GIS空间数据库综述.doc

GIS空间数据库文献综述 姓名：张磊 摘要：通过分析地理信息系统建设过程中空间数据库的建设内容1 综述空间数据块的划分、图层的分层设计方法、专题图层划分和数据集设计、分析空间数据库的结构,讨论了空间数据库系统建设的方法和需解决的关键技术问题。 关键字：GIS；空间数据库 引言：地理信息系统是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学等学科于一体的新兴边缘科学1GIS 从20 世纪60 年代出现以来,至今只有短短的40 多年时间,但已成为已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地学空间信息分析的基本手段和工具。 目前,地理信息系统不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已成为一门新兴产业,在测绘、地质、水利、环境检测、土地管理、城市规划、国防建设等领域发挥越来越重要的作用。目前， 国际上在此领域进行深入研究并形成软件产品的有目前， 国际上在该领域进行过深入研究并形成软件产品的有：ESRIArcSDE ,MapInfo Spatial Ware以及Oracle Spatial ,DB2 Spatial Extender和Informix Spatial Data Blade 等。 1 . 空间数据库的设计 1.1 空间数据库的设计思路 空间数据库由图形数据库和属性数据库两部分组成, 运用地理信息系统技术分别建好图形数据库和属性数据库后, 通过统一的编码来实现滑坡的图形数据库与属性数据库的无缝连接, 最终形成完整的空间数据库。 1.2 间数据库的主要内容 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; 地形和其他地表; 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1 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1 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。 空间数据表现形式 1.3.1　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1 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(如确定要素的邻接性和连接性) 。 专题图层与数据集 数据库概念化设计是从抽象的角度来设计数据库,它独立于任何DBMS 软件和硬件,它独立于数据库逻辑结构,是现实世界与机器世界的中介,一方面能充分反映现实世界实体与实体之间的联系,同时又易于向关系、层次、网状等各种数据模型转换,是现实世界的一个真实模型,是应用性GIS 数据库设计的关键所在1 一般采取实体—关系模型( E - R 模型) 进行概念设计。 空间数据的逻辑设计 逻辑结构设计的任务是运用数据库管理系统提供的工具和环境,将对现实世界抽象的道德概念模型转化为形影的数据库管理系统的数据模型1 目的是规划出整个数据库的框架,回答数据库能做什么的问题. 划分方式 地理信息系统具有处理数据量大、结构复杂的特点,设计时将整个系统划分为一些子系统,在逻辑设计过程中,分两步进行:首先进行图块结构的设计,即按照数据的空间分布将数据划分为规则或不规则的块,见图21 图块划分的原则如下: ①按存取频率较高的空间分布单元划分图块,以提高数据库的存取效率; ②图块的划分应使基本存储单元具有较为合理的数据量; ③分区时应考虑未来地图数据更新的图形属性信息员及空间分布,以利于更新和维护1 ④一般小比例尺地图按经纬线分幅,大比例尺地图按举行分幅,由于分幅后会出现某一空间实体会出现跨越不同图幅,空间实体被分为若干个空间基本单元的情况,因此需要在图幅、空间实体和空间基本单元之间建立连接关系。 1.4.2　图层信息的组织 按照数据的性质分类,将不同性质或不同级的图元要素进行分层存放,可以按专题、时间、高度等不同形式分层,形成不同的图层,见图1 ,图3 ,每一层存放不同的专题或某一类信息1 分类可以从性质、用途、形状、尺度、色彩几个因素考虑1 按时间分层可以对数据进行动态管理,特别是历史数据. 按垂直高度划分是以地面不同高程来分层,从二维转化为三维,便于分析空间数据的垂向变化,从立体角度去认识事物构成1 应用中,用户可以根据自己需要,将不同内容的图层进行分离、组合与叠加形成自己需要的专题图. 对于公用的要素,可以单独作为一个图层数字化,然后将其添加到要编辑的任何文件中去, 假设L i