具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型，ArcGIS支持基于文件和DBMS(数据库管理系统)的两种数据模型。

基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网(TIN)等GIS数据集。

Geodatabase 数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储，有两种格式，一种是基于Access文件的格式－称为Personal Geodatabase，另一种是基于Oracle或SQL Server等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。

GeoDatabase是 geographic database 的简写，Geodatabase 是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。

空间数据库工作指南（讨论稿）1 使用范围本指南适用于1:250000—1:50000地质、物探、化探、遥感等成果按国际分幅进行的图幅数据采集、存储管理、检索、输出和共享，以建立GIS空间分析应用系统。

其它比例尺的图幅建立GIS空间分析应用系统可参照使用。

2 引用标准为了保证建成的地理信息系统数据共享，工作指南的编写引用以下标准：GB2260-98 中华人民共和国行政区划代码GB958-89 区域地质图图例（1:50000）GB2808-81 全数字式日期表示法GB6390-86 地质图用色标准及用色原则（批准稿）（1:50000）GB9649-88 地质矿产术语分类代码GB/T13923-92 国土基础信息数据分类代码GB/T13989-92 国家基本比例尺地形图分幅编号DZ/T0001-91 区域地质调查总则（1:50000）DZ/T0157-95 1:50000地质图地理底图编绘规范DZ/T0160-95 1:200000地质图地理底图编绘规范及图式DZ/T0197-1997 数字化地质图图层及属性文件格式DDB9702 GIS图层描述数据内容标准DDZ9701 资源评价工作中地理信息系统工作细则DZ/T 0179－1997 地质图用色标准及用色原则3、空间数据库结构及TIC点编号标准3.1图幅编号图幅编号是对1:250000—1:50000所有图幅的系统编号，其目的是全部图幅能够排列有序，同时也作为每个图幅的区别码加在图元编号前面，以免在多幅图拼接时产生混乱，确保多幅图拼接后相同的图素不出现重码。

3.2 TIC点编号标准TIC点（图幅角点）是图幅的经纬度坐标控制点，它能将不同图层的要素配准到同一个坐标系统上。

此外在同一地区，而不同的专题图件，可以使用相同的TIC点作为经纬度来建立它们之间的空间关系。

TIC点在地图配准、多幅图件拼接、图幅叠加等方面都是必不可少的。

4、数字化地质图图层及属性文件格式补充规定数字化地质图图层的划分及属性文件格式标准按地矿部下发的DDB9701《数字化地质图图层及属性文件格式》标准规定执行，在此标准的基础上增加和补充了部分有关内容。

Geodatabase是一种空间数据库模型，具有以下特点：
1. 空间数据类型：Geodatabase可以存储各种空间数据类型，如点、线、多边形等，同时支持各种空间参考系统，如WGS84、UTM等。

2. 关系型数据存储：Geodatabase使用关系型数据库的方式来存储空间数据，这使得它可以方便地进行数据查询、分析和管理。

3. 空间索引：Geodatabase支持空间索引，这使得它可以快速地查询和分析空间数据，提高数据检索和处理效率。

4. 空间分析功能：Geodatabase提供了各种空间分析功能，如缓冲区分析、拓扑分析、空间插值等，这些功能可以帮助用户更好地理解和利用空间数据。

5. 数据完整性：Geodatabase支持数据完整性约束，可以保证数据的准确性和一致性。

6. 可扩展性：Geodatabase可以轻松地扩展和更新，可以存储大量的空间数据，并支持多用户同时访问和编辑。

综上所述，Geodatabase具有空间数据类型、关系型数据存储、空间索引、空间分析功能、数据完整性和可扩展性等特点，这些特点使得它成为了一种非常强大和灵活的空间数据库模型。

实验一拓扑规则实验题目：拓扑规则实验准备：相关概念解释1、拓扑关系：是指图形要素之间几何上的相互关系，图形在保持连续状态下即使变形，相互之间的关系依然不变。

2、Geodatabase的拓扑规则包括点拓扑规则、线拓扑规则、多边形拓扑规则。

3、拓扑结构:即反映拓扑关系的结构，利用拓扑关系的空间数据结构，不仅要记录要素的空间位置（坐标），而且记录不同要素在空间上的相互关系。

4、Geodatabase 用一系列的拓扑规则（Rule ,Topology Rule）,在空间要素之间建立起相互关系，即拓扑结构。

5、悬结点(Dangle)：仅和一个线要素相连，孤立的结点6、伪结点（Pseudo）：两个线要素相连、共享一个结点7、普通结点：三个或者三个以上的线要素交汇、共享一个结点8、线簇容差（Cluster Tolerance）：不相连的要素拐点之间的最小距离9、问题区（Dirty Area）：建立拓扑关系后，又被编辑过的空间范围，该范围很可能存在不符合拓扑规则的要素。

10、差错（Error）：不符合拓扑规则的地方，用红点、方块、线表示。

实验内容：1、拓扑规则用于同一图层内数据质量检验。

2、拓扑规则用于不同一图层内数据质量检验。

实验过程：1、拓扑规则用于同一层内数据质量检验1.1 建立线要素拓扑规则启动ArcCatalog ,将路径定位到c:\gis_ex09\ex22.mxd,利用拓扑规则Must Not Have Dangles(不能出现悬节点)为Geo_DB22\dataset1\lotlines建立拓扑关系Dataset1_Topology，建立后，成果如图1-1，意思是有三个悬节点，不符合预定义的拓扑规则图1-11.2修改拓扑错误关闭ArcCatalog，启动ArcMap，打开ex22.mxd，激活Data frame1,除了已经存在的lotlines以外，加入Dataset1_Topology,可以看出有三处拓扑错误——线过长、线过短、线多余，调动Editor,打开Topology拓扑工具条和Advanced Editing 高级编辑工具条，Start Editing开始编辑辑，此处例举线过短时的编辑情况，选中参考边界，在Advanced Editing高级编辑工具条中选择Extention工具，点击需要延长的线，如图1-2，过短的线就延伸到参照线——图1-2当将当前窗口的拓扑关系错误一一修改后，需要验证刚才编辑过的地方是否还有错误，则需勾取Dataset1_Topology图层中Properties中Symbology Dirty Areas （问题区）,则地图上刚刚编辑过的地方有三个蓝色区域，如图1-3图1-3则只需再对Dirty Areas进行拓扑关系验证，即利用Vilidate Topology In Specified Area工具进行质量验证，无拓扑错误后，如图1-4——（如若有错，仍需进一步修改）图1-41.3生成地块多边形启动ArcCatalog，右击Geo_DB22\dataset1，选用New\Polygon Feature FromLines（从线要素产生多边形），生成一个新的多边形要素类lotspolygons ,预览如图1-5 图1-52、拓扑规则用于不同图层之间数据检测2.1 建立不同要素之间的拓扑关系在ArcCatalog中Geo_DB22\dataset2下为Road、Parcel建立拓扑关系Topology22.2修改拓扑错误在ArcMap中利用Topology2对Road、Parcel进行拓扑查错并修改，此处的拓扑关系主要是多边形共同边界的错误和线多余的错误，正确修改后结果如图1-6 图1-6实验小结：1、Geodatabase可以有多种线、点、多边形规则，用于控制要素类之间的特定空间关系。

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:用来描述空间实体的位置，形状，大小及分布特征诸多方面信息的数据，以及表示地丢表层一定范围的地理事物及其关系。

特点:A空间性表现力空间实体位置或所处地理位置。

空间实体几何特征及实体间的拓扑关系，从而形成了空间物体的位置形态，大小以及由此产生的一系列特征。

B专题性在一个坐标位置上地理信息具有专题属性数据，质量描述数据等。

如在一个地面店上，可取得高程，污染交通等专题属性C时间性指空间数据的空间特征和属性特征随时间的变化的动态变化特征，即时序特性。

空间数据库:是存放空间数据的数据库,更确切的说,是用来描述空间物体的位置数据,位置数据元素(点线面体)之间的拓扑关系以及描述这些物体的属性数据的数据库.典型应用:GIS. 摄影测量学,计算机图形学,遥感等学科.空间数据库的特点:A空间数据库用来管理的是现实世界中相关性大的连续数据,要求进行综合管理,通常在GIS分析中,需要综合运用实体之间的空间关系和属性数据.B 空间数据库描述的空间实体类型多,关系复杂,使数据模型复杂.C 空间数据库存储的空间数据具有非结构化特征,不满足关系型数据库的范式要求.空间数据库管理系统(SDBMS):主要功能是提供对空间数据和空间关系的定义和描述,提供对空间数据查询语言,实现对空间数据的高效查询和操作,提供对空间数据的存储和组织,提供对空间数据的直观显示等.基于对象-关系数据库管理系统(ORDBMS),OODBMS的SDBMS: A一个DBMS是一个软件模块,它利用一个底层数据库管理系统(如OODBMS,ORDBMS);B SDBMS支持各种空间数据模型,相应的空间数据类型(ADT)以及一种能够调用该种ADT的查询语言; C SDBMS支持空间索引,高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则.在ORDBMS上搭建SDBMS的体系结构是一个三层体系结构,由左到右,顶层为空间应用,如GIS,MMIS,CID,该应用层并不直接与OR-DBMS打交道,而需要经过一个中间层与ORDBMS 交互,我们将这个中间层称为空间数据库(SDB),中间层是封装大多数只是的地方,并被插入到OR-DBMS中,如此对于称为空间数据库刀片,空间数据库暗箱,空间数据库引擎的商业OR-DBMS的产品也就不足为奇了.矢量数据交换格式(VCT)由以下六部分组成:A文件头B要素类型参数C属性数据结构D 几何图形要素E注记F属性数据其中,A文件头分为两类信息,一类是基本的必须的数据,不可缺省,如版本,坐标单位,坐标维数,矢量数据交换的格式的标志;另一类是扩充的附加信息,可省略B要素类型参数,定义前必须加上FeatureBegin和FeatureEnd作为要素类型参数的标志,而要素类型参数的中间不再需要写字符说明.FeatureBegin要素类型参数编码1,要素类型名称1,几何类型,属性表名,缺省颜色,用户项…..FeatureEndC 几何图形要素的存储包括点状要素格式,线状要素格式和面状要素格式.D注记信息紧跟几何图形数据,用AnnotationBegin和AnnotationEnd表示开始和结束.E属性数据所有要素的属性数据块都以AttributeBegin和AttributeEnd标识,每个要素的属性放在一行,相对集中.ArcView的Shapefile文件格式:ShapeFile是ArcView的原生数据格式,属于简单要素类,用点线多边形存储要素的形状,但不能用于存储拓扑关系,具有简单.快速生成的优点.在Shapefile中的信息可以分为两种类型:一种与数据有关,如主文件的记录信息,主文件文件头有关数据描述的字段;一种与数据的组织格式有关,如文件和记录的长度和记录的偏移等.这些信息是以文件的方式进行存储,每个Shapefile文件至少含有三个文件.shp主文件,.shx索引文件,.dbase表文件即.pdf,其中主文件和索引文件是二进制文件,表文件是数据库文件.A主文件主要存储Shapefile的图形数据,每个祝文件爱你包括一个固定长度的文件头和不固定长度的记录.如下表组成:①在主文件中,文件头和记录信息是由整型和双精度整型由小到大的字节顺序组成的数据描述字段,其余有关文件和文件组织管理信息是由整型和双精度浮点型由大到小的字节顺序组成的数据描述字段.②记录头主要存储了每条记录的记录号和记录信息的长度③记录信息是由图形类型和图形的空间数据组成.8字节的记录组成Array①文件头,其签32字节是文件的整体描述,接着美32字节定义一个字段直至碰到0ah,从第32字节到0ah为止是字段描述区②第二部分实存储的是每一个记录的数据部分,紧接着文件头存储的数据记录,记录以定长格式顺序存储.空间数据库引擎：(SDE)是空间数据库管理的重要基础技术，从用户的角度看，SDE 是用户与异构空间数据库之间的接口；从软件的角度看，SDE是应用程序和RDBMS 之间的中间体，用来管理空间数据库；从系统的角度看，SDE利用RDBMS和其扩展功能，实现空间数据在数据库中的物理存储。