GIS空間分析實(shí)驗(yàn)教程學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1GIS空間分析實(shí)驗(yàn)教程空間分析實(shí)驗(yàn)教程What is the difference between these two pictures? Why?距離模型第1頁/共35頁選址圖制作要求：1 離現(xiàn)有中學(xué)不能太近，如何實(shí)現(xiàn)？2 應(yīng)選在人口密集地方，如何實(shí)現(xiàn)？3 某些用地不應(yīng)該建中學(xué)建立離開現(xiàn)有中學(xué)距離圖建立人口密度圖具體指標(biāo)：離開現(xiàn)有中學(xué)：0-500:0,500-1000:1,1000-1500:2,1500:3人口密度(人/hm2)：0-50：0, 50-100:1, 100-200:2, 200:3土地使用：工業(yè)或綠地：0, 商業(yè):1, 居民地:2第2頁/共35頁選址問題生成距離圖第

2、3頁/共35頁重分類距離圖第4頁/共35頁人口密度圖第5頁/共35頁人口密度重分類圖第6頁/共35頁土地利用矢量轉(zhuǎn)柵格圖第7頁/共35頁土地利用重分類圖第8頁/共35頁綜合評(píng)定指標(biāo)圖第9頁/共35頁地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫第10頁/共35頁地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫q空間數(shù)據(jù)庫基本概念q空間數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型v層次模型v網(wǎng)狀模型v關(guān)系模型第11頁/共35頁概述：q空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)場(chǎng)所，在一個(gè)項(xiàng)目的工作過程中，空間數(shù)據(jù)庫發(fā)揮著核心的作用。q空間數(shù)據(jù)庫在土地信息系統(tǒng)中的重要性是不言而喻的。q是信息系統(tǒng)發(fā)揮作用的關(guān)鍵q空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的成敗。直接影響到信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用水平及成效。

3、通常，數(shù)據(jù)庫是空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。第12頁/共35頁一、基本概念q空間數(shù)據(jù)庫定義：v是信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)和應(yīng)用的相關(guān)的空間數(shù)據(jù)的總合。一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲(chǔ)介質(zhì)之上的。v數(shù)據(jù)庫就是為了一定的目的，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以特定的結(jié)構(gòu)組織、存儲(chǔ)、管理和應(yīng)用的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合?？臻g數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不同第13頁/共35頁q空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲(chǔ)的土地空間數(shù)據(jù)進(jìn)行語義和邏輯上的定義；提供必須的空間數(shù)據(jù)查詢、檢索和存取功能；能夠空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)。q空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)提供給用戶訪問和操作空間數(shù)據(jù)庫的用戶界面，是應(yīng)用戶數(shù)據(jù)處理

4、需求而建立的具有數(shù)據(jù)庫訪問功能的應(yīng)用軟件。 一般需要進(jìn)行二次開發(fā)。 一般由專業(yè)GIS軟件提供，如 Oracle,SDE一、基本概念第14頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是指數(shù)據(jù)的組織形式，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。q數(shù)據(jù)模型：是描述實(shí)體及其相互關(guān)系的數(shù)學(xué)描述，是空間數(shù)據(jù)庫建立的邏輯模型。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)和聯(lián)系的邏輯組織的形式表示。每一種數(shù)據(jù)模型都以不同的數(shù)據(jù)抽象與表示能力來反映客觀事物，有其不同的處理數(shù)據(jù)聯(lián)系的方式。q兩者之間的關(guān)系：混合的交叉關(guān)系，并不一一對(duì)應(yīng)。q傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型主要指層次、網(wǎng)狀和關(guān)系三種模型，它們是計(jì)算機(jī)中以文件系統(tǒng)組織的數(shù)據(jù)模型的繼承和

5、發(fā)展。第15頁/共35頁三、空間數(shù)據(jù)庫的主要特征減少空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的冗余量穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)高效的查詢功能反映空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性較強(qiáng)的應(yīng)用適用性較高的共享性數(shù)據(jù)獨(dú)立性統(tǒng)一管理第16頁/共35頁四、數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)可以分成三個(gè)層次：物理級(jí)（內(nèi)模式）、外模式、概念級(jí)（概念模式）和用戶級(jí)。1、物理級(jí)：數(shù)據(jù)庫最內(nèi)的一層。它是物理設(shè)備上實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集合(物理數(shù)據(jù)庫)。它是由物理模式(也稱內(nèi)部模式)描述的。 2、概念級(jí)（外模式）：數(shù)據(jù)庫的邏輯表示，包括每個(gè)數(shù)據(jù)的邏輯定義以及數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系。它是由概念模式定義的，這一級(jí)也被稱為概念模型。3、用戶級(jí)：用戶所使用的數(shù)據(jù)庫，是

6、一個(gè)或幾個(gè)特定用戶所使用的數(shù)據(jù)集合(外部模型)，是概念模型的邏輯子集。它由外部模式定義。第17頁/共35頁五、空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)和聯(lián)系的邏輯組織的形式表示。每一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫都是由一個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型來定義。每一種數(shù)據(jù)模型都以不同的數(shù)據(jù)抽象與表示能力來反映客觀事物，有其不同的處理數(shù)據(jù)聯(lián)系的方式。數(shù)據(jù)模型的主要任務(wù)就是研究記錄類型之間的聯(lián)系。 目前，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域采用的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型，其中應(yīng)用最廣泛的是關(guān)系模型。 第18頁/共35頁它的特點(diǎn)是將數(shù)據(jù)組織成一對(duì)多關(guān)系的結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)采用關(guān)鍵字來訪問其中每一層次的每一部分。層次數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)特別適用于文

7、獻(xiàn)目錄、土壤分類、部門機(jī)構(gòu)等分級(jí)數(shù)據(jù)的組織。六、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型第19頁/共35頁六、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型 層次模型是數(shù)據(jù)處理中發(fā)展較早、技木上也比較成熟的一種數(shù)據(jù)模型。它的特點(diǎn)是將數(shù)據(jù)組織成有向有序的樹結(jié)構(gòu)。層次模型由處于不同層次的各個(gè)結(jié)點(diǎn)組成。除根結(jié)點(diǎn)外，其余各結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)上一層結(jié)點(diǎn)作為其“雙親”，而位于其下的較低一層的若干個(gè)結(jié)點(diǎn)作為其“子女”。結(jié)構(gòu)中結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述位于不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的從屬關(guān)系 第20頁/共35頁六、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型Coverages 記錄polygons 記錄arcs 記錄arcs 記錄arcs 記錄層次數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

8、根結(jié)點(diǎn)、父結(jié)點(diǎn)、子結(jié)點(diǎn)、葉結(jié)點(diǎn)第21頁/共35頁六、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型實(shí)例第22頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型實(shí)例第23頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型實(shí)例第24頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q層次數(shù)據(jù)模型實(shí)例總結(jié)層次模式的限制條件：1、有且公有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無父結(jié)點(diǎn)，即根結(jié)點(diǎn)2、除根結(jié)點(diǎn)之外，所有結(jié)點(diǎn)有且公有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)第25頁/共35頁優(yōu)點(diǎn)：0 存取方便且速度快0 結(jié)構(gòu)清晰，容易理解0 數(shù)據(jù)修改和數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展容易實(shí)現(xiàn)0 檢索關(guān)鍵屬性十分方便缺陷：0 結(jié)構(gòu)呆板，缺乏靈活性0 同一屬性數(shù)據(jù)要存儲(chǔ)多次，數(shù)據(jù)冗余大（如公共邊）0 不適合于拓?fù)淇臻g數(shù)據(jù)的組織q層次數(shù)據(jù)庫模型

9、優(yōu)缺點(diǎn)二、 空間數(shù)據(jù)模型第26頁/共35頁六、 空間數(shù)據(jù)模型q網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型用連接指令或指針來確定數(shù)據(jù)間的連接關(guān)系，是具有多對(duì)多類型的數(shù)據(jù)組織方式 。polygon1polygon2第27頁/共35頁網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)模型的另一種重要結(jié)構(gòu)，它反映著顯示世界中實(shí)體間更為復(fù)雜的聯(lián)系，其基本特征是，結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間沒有明確的從屬關(guān)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可與其它多個(gè)結(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系。如圖所示的四個(gè)城市的交通聯(lián)系，不僅是雙向的而且是多對(duì)多的。六、 空間數(shù)據(jù)模型q網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型第28頁/共35頁學(xué)生甲、乙、丙、丁、選修課程，其中的聯(lián)系也屬于網(wǎng)絡(luò)模型。六、 空間數(shù)據(jù)模型q網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型第29頁/共35頁系名化學(xué)系教師數(shù)學(xué)生數(shù)

10、研究生系名地質(zhì)系教師數(shù)49學(xué)生數(shù)257研究生71學(xué)校名稱師范大學(xué)系名國測(cè)系教師數(shù)52學(xué)生數(shù)300研究生70系名教師數(shù)學(xué)生數(shù)研究生系名教師數(shù)學(xué)生數(shù)學(xué)號(hào)002312姓名張三年級(jí)3籍貫廣東系名教師數(shù)學(xué)生數(shù)研究生系名教師數(shù)學(xué)生數(shù)教師號(hào)66姓名李四年齡30職稱教授系名教師數(shù)學(xué)生數(shù)研究生系名教師數(shù)學(xué)生數(shù)課程號(hào)A01課程名GIS周學(xué)時(shí)4學(xué)分5系名教師數(shù)系名學(xué)號(hào)002312課程號(hào)A01二、 空間數(shù)據(jù)模型q網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型實(shí)例第30頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能明確而方便地表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系數(shù)據(jù)冗余小缺陷：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，增加了用戶查詢和定位的困難。 需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)間聯(lián)系的指針，使得數(shù)據(jù)量增大數(shù)據(jù)的修改不方便（指針必須修改）第31頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型是以記錄組或數(shù)據(jù)表的形式組織數(shù)據(jù)，以便于利用各種土地實(shí)體與屬性之間的關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)和變換，不分層也無指針，是建立空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間關(guān)系的一種非常有效的數(shù)據(jù)組織方法。第32頁/共35頁二、 空間數(shù)據(jù)模型q關(guān)系數(shù)據(jù)模型實(shí)