最新地理信息系统原理（高勇）06 空间数据精品课件.ppt

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1、地理信息系统原理（高勇）地理信息系统原理（高勇）06 06 空间数据管理空间数据管理图层图层l空间数据可按某种属性特征形成一个数据层，通常称为图层l图层是相同类型地物的集合l如城镇、道路、水系、行政区划等l或者是相同主题的地理要素形成的覆盖l如温度场、土地利用分类、人口密度分布等l图层是GIS系统中基本的用来组织和存储空间数据的数据单位。Buildings. PolygonStreams, LineWells, PointRoads, LineZoning, PolygonMAP SHEETS空间数据库空间数据库l概念l空间数据库(SDBMS)是一个在数据模型和查询语言中定义了空间数据类型，在

2、实现中支持对空间数据类型的存储、检索和管理，并且提供了有效的空间索引和空间连接算法的数据库系统l主要功能l具备传统数据库的所有功能，例如事务管理、完整性维护、安全性、多用户并发、故障恢复等l不仅支持标准数据类型（字符、整数、浮点数、时间），还支持各种空间数据类型（矢量、栅格）l支持空间查询语言、空间索引、空间运算、 空间查询优化l长事务支持l实现方法l在现有的RDBMS、ORDBMS以及OODBMS的基础上进行空间扩展，添加对空间数据存储、管理和访问模块 l分层体系结构l集成体系结构l可扩展体系结构 空间数据库的体系结构空间数据库的体系结构空间查询空间查询l空间信息查询是按一定要求对地理信息系

3、统所描述的空间实体及其空间信息进行访问,从众多的空间实体中挑选出用户要求的空间实体及其相应的属性l属性查空间l按属性信息的要求来查询定位空间位置l空间查属性l利用光标，用点选、画线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物，并得到所查询对象的属性l空间关系查询l基于空间关系查询空间对象l空间查询语言lGeoSQL空间索引空间索引l结构l依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针l目的l通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率l空间索引的性能的

4、优劣直接影响空间数据库和地理信息系统的整体性能 l主要空间索引方法l格网型空间索引 lBSP树空间索引 lKDB树空间索引 lR树和R+树lCELL树 格网型空间索引格网型空间索引 l将研究区域用横竖线条划分大小相等和不等的格网，记录每一个格网所包含的空间实体l当用户进行空间查询时，首先计算出用户查询对象所在格网，然后再在该网格中快速查询所选空间实体l加速空间查询速度 R树和树和R树树l最小外包矩形 (最小外接矩形)lMBR：Minimum Boundary RectanglelR树索引l方法lR树是平衡树的结构。主要用于对矩形和其它多边形的索引lR树的每个树结点对应一个矩形边界框，多边形只存

5、在叶结点上l叶结点的边界框是包含叶结点中所有对象的最小矩形MBRl内部结点的边界框是包含其子结点的边界框的最小矩形l特点l兄弟结点对应的MBR可以相交，但所有对象仅属于一个MBRl较容易地进行插入和删除操作。但空间索引可能要对多条路径进行搜索后才能得到最后的结果，其空间搜索的效率较低 lR树l兄弟结点对应的MBR不相交，但对象可以属于多个MBRl提高空间索引搜索的速度，但插入和删除的效率降低R树和树和R树的示例树的示例R+树树R树树Geodatabasel在标准的关系数据库管理系统中存储和管理地理信息lPersonal Geodatabasel使用Microsoft Access存储GIS数据

6、l最大存储量为2GBlFile Geodatabasel基于文件系统存储和管理空间数据l最大存储量1TBlArcGIS建议代替Personal Geodatabase lArcSDE Geodatabasel通过ArcSDE支持多种数据库平台l包括IBM DB2、Informix、Oracle和SQL Server基于通用数据库的空间数据库系统基于通用数据库的空间数据库系统lOracle SpatiallIBM DB2 Spatial ExtenderlInformix Spatial DataBladelPostgreSQL/PostGIS lMySQL Spatial Extension

7、Oracle SpatiallOracle公司推出的空间数据库组件l利用关系型数据库来存储和处理空间数据l使用空间字段SDO_GEOMETRY存储空间数据l用元数据表来管理具有SDO_GEOMETRY字段的空间数据表l采用R树索引和四叉树索引，提高空间查询和空间分析速度l提供一系列空间查询和空间分析的函数l抽象数据类型(ADT) 空间数据库引擎空间数据库引擎lESRI ArcSDElMapInfo SpatialWarelSuperMap SDX+lMapGIS SDEArcSDEl基本任务是作为存储在RDBMS中的空间数据的GIS网关 l支持的大型商业数据库包括Oracle、IBM DB2、Informix、SQL Server l高性能的应用服务器，向多个用户和应用分发空间数据 l针对长事务和版本管理的高级编辑服务l支持所有的空间数据类型（包括要素、栅格、拓扑、网络、地形、测量数据、表格数据，以及位置数据等），而无需用户考虑DBMS的底层实现21 结束语结束语