空間數(shù)據(jù)庫全面版

1、1. 緒論2. 數(shù)據(jù)：客觀事物的屬性、數(shù)量、位置及其相互關(guān)系等的符號描述3. 空間：一系列結(jié)構(gòu)化物體及其相互間聯(lián)系的集合4. 數(shù)據(jù)庫是指按照一定數(shù)據(jù)模型組織、描述和長期儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)可共享的數(shù)據(jù)集合。5. 空間數(shù)據(jù)：以地球表面空間位置為參照，描述空間實(shí)體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數(shù)據(jù)6. 空間數(shù)據(jù)庫描述與特定空間位置有關(guān)的真實(shí)世界對象的數(shù)據(jù)集合7. 空間數(shù)據(jù)模型指可支持現(xiàn)實(shí)世界中的空間實(shí)體的表達(dá)及其相互之間的關(guān)系，是地理信息系統(tǒng)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)組織與空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。8. 空間數(shù)據(jù)組織管理：基于文件管理、文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理和對象-

2、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理模型現(xiàn)狀;三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基于體描述和基于面表示的數(shù)據(jù)模型及三維矢量、柵格、混合與面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)9. 數(shù)據(jù)模型種類：層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型（傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型）、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型與面向?qū)嶓w數(shù)據(jù)模型。10. 空間數(shù)據(jù)的特性：時間性、空間性、多維性和海量數(shù)據(jù)性。11. 地理空間具有空間參考信息的地理實(shí)體或地理現(xiàn)象發(fā)生的時空位置集。12. 空間數(shù)據(jù)以地球表面空間位置為參照用來描述空間實(shí)體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數(shù)據(jù)。13. 空間數(shù)據(jù)是對現(xiàn)實(shí)世界中的空間特征和過程的抽象表達(dá)，用來描述現(xiàn)實(shí)世界的目標(biāo)，記錄地理空間的位置、拓?fù)潢P(guān)系、幾何特征和時間特征，其中拓?fù)涮卣骱臀恢?/p>

3、特征是空間數(shù)據(jù)特有的特征。14. 空間數(shù)據(jù)庫描述與特定空間位置有關(guān)的真實(shí)世界對象的數(shù)據(jù)集合15. 空間數(shù)據(jù)類型地形數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)。16. 空間數(shù)據(jù)的特征：時空特征、多維特征、多尺度特征和海量數(shù)據(jù)量特征。17. 空間數(shù)據(jù)的空間特性空間實(shí)體的空間位置及其與其他空間實(shí)體的空間關(guān)系，指明地物在地理空間的位置。18. 空間特征是空間數(shù)據(jù)最基本的特征，是指空間數(shù)據(jù)記錄地理空間實(shí)體對象的空間分布位置和幾何形狀諸多空間信息。19. 空間數(shù)據(jù)庫的作用：空間數(shù)據(jù)處理與更新；海量數(shù)據(jù)儲存與管理；空間分析與決策；空間信息交換與共享。20. 面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：最適合空間數(shù)據(jù)的管理與表達(dá)，不僅

4、可以支持變長記錄，而且支持對象的嵌套、信息的集成與聚集；此外，允許用戶自定義對象和對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其操作；全關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)記錄是結(jié)構(gòu)化的，即滿足關(guān)系數(shù)據(jù)模型的第一范式要求，記錄定長，數(shù)據(jù)項(xiàng)表達(dá)只能是原子數(shù)據(jù)，不允許嵌套記錄，但是空間數(shù)據(jù)項(xiàng)可能是變長的，并且存在嵌套記錄的要求。（面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫與全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的區(qū)別）21. 空間數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀：空間數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史：20世紀(jì)50年代后期到60年代中期：文件管理系統(tǒng)20世紀(jì)70年代：完成對空間數(shù)據(jù)庫管理20世紀(jì)80年代：關(guān)系數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（RDBMS）20世紀(jì)80年代后期到90年代初期：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的空間數(shù)據(jù)庫20世紀(jì)90年代

5、中后期：空間數(shù)據(jù)庫引擎（SDE）；空間數(shù)據(jù)庫發(fā)展現(xiàn)狀：第一，空間數(shù)據(jù)管理模式：五種+面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫管理特點(diǎn)+全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理特點(diǎn)；第二，空間數(shù)據(jù)模型現(xiàn)狀：二維空間數(shù)據(jù)技術(shù)目前已相當(dāng)成熟，而三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是目前的研究熱點(diǎn)22. 空間數(shù)據(jù)庫存在的問題：數(shù)據(jù)共享問題；數(shù)據(jù)“瓶頸”問題；數(shù)據(jù)安全問題。23. 空間數(shù)據(jù)庫特征：綜合抽象特征；非結(jié)構(gòu)化特性；分類編碼特征；復(fù)雜性與多樣性。24. 空間數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)的差異：信息描述差異；數(shù)據(jù)管理差異；數(shù)據(jù)操作差異；數(shù)據(jù)更新差異；服務(wù)應(yīng)用差異新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括：分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫管理DB系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子DC系統(tǒng)、全局?jǐn)?shù)據(jù)字典DD、分布式數(shù)據(jù)庫管理DD

6、B系統(tǒng)專家數(shù)據(jù)庫、演繹數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、工程數(shù)據(jù)庫第2章 空間現(xiàn)象抽象表達(dá)1. 空間認(rèn)知是指對現(xiàn)實(shí)世界中的空間屬性包括位置、大小、距離、方向、形狀、模式、運(yùn)動和物體內(nèi)部關(guān)系的認(rèn)知，是通過獲取、處理、儲存、傳遞和解譯空間信息來獲取空間認(rèn)知的過程。2. 空間類型表現(xiàn)形式：物理空間、感覺運(yùn)動空間、感知空間、符號空間與認(rèn)知空間。3. 空間認(rèn)知模型：空間特征感知、空間格局感知和空間對象認(rèn)知。4. 地理空間認(rèn)知是指在日常生活中人類如何逐步理解地理空間，進(jìn)行地理分析與決策一序列心理過程（包括地理信息的知覺、編碼、儲存、記憶和解碼諸多方面）；其實(shí)質(zhì)是對地理事現(xiàn)象或地理空間實(shí)體的編碼、內(nèi)部表達(dá)和解碼的過程。

7、5. 地理空間認(rèn)知的研究內(nèi)容包括對地理事物在地理空間中位置和地理事物本身性質(zhì)。6. （了解）地理認(rèn)知研究主要包括地理知覺、地理表象、地理概念化、地理知識的心理表征和地理空間推理涉及地理知識的獲取、儲存和使用。7. 現(xiàn)實(shí)世界認(rèn)知過程涉及三個方面：現(xiàn)實(shí)世界、概念世界和數(shù)字世界。8. 空間模型是指對現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體或現(xiàn)象時的抽象或簡化，是對實(shí)體或現(xiàn)象中最重要的構(gòu)成及其相互關(guān)系的表達(dá)，能反映事物的固有特征及其相互聯(lián)系或運(yùn)動變化規(guī)律。9. 地理信息系統(tǒng)是指以數(shù)字形式表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，是對特定地理環(huán)境的抽象個綜合性表達(dá)。10. 地理信息系統(tǒng)（GIS）空間數(shù)據(jù)模型由概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型三個不

8、同層次組成；其中概念數(shù)據(jù)模型是關(guān)于實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的抽象概念集；邏輯數(shù)據(jù)模型是表達(dá)概念數(shù)據(jù)模型中實(shí)體或記錄及其之間關(guān)系的；而物理數(shù)據(jù)模型則描述數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的物理組織、儲存路徑和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。11. 空間實(shí)體是指在空間數(shù)據(jù)中不可再分的最小單元現(xiàn)象；基本空間實(shí)體分為點(diǎn)、線、面與體四種類型；GIS中空間實(shí)體可抽象為簡單實(shí)體和復(fù)雜實(shí)體；空間數(shù)據(jù)不僅能夠表示實(shí)體本身的空間位置以及形態(tài)信息，而且可表示實(shí)體屬性和空間關(guān)系的信息。12. 建立在二維平面上的矢量數(shù)據(jù)模型是目前GIS領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的，與傳統(tǒng)地圖表達(dá)最為接近的空間數(shù)據(jù)模型；矢量方法強(qiáng)調(diào)離散現(xiàn)象的存在，把現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體抽象成由平面點(diǎn)、線、面三種基

9、本空間目標(biāo)組成的。13. 矢量數(shù)據(jù)用離散化方法將現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體抽象成由平面上點(diǎn)、線和面三種基本空間目標(biāo)組成時所形成的數(shù)據(jù)。14. 矢量結(jié)構(gòu)的空間離散方法將面或區(qū)域化為邊界線，線化為系列點(diǎn)，最終以離散點(diǎn)坐標(biāo)及連接方式來定義空間位置與形態(tài)；矢量模型以構(gòu)成現(xiàn)實(shí)世界空間目標(biāo)的邊界來表達(dá)空間實(shí)體即用點(diǎn)、線和面（閉合的線）來刻畫所關(guān)注的空間對象的輪廓，空間位置及其幾何關(guān)系，空間位置采用點(diǎn)坐標(biāo)表達(dá)，同時有序組織屬性數(shù)據(jù)，以便與空間特征數(shù)據(jù)共同描述地理事物及其相互關(guān)系，而空間實(shí)體的幾何屬性是通過點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算獲取的。15. 矢量模型的優(yōu)點(diǎn)能夠方便表達(dá)空間實(shí)體之間的拓?fù)淇臻g關(guān)系，圖形精度高，數(shù)據(jù)儲存量小，容易定

10、義和操作單個對象，方便實(shí)體坐標(biāo)變換與距離計(jì)算諸多內(nèi)容，但其缺點(diǎn)是缺乏與遙感以及DTM直接結(jié)合的能力，難以處理疊置操作。16. 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)利用歐幾里得幾何距離空間點(diǎn)、線、面以及組合體來表示地理空間實(shí)體的一種數(shù)據(jù)組織方式；其是通過記錄坐標(biāo)的方式表示點(diǎn)、線、面諸多地理實(shí)體，其主要特點(diǎn)是定位明顯和屬性隱含。17. 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有spaghetti（面條）結(jié)構(gòu)和拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；前者特點(diǎn)：數(shù)據(jù)按點(diǎn)、線或多邊形為單元進(jìn)行組織，易于實(shí)現(xiàn)以多邊形為單元的運(yùn)作，數(shù)據(jù)編碼直觀，數(shù)字化后無需進(jìn)行大量編輯整理即可方便進(jìn)行顯示；每一個多邊形都是以閉合線段儲存，多邊形的公共邊界被數(shù)字化兩次和儲存兩次，線在數(shù)據(jù)庫中被

11、記錄兩次，造成數(shù)據(jù)冗余；點(diǎn)、線和多邊形有各自的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，每一個多邊形自成體系，但缺少有關(guān)拓?fù)潢P(guān)系的信息；多邊形公共邊界的兩次輸入，記錄常不一致，容易造成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的破壞，引起嚴(yán)重匹配誤差；spaghetti結(jié)構(gòu)無法解決“洞”和“島”之類的多邊形嵌套問題，島只能作為單一圖形處理，沒有與外界多邊形有關(guān)系，難以表達(dá)與多邊形的包含關(guān)系。拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)拓?fù)鋷缀螌W(xué)原理進(jìn)行空間數(shù)據(jù)組織的方式；在地理信息系統(tǒng)中多邊形結(jié)構(gòu)是拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的具體體現(xiàn)，拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是拓?fù)潢P(guān)系的表示（結(jié)點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系：結(jié)點(diǎn)-鏈，線拓?fù)潢P(guān)系：鏈-結(jié)點(diǎn)與鏈-面，多邊形拓?fù)潢P(guān)系：面-鏈）。后者特點(diǎn)：一個多邊形和另一個多邊形之間沒有

12、坐標(biāo)的重復(fù)，即消除重復(fù)線；拓?fù)湫畔⑴c空間坐標(biāo)分別儲存，有利于進(jìn)行鄰接、包含和相連諸多查詢操作；拓?fù)浔肀仨氃谝婚_始就要創(chuàng)建，需要花費(fèi)一定的時間與空間；圖形顯示較慢，因?yàn)閳D形顯示需要的是空間坐標(biāo)而非拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。注：是否采用拓?fù)涫噶拷Y(jié)構(gòu)模型主要考慮數(shù)據(jù)適用于分析還是簡單的顯示。18. 最基本的拓?fù)潢P(guān)系：關(guān)聯(lián)、鄰接和包含。19. 柵格數(shù)據(jù)連續(xù)空間離散化，將地理空間區(qū)域的平面表象按一定分解力作行和列的規(guī)則劃分，形成大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每一網(wǎng)格作為一個像元，地理實(shí)體由占據(jù)像元的橫排與豎排的位置決定而構(gòu)成的數(shù)據(jù)。20. 柵格數(shù)據(jù)模型連續(xù)空間離散化，將地理空間區(qū)域的平面表象按一定分解力作行和列的規(guī)則劃分

13、，形成大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每一網(wǎng)格作為一個像元，地理實(shí)體由占據(jù)像元的橫排與豎排的位置決定。21. 柵格數(shù)據(jù)取值的方法：中心歸屬法、面積占優(yōu)法、長度占優(yōu)法和重要性法；柵格數(shù)據(jù)儲存方法五種：全柵格式儲存、鏈?zhǔn)骄幋a、行程編碼、塊式編碼和四叉樹編碼；矢量數(shù)據(jù)編碼方法四種：實(shí)體式編碼、索引式編碼、雙重獨(dú)立式編碼和鏈狀雙重獨(dú)立式編碼。第3章 空間數(shù)據(jù)模型1. 空間關(guān)系空間目標(biāo)之間在一定區(qū)域上所構(gòu)成的與空間特征有關(guān)的聯(lián)系；空間關(guān)系可分為拓?fù)潢P(guān)系、順序關(guān)系和度量關(guān)系三種。2. 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型將面向?qū)ο蟮母拍钅Ｐ娃D(zhuǎn)化為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的方法和工具的總和；其涉及四個抽象概念：分類、概括、聚集和聯(lián)合以及

14、繼承和傳播兩個語義模型工具；此外對象間關(guān)系可分為組合關(guān)系、分類關(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系。3. 面對對象數(shù)據(jù)模型基本概念;對象、類、實(shí)例、消息以及屬性和方法；面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型核心技術(shù)：分類、概括、聚集、聯(lián)合、繼承和傳播。4. Geodatabase空間對象模型面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，對象儲存在特征類（空間）和非特征類（非空間），Geodatabase表示地理數(shù)據(jù)庫，用DBMS儲存地理信息，即包含地理數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫；Geodatabase是指建立在關(guān)系數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（RDBMS）基礎(chǔ)上，把地理特征和屬性表達(dá)為對象的統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫。5. Geodatabase核心模型結(jié)構(gòu)：工作空間、數(shù)據(jù)集、對象、對象類、要素、

15、要素類、要素?cái)?shù)據(jù)集、關(guān)系類、地理數(shù)據(jù)集、圖和幾何網(wǎng)絡(luò)。6. TIN模型由不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點(diǎn)連成的三角網(wǎng)組成，三角形的形狀和大小取決于不規(guī)則分布點(diǎn)或者結(jié)點(diǎn)密度和位置，是基于三角形的空間鑲嵌模型。7. TIN根據(jù)實(shí)現(xiàn)過程常用算法主要有三種：逐點(diǎn)插入法、分治算法和三角形生長法。8. TIN三角形生長法的基本思路：首先找出點(diǎn)集中相距最短的兩點(diǎn)，連線形成一條狄洛尼（delaunay）三角網(wǎng)的邊，然后按照狄洛尼（delaunay）三角網(wǎng)的判別法則找出包含此邊的狄洛尼（delaunay）三角網(wǎng)的另一端點(diǎn)，依次處理所生成的邊，直到最終將所有數(shù)據(jù)點(diǎn)處理完。9. 三維空間數(shù)據(jù)模型據(jù)現(xiàn)有空間構(gòu)模方法歸納為基于面模、

16、基于體模型和基于混合模型三大構(gòu)模體系；但根據(jù)模型所具有特征可歸納為四類：三維矢量模型、三維體元模型、混合或集成數(shù)據(jù)模型和面向?qū)嶓w數(shù)據(jù)模型。10. 四面體網(wǎng)絡(luò)是指將目標(biāo)空間用緊密排列但無重疊的不規(guī)則四面體形成的網(wǎng)格表示三維物體的模型；其實(shí)質(zhì)是2D TIN結(jié)構(gòu)在3D空間的擴(kuò)展。11. 八叉樹是指將所要表示的三維空間V按X、Y、Z三個方向從中間進(jìn)行分割，把V分割成八個立方體，然后根據(jù)每個立方體所含的目標(biāo)來決定是否對各立方體繼續(xù)進(jìn)行八等分的劃分，一直劃分到每一立方體被一個目標(biāo)所充滿或沒有目標(biāo)或其大小已成為預(yù)先定義的不可再分的體素為止。第4章 空間數(shù)據(jù)組織與管理1.數(shù)據(jù)是指對描述現(xiàn)實(shí)世界中各種具體事物或

17、抽象概念的可儲存并具有明確意義的信息。2.文件是數(shù)據(jù)儲存和組織的一種最基本的方法，在文件管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)按其組織成分分為三個級別：數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄和文件。3.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是文件管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的系統(tǒng)，是指位于用戶與操作系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存取和各種管理控制的軟件；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是數(shù)據(jù)庫的中心樞紐，在用戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)文件起到橋梁作用，用戶及其應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的操作全部通過DBMS進(jìn)行，其最大的優(yōu)點(diǎn)是提供用戶及其應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)文件兩者之間數(shù)據(jù)獨(dú)立性即應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)文件時無需知道數(shù)據(jù)文件的物理儲存結(jié)構(gòu)。4.空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（GDBS）通常是指帶有數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采

18、用現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；廣義地將，空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不僅包括相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫管理人員DBA諸多組成的一個運(yùn)行系統(tǒng)。5.地理空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如何進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的管理？地理空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將分幅、分層、分要素、分類型的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，以便于空間數(shù)據(jù)的維護(hù)、更新與分發(fā)及應(yīng)用。6.建立空間數(shù)據(jù)庫的目的：將相關(guān)數(shù)據(jù)有效的進(jìn)行組織，并根據(jù)其地理分布建立統(tǒng)一的空間索引，進(jìn)而可以快速調(diào)度數(shù)據(jù)庫中任意范圍的數(shù)據(jù)。達(dá)到對整個地形的無縫漫游，根據(jù)顯示范圍的大小可以方便的自動調(diào)入不同層次的數(shù)據(jù)。7

19、.空間數(shù)據(jù)組織管理方式五種：文件管理、文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理、全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理、面向?qū)嶓w數(shù)據(jù)庫管理和對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理。8.空間數(shù)據(jù)引擎（SDE）是指用來解決如何在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中儲存空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)庫方式管理空間數(shù)據(jù)，建立空間數(shù)據(jù)服務(wù)器的方法。9.空間數(shù)據(jù)引擎工作原理：空間數(shù)據(jù)引擎在用戶和異構(gòu)空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)之間提供一開放的接口，是一種處于應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的中間件技術(shù)，SDE客戶端發(fā)出請求，由SDE服務(wù)器端處理這個請求，轉(zhuǎn)換成為DBMS能處理的請求事務(wù)，由DBMS處理完成相應(yīng)的請求，SDE服務(wù)器端再將處理的結(jié)果實(shí)時反饋給GIS的客戶端。空間數(shù)據(jù)引擎的作用：與空間數(shù)據(jù)庫聯(lián)

20、合，為任何支持的用戶提供空間數(shù)據(jù)服務(wù)；提供開放的數(shù)據(jù)訪問，通過TCP/IP橫跨任何同構(gòu)或異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，支持分布式的GIS系統(tǒng)；SDE對外提供空間幾何對象模型，用戶可在此模型額基礎(chǔ)之上建立空間幾何對象，并對其操作；快速的數(shù)據(jù)提取與分析；SDE提供鏈接DBMS數(shù)據(jù)庫的接口，其他的一切涉及與DBMS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互的操作都是在此基礎(chǔ)之上完成的；與空間數(shù)據(jù)庫聯(lián)合可以管理海量空間信息，SDE在用戶與物理數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程儲存之間構(gòu)建一抽象層，允許用戶在邏輯層面上與數(shù)據(jù)庫交互；無縫的數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理；并發(fā)訪問。10. 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接四種基本方式：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)圖形數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管

21、理系統(tǒng)（擴(kuò)展空間數(shù)據(jù)管理功能）商用數(shù)據(jù)庫圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)為系統(tǒng)單位和空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與屬性數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分別對圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理連接。11. 空間數(shù)據(jù)組織方式兩種：縱向分層組織和橫向分層組織，橫向分塊方式：標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)緯度分塊、矩形分塊和任意區(qū)域多邊形分塊。12. 三維空間數(shù)據(jù)的組織采用三維金字塔式數(shù)據(jù)組織；柵格金字塔結(jié)構(gòu)是指對二維影像進(jìn)行低通濾波，通過逐漸增加采樣間隔，形成影像像元數(shù)依次減小的影像序列；柵格數(shù)據(jù)組織形式：柵格目錄、柵格數(shù)據(jù)集；柵格數(shù)據(jù)儲存結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)集的物理儲存采用“金字塔層-波段-數(shù)據(jù)分塊”的多級索引機(jī)制進(jìn)行組織，金字塔層-波段索

22、引表現(xiàn)為柵格數(shù)據(jù)在垂直方向上多尺度、多波段的組織形式，而金字塔層-數(shù)據(jù)分塊索引表現(xiàn)為水平方向上多分辨率、分塊儲存的組織形式，基于這種多級索引結(jié)構(gòu)，在使用柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時可快速定位到數(shù)據(jù)分塊級，有效的提高柵格數(shù)據(jù)的存取速度。第5章 空間數(shù)據(jù)索引技術(shù)1. 空間索引是指在儲存空間數(shù)據(jù)時依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的空間關(guān)系，按一定順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2. 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫索引技術(shù)有B樹、樹、二叉樹、ISAM索引以及哈希索引諸多索引技術(shù)，其都是針對一維屬性數(shù)據(jù)的主關(guān)鍵字索引設(shè)計(jì)的，無法對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的索引，因此不能直接應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)庫的索引；目前存在的空間索引技術(shù)超過50種，可概括為樹

23、結(jié)構(gòu)、線性映射和多維空間區(qū)域變換三種類型，基于應(yīng)用范圍可分為靜態(tài)索引和動態(tài)索引，典型的空間索引技術(shù)包括R樹索引、四叉樹索引和網(wǎng)格索引諸多索引技術(shù)。3. 網(wǎng)格空間索引的基本原理：對空間目標(biāo)實(shí)體集合所在的空間范圍劃分一系列的大小相同的網(wǎng)格，然后基于網(wǎng)格建立空間索引，并在每一網(wǎng)格索引登記落入此網(wǎng)格空間對象的目標(biāo)標(biāo)識。4. R樹索引是采用空間聚集的思想建立的空間索引，R樹用空間對象的最小外包絡(luò)矩形MBR表示對象的范圍，矩形是廣義的概念，R樹以及眾多變種樹都是平衡樹，R樹利用B樹本質(zhì)特性處理多維數(shù)據(jù)，R樹葉子結(jié)點(diǎn)允許重疊現(xiàn)象存在；其特點(diǎn)：除根結(jié)點(diǎn)外，每葉子結(jié)點(diǎn)包含條索引記錄；一個葉子結(jié)點(diǎn)上記錄每條索引記

24、錄I元組標(biāo)識符，I是MBR，在空間上包含所指元組表達(dá)的k維空間對象；除根結(jié)點(diǎn)外，每個中間結(jié)點(diǎn)至多M個子結(jié)點(diǎn)，至少有m個子結(jié)點(diǎn)；對于非葉子結(jié)點(diǎn)中的每條目I是空間上包含其子結(jié)點(diǎn)中矩形的MBR；若根結(jié)點(diǎn)非葉子結(jié)點(diǎn)，則至少包含2個子結(jié)點(diǎn)；所有葉結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在同一層；所有MBR的邊與全局坐標(biāo)軸平行；所有結(jié)點(diǎn)都需要同樣的儲存空間；樹的特點(diǎn)：中間結(jié)點(diǎn)的目錄矩形之間不能重疊，結(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)和索引項(xiàng)的數(shù)據(jù)沒有嚴(yán)格限制，葉結(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)矩形允許并可能重疊，一個空間對象標(biāo)識可重復(fù)儲存在多個葉結(jié)點(diǎn)之中，但其主要特征是在樹中兄弟結(jié)點(diǎn)對應(yīng)的空間區(qū)域沒有重疊，這樣劃分空間可以使空間檢索的效率提高；樹與R樹的區(qū)別主要有三點(diǎn)：樹的結(jié)

25、點(diǎn)中對數(shù)據(jù)項(xiàng)和索引項(xiàng)的填充個數(shù)沒有嚴(yán)格限制，而R樹要求至少有m個；樹中間結(jié)點(diǎn)的目錄矩形不允許重疊，而R樹目錄矩形允許重疊；樹中空間目標(biāo)標(biāo)識重復(fù)存儲在多個葉結(jié)點(diǎn)，而R樹無目標(biāo)重復(fù)存儲；樹的特點(diǎn)：樹在結(jié)構(gòu)上與樹完全相同，在樹的構(gòu)造、插入、刪除、檢索算法上基本相同，但在算法上做了許多細(xì)致的研究，特別在插入算法方面作了較多改進(jìn)，顯著提高性能。5. 線性可排序四叉樹是指一種擴(kuò)展型四叉樹索引，其與傳統(tǒng)四叉樹索引的不同之處有兩點(diǎn)：四叉樹結(jié)點(diǎn)編碼方式不同；結(jié)點(diǎn)與空間要素的對應(yīng)關(guān)系不同；線性可排序四叉樹的編碼方式：首先將四叉樹分解為二叉樹，即在父結(jié)點(diǎn)層與子結(jié)點(diǎn)層之間插入一層虛結(jié)點(diǎn)，虛結(jié)點(diǎn)不用記錄空間要素，然后按

26、照中序遍歷樹的順序?qū)Y(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼，包括加入的虛結(jié)點(diǎn)；線性可排序四叉樹的缺點(diǎn)：當(dāng)四叉樹結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，如果向下再劃分一層，則必須給所有的結(jié)點(diǎn)重新編碼，即重新構(gòu)造索引表。第6章 空間數(shù)據(jù)查詢、訪問1. 對空間數(shù)據(jù)的管理和分析能力成為衡量地理信息系統(tǒng)的一個重要依據(jù)，對于屬性的查詢目前許多GIS軟件提供的是常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL），其主要的缺點(diǎn)：SQL只提供對簡單數(shù)據(jù)類型的操作；不能有效的支持空間查詢和分析；不支持空間概念特別是空間關(guān)系、空間對象的查詢結(jié)果；不能用空間圖形的方式有效地顯示給用戶；不支持元數(shù)據(jù)查詢、知識查詢、定性查詢和基于圖形對象的查詢；其優(yōu)點(diǎn)：非過程化語言；統(tǒng)一的語言；

27、所有關(guān)系數(shù)據(jù)庫的公共語言。2. SQL語言是由命令、從句、運(yùn)算符和合計(jì)函數(shù)所構(gòu)成的，其功能包括查詢、操縱、定義和控制四個方面，是一個綜合的、通用的、功能極強(qiáng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言；根據(jù)語句功用的不同，SQL又可細(xì)分為DDL（數(shù)據(jù)庫定義語言）、DML（數(shù)據(jù)庫操縱語言）、DCL（數(shù)據(jù)庫控制語言）。3. 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為一種擴(kuò)展的DBMS，應(yīng)該既可以處理空間數(shù)據(jù)，也可以處理非空間數(shù)據(jù)，因此，應(yīng)對SQL進(jìn)行擴(kuò)展，使它支持空間數(shù)據(jù)，其主要是通過擴(kuò)展關(guān)系模型實(shí)現(xiàn)的。4. 對關(guān)系模型擴(kuò)展方面：突破關(guān)系模型中關(guān)系必須是第一范式的限制，允許定義層次關(guān)系和嵌套關(guān)系；增加抽象數(shù)據(jù)類型和自定義數(shù)據(jù)類型（e.g:圖形數(shù)

28、據(jù)類型點(diǎn)、線、面、柵格、圖像諸多抽象數(shù)據(jù)類型）；增加空間謂詞（e.g:表示空間關(guān)系的謂詞：包含、相交諸多空間關(guān)系以及表示空間操作的謂詞：疊加、緩沖區(qū)諸多空間操作）；增加適合于空間數(shù)據(jù)索引的方法（e.g:R樹、四叉樹諸多索引技術(shù)）。5. 圖形數(shù)據(jù)的儲存和管理由擴(kuò)展關(guān)系DBMS實(shí)現(xiàn)，其具有的優(yōu)勢：可以用統(tǒng)一的DBMMS管理圖形和屬性數(shù)據(jù)即建立整體的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以克服由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相分離的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所帶來的一系列問題；圖形數(shù)據(jù)管理可以享用DBMS在數(shù)據(jù)管理方面帶來的優(yōu)越性；圖形數(shù)據(jù)的關(guān)系化表達(dá)，使其能享用客戶機(jī)/服務(wù)器的優(yōu)勢。6. SQL3/SQL99是指基于ORDBMS對對象-關(guān)系進(jìn)行查詢

29、的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)化查詢語言；SQL3/SQL99定義的空間對象類型：0維的點(diǎn)、1維的環(huán)、曲線、2維的面以及空間對象的定義表示元素形成的集合對象。7. 空間查詢類型有三種：點(diǎn)查詢、區(qū)域查詢和最鄰近查詢；空間查詢處理的兩步算法：過濾篩選步驟和細(xì)化步驟；篩選與細(xì)化涉及的技術(shù)：過濾篩選過程的對象近似技術(shù)；空間查詢精煉步驟中的相關(guān)技術(shù)：平面掃描技術(shù)、對象分解技術(shù)。第7章 不考第8章 空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)共享1. 地理空間元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)字典的主要區(qū)別：元數(shù)據(jù)是對于數(shù)據(jù)集本身及其內(nèi)容的全面分層次規(guī)范化的描述，且任何數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)描述格式和內(nèi)容都是相同的，因而可以用相同的管理系統(tǒng)對所有數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)進(jìn)行

30、管理與維護(hù)；而數(shù)據(jù)字典只是描述數(shù)據(jù)集中的部分內(nèi)容，且沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，不同數(shù)據(jù)集生產(chǎn)者只是根據(jù)不同需求對數(shù)據(jù)集內(nèi)容作出描述或說明，無法用相同的管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和維護(hù)。2. 空間元數(shù)據(jù)的分類：數(shù)據(jù)集系列Metadata、數(shù)據(jù)集Metadata、要素類型和要素實(shí)例Metadata和屬性類型和屬性實(shí)例Metadata。3. 空間元數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容具體為8個基本內(nèi)容部分和4個引用部分；標(biāo)準(zhǔn)部分有8個內(nèi)容：標(biāo)識信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息、數(shù)據(jù)集繼承信息、空間數(shù)據(jù)表示信息、空間參照系信息、實(shí)體和屬性信息、發(fā)行信息與空間元數(shù)據(jù)參考信息；引用部分：引用信息、時間范圍信息、聯(lián)系信息與地址信息。4. 元數(shù)據(jù)是指關(guān)

31、于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，用于描述數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參照系、管理方式、數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)的提供方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征。5. 空間元數(shù)據(jù)是指關(guān)于數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征的數(shù)據(jù)。6. 空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的內(nèi)容包括三個方面：空間定位信息，即幾何信息，主要是實(shí)體的坐標(biāo)；空間關(guān)系信息，幾何實(shí)體之間的拓?fù)浠驇缀侮P(guān)系數(shù)據(jù)；屬性信息，幾何實(shí)體的屬性說明數(shù)據(jù)。7. 空間數(shù)據(jù)交換方式有四種方式：外部數(shù)據(jù)交換模式；直接數(shù)據(jù)訪問模式；基于空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換；空間數(shù)據(jù)互操作模式。第9章 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)1. 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)原則：空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合的原則；數(shù)據(jù)獨(dú)立性原則；共享度高、冗余度低原則；用戶與系統(tǒng)的接口簡單性原則；系統(tǒng)的可靠性、安全