空间数据库pdf

⑴ 空间数据库主要有哪些数据来源于

GIS是世界上独一无二的一种数据库――空间数据库（Geodatabase）.它是一个“用于地理的信息系统”.从根本上说,GIS是基于
一种使用地理术语来描述世界的结构化数据库.这里我们来回顾一些在空间数据库中重要的基本原理.· 地理表现形式
作为GIS空间数据库设计工作的一部分,用户要指定要素该如何合理的表现.例如,地块通常用多边形来表达,街道在地图中是中心线（centerline）
的形式,水井表现为点等等.这些要素会组成要素类,每个要素类都有共同的地理表现形式.每个GIS数据集都提供了对世界某一方面的空间表达,包括：·
基于矢量的要素（点、线和多边形）的有序集合 诸如数字高程模型和影像的栅格数据集 网络 地形和其它地表 测量数据集
其他类型数据,诸如地址、地名和制图信息 描述性的属性
除了地理表现形式以外,地理数据集还包括传统的描述地理对象的属性表.许多表和空间对象之间可以通过它们所共有的字段（也常称为“关键字”）相互关联.就
像它们在传统数据库应用中一样,这些以表的形式存在的信息集和信息关系在GIS数据模型中扮演着非常关键的角色.空间关系：拓扑和网络
空间关系,比如拓扑和网络,也是一个GIS数据库的重要部分.使用拓扑是为了管理要素间的共同边界、定义和维护数据的一致性法则,以及支持拓扑查询和漫游
（比如,确定要素的邻接性和连接性）.拓扑也用于支持复杂的编辑,和从非结构化的几何图形来构建要素（例如,用线来构建多边形）.地理要素共享几何形状.
可以使用节点、边、面的关系来描述要素的几何形状
在这个网络示例中,街道要素代表连接它们的端点（称为“连接”）的边.转向模型可用于控制从一边到另一边的通行能力 · 专题图层与数据集
GIS将空间数据组织成一系列的专题图层和表格.由于GIS中的空间数据集具有地理参考,因此它们具有现实世界的位置信息并互相叠加.GIS集成了多种类
型的空间数据
在一个GIS中,同类型的地理对象集合被组织成图层,例如地块、水井、建筑物、正射影像以及基于栅格的数字高程模型（DEM）.明确定义的地理数据集对于
一个实用的地理信息系统是相当重要的,同时专题信息集合使用层来组织,这样的思想也是GIS数据集一个关键的思想.数据集可以用于表达：原始量测值（例如
卫星影像） 经过解译的信息 l 通过空间分析和建模处理而得来的数据
通过层之间共同的地理位置,我们可以很容易地得到多个层之间的空间关系.GIS使用普通的对象类来管理这些简单的图层,同时凭借一套功能丰富的工具获取数
据层之间的关键联系.GIS会使用通常是来自不同组织机构,并且具有各种表现方式的大量数据集.因此对于GIS数据集很重要的是：· 使用简单并易于理解
· 易于同其他的地理数据集结合使用 · 能够被有效地编辑与校验 · 能够形成具有内容详实,使用和目标描述明确的清晰文档
任何的GIS数据库或者用基于文件的数据组织方式都遵循这些共同的原则与概念.每个GIS都需要有一个机制依据这些原则来描述地理数据,并且通过一套综合
的工具来使用和管理此信息.

⑵ 空间数据库建立

在遥感图像处理系统空间数据库的建立过程中，由于我们的大部分资料来源于现有的地图，因而以地图的数据处理，采用扫描矢量化的数字化手段进行数据录入，各种地图处理，数据入库工作流程可分为预处理、图形扫描数字化、图层数据建立拓扑关系、建属性数据库、图层矢量数据与属性数据联接、投影转换、图幅拼接、图面整饰、数据入库九个阶段。如图7-9所示。

图7-9 数据采集工作流程图

（1）图形预处理

资源信息是多源和多尺度的。毫无疑问，对这些资料的初步整理是数字化工作进程的重要一环。

本系统将采用统一的坐标系统，坐标系为1980西安坐标系，高程系为1985国家高程基准。所有的图形数据均应该转换到此坐标系。

（2）图形扫描数字化

在地图数据采集过程中，由于地图原图质量、内容、比例尺和扫描过程中的种种因素，根据纸介质地图的图形要素和彩色特征提取的分层图仍会带有各种噪声以及不需要的其他一些信息，为了获得正确的、干净的数据，在数字化之前，要进行二值化、去脏、光滑、断线修补、细化处理等预处理步骤。

（3）图层数据建立拓扑关系与图形编辑

矢量化后的各图层，利用ArcGIS软件提供的功能建立拓扑关系，在建拓扑关系时会发现图形数据错误，要进行编辑、修改，再重新建立拓扑关系，这一过程可能做多次，直到数据正确为止。

（4）建属性数据库

按已采集的属性数据表，和标准规定格式，利用通用的数据库管理软件建立分层数据库，文字型数据要按标准代码录入。

（5）图层矢量数据与属性数据联接

按图元编码（用户ID）将矢量数据与属性数据联接。对于已建立联接的各类空间数据和属性数据，通过ArcGIS 系统对它们做进一步的编辑和修改，确保数据库的准确性和完整性。在ArcGIS 系统中，图形数据被分成“点”、“线”、“面”三种几何要素，它们都有各自相关的属性，在进行拓扑处理后，这三种要素间便拥有了相关的空间拓扑结构，这种空间数据关系与相应的属性数据是一种动态联结关系，这也是在ArcGIS系统中能够进行空间分析的关键所在。属性数据的编辑可通过ArcGIS系统的数据库管理系统进行数据结构定义（如数据项名称、类型、长度等）、数据编辑（如插入、删除、拷贝等）、数据查询检索等等，形成可供使用的属性数据库。

（6）投影转换

同一工作区可能利用不同比例、不同投影的图件，要对不同来源、不同时间分辨率和空间分辨率的点、线、面数据进行计算，在拼接图层之前必须对它们进行投影转换，使最终形成的图层均投影到一个坐标系统。

（7）图幅接边

图幅接边的目的是要保持图面数据连续性。工作区有多幅图构成，按上述步骤每幅图分层建立起图层之后，要对各相邻图幅分层进行拼接，图幅的接边精度要满足相应比例尺的国家精度要求。各图层中线图元或面图元拼接后其图元编号要进行改变，在右边图幅中的图元拼接后用左边图幅内的图元编号，下边图幅的图元改用上边图幅的图元编号。其属性数据也要合并为一个，属性数据结构不相同的图元（线或面）不能进行图幅拼接。对于一些图面标注的内容也要做相应的调整。到现在为止，已完成了图形库的建立工作。拼接完成后，仍按图幅分开储存与管理。

（8）数据入库

前面数据处理的目的都是为了使图形进入GIS数据库系统中，以作为其他应用系统的数据基础。图形数据将采用空间数据管理方式、利用系统软件将所有图形及属性统一存放于Oracle之中。

（9）图件输出与图面整饰

在每一图幅数字化完成后，或工作区各图幅分层拼接之后，要对图面标注内容逐一添加到图面上。按有关图例符号标准和用色标准对相应点、线、面图元的线型、符号、颜色进行设置定义。再就图名、图例、比例尺及其图面内容整饰后，输出图件成果。

（10）数据质量控制

检查内容包括数据完整性、逻辑一致性、位置精度、属性精度、接边精度、现势性等是否符合国家标准及有关技术规定。专题图形数据库建设质量控制的方案如下：

建立数据采集标准规范，详细阐述不同要素的采集要求，作为数据采集的根本基准，统一采集认识。

进行数据采集人员培训，熟练使用采集软硬件，掌握采集规范，采集过程中填写详细的图例簿，统一图例簿格式，记录每幅图数据生产过程的基本情况，特别是作业时遇到的问题及处理意见，质量情况等。

数据质量控制采用分级分层管理方式，首先，数据生产操作人员在数据采集过程中严格遵守数据采集规范标准，采集后进行数据的第一次检查；其次，数据库集成人员进行第二次数据质量检查；最后，系统总工随机抽样检查。

检查方式多种多样，这里主要采用以下3种：屏幕视觉检查，打印出图检查，查错软件检查。

⑶ 空间数据库与一般数据库相比有哪些特点

1、数据量庞大。
空间数据库面向的是地学及其相关对象，而在客观世界中它们所涉及的往往都是地球表面信息、地质信息、大气信息等及其复杂的现象和信息，所以描述这些信息的数据容量很大，容量通常达到 GB级。
2、具有高可访问性 。
空间信息系统要求具有强大的信息检索和分析能力， 这是建立在空间数据库基础上的，需要高效访问大量数据。
3、空间数据模型复杂
空间数据库存储的不是单一性质的数据，而是涵盖了几乎所有与地理相关的数据类型，这些数据类型主要可以分为 3 类：
（1）属性数据：与通用数据库基本一致，主要用来描述地学现象的各种属性，一般包括数字、文本、日期类型。
（2）图形图像数据：与通用数据库不同，空间数据库系统中大量的数据借助于图形图像来描述。
（3）空间关系数据：存储拓扑关系的数据，通常与图形数据是合二为一的。
4、属性数据和空间数据联合管理。
5、应用范围广泛。

⑷ 空间数据库的组成部分

空间数据库指的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。《空间数据库》范围及重点 1. 第一章：绪论 1) 空间数据库基本概念、组成部分、名称简写之间的联系与区别与联系； 答；利用当代的系统方法，在地理学、地图学原理的指导下，对地理空间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技术——空间数据库 或者SDBMS是海量SD的存储场所、提供SD处理与更新、交换与共享，实现空间分析与决策的综合系统。 组成：存储系统、管理系统、应用系统 是SDBS的简称 2) 目前空间数据库实现方案； 答：ORDBMS 3) GIS，RS与空间数据库之间的联系； 4) 常见的空间数据库产品 答：轻量级： MS的Access、FoxPro、 SUN的MySQL 中等：MS的SQL Server系列 重量级：Oracle的Oracle 不太熟悉的有： Sybase、Informix、DB2 、Ingress、 PostgreSQL（PG）等 5) 产生空间数据库的原因； 答：直接利用？ SD特征 ：空间特性 非结构化特征 空间关系特征 多尺度与多态性 海量数据特性 存在的问题：复杂图形功能：空间对象 复杂的空间关系 数据变长记录 6）空间数据库与普通关系数据库的主要区别。 答：关系数据库管理属性数据，空间数据采用文件库或图库形式；增加大二进制数据类型(BLOB)，解决变长数据存储问题；将空间数据/属性数据全部存放在数据库中；但空间特性由程序处理 2. 第二章：空间数据库模型 1) 如何理解空间数据库模型； 2) 空间数据及空间关系； „ (1) 空间数据类型 几何图形数据 影像数据 属性数据 地形数据 元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据， 数据来源、数据权属、数据产生的时间 数据精度、数据分辨率、元数据比例尺 地理空间参考基准、数据转换方法… (2) 空间关系 指地理空间实体之间相互作用的关系： 拓扑关系：形状、大小随投影改变。在拓扑变换下不变的拓扑变量，如相邻、包含、相交等，

反映空间连续变化的不变性 方位关系：地理空间上的排列顺序，如前后、上下、左右和东、南、西、北等方位 度量关系：距离远近等 3) 空间数据库如何建模； DB设计三步骤 ‹ Conceptual Data Model：与应用有关的可用信息组织、数据类型、联系及约束、不考虑细节、E-R模型 Logic Data Model 层次、网状、关系，都归为关系，SQL的关系代数(relational algebra, RA) Physical Data Model：解决应用在计算机中具体实现的各种细节，计算机存储、数据结构等 4) 模型之间如何转换？ 5) 可行的空间数据库建模方案。 面向对象的空间数据库模型GeoDatabase 3. 第三章：空间数据库存储与索引 1) 空间数据如何组织、存储的，采用什么技术或者方法； 为有效表达空间信息内容，空间数据必须按照一定的方式进行组织与存储：适合外存操作的数据结构、记录和文件的多种组织方式 SDB空间数据组织：数据项、记录、文件、数据库 SDB空间数据存储：二级存储器、缓冲区管理器、空间聚类(clustering)、空间索引 2) 空间近似与空间聚类； 目的：降低响应大查询的寻道时间和等待时间，在二级存储中空间上相邻的/查询上有关联的空间对象在物理上存放在一起， 内部聚类(internal clustering)：加快单个对象的访问，一个对象都存放在一个磁盘块（页面）；如超出则存放在连续扇区，本地聚类(local clustering)：加快多个对象访问。一组空间相邻对象存放在一个页面 空间聚类比传统聚类技术复杂。多维空间对象无天然的顺序 磁盘：一维存取，高维：将高维映射到一维， 一一对应，保持距离(distance preserving)：一一对应，容易；距离不变，近似，映射技术、Z序(z-order)、Hilbert曲线 3) 空间数据库性能提升的关键问题是什么？如何提升； 数据库索引，基于树：ISAM、B树、B 树等，基于Hash：静态、可扩展、线性等 4) 空间索引技术是什么？为什么产生？有哪些常见的空间索引；各有何特点及适用范围？ 依据空间对象的位置和形状或者空间对象之间的空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，介于空间操作算法和空间对象之间，通过筛选，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，提高效率，空间数据库关键的技术 空间索引产生的原因:空间数据的特点：空间定位、空间关系、多维、多尺度、海量、复杂，传统数据库索引处理的一维的字符、数字，对多维处理采用组合字段 1、基于二叉树的索引技术：二分索引树结构主要用于索引多维数据点；对复杂空间目标（线、面、体等）的索引却必须采用近似索引方法和空间映射技术 2、 基于B树的索引技术 ‹B树的变体如R树系列，外包矩形；对大型数据库具有出色表现；需要解决：减少区域重叠，提高搜索效率 3、基于哈希的网格技术

⑸ 什么叫空间数据库简单一点的 不要百度的

空间数据库的特点：1、数据量庞大。2、具有高可访问性 。3、空间数据模型复杂
4、属性数据和空间数据联合管理。
5、空间实体的属性数据和空间数据可随时间而发生相应变化。
6、空间数据的数据项长度可变，包含一个或多个对象，需要嵌套记录。
7、一种地物类型对应一个属性数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表文件。
8、具有空间多尺度性和时间多尺度性。
9、应用范围广泛。

⑹ 空间数据库

（一）区域级潜力与适宜性空间数据库

1.数据库设计

区域级评价空间数据库采用了MapGIS数据管理技术和Geodatabase技术，数据保存为MapGIS数据、ShipeFile、文件和Access数据库，见表12-2。

数据比例尺为1∶500万，采用投影坐标WGS84。

数据来源：全国1:500万矢量数据、全国1∶100万矢量数据、遥感影像数据、Dem数据、搜集的各娄图件、数据标准化获得的数据和区域级评价成果数据等；

数据格式：Shape File、Geodatabase、Raster(Grid、Tiff、Image）、MapGIS等；

数据处理步骤及方法：收集资料、划分图层、维护属性表、配准并矢量化图形、设置可视化参数、属性关联、投影变换；

数据容量：Geodatabase(Access、Shape File）共1G;Raste（r卫星影像、DEM）共计500G；处理后的数据共计约600G；

数据内容：共63个全国基础地理矢量图层；78个评价专题图层；Dem数据；卫星影像数据。

数据库主要成果图层属性字段设置示例见表12-2。

表12-2 区域级评价主要成果图层属性字段设置示例

续表

⑺ 什么是空间数据库

空间数据库是随着地理信息系统GIS的开发和应用发展起来的数据库新技术，主要用来处理空间数据。想必你了解数据库吧，那它主要用来处理数据，你也知道了吧，只不过空间数据库SDB主要用来处理空间数据，即二维、三维等特征数据，而不是传统的数值、字符串等。