地理信息系统第4章第6-8节讲述.pptx

第六节 空间数据索引 1、索引与空间索引 2、空间索引的类型及各自的实现 索引 索引是数据库的一种数据快速查找的机制，通常由关键字和存储地址组成。关键字标识数据记录，存储地址标识在数据库中的存储位置。 索引的作用 帮助用户提高查询速度 利用索引的唯一性控制记录的唯一性 加速表之间的链接 降低查询中分组和排序的时间 索引就跟字典的目录的功能类似,有了目录,查找某个字的时候就会快一些,不用第一个字开始把所有的记录都遍历一遍,直到找到结果为止。 一维索引 关键字 地址 001 某个表某个记录 002 某个表某个记录 空间二维索引 空间索引 空间索引是对存储在介质上的数据位置信息的描述，是用来提高系统对数据获取的效率，也称为空间访问方法(Spatial Access Method SAM)是指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，如对象的标识码、最小外接矩形及存储地址。 作为一种辅助性的空间数据结构空间索引介于空间操作算法和空间对象之间它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。 ? 索引类型 范围索引 单元格网索引 四叉树索引 矩形范围索引 基本原理就是对空间要素的外包络矩形进行索引。 在进行空间范围查询时，分为两级过滤（筛选）： –初次过滤根据空间要素外包络矩形来过滤掉大部分不在查询范围的空间要素； –第二级过滤则用查询空间范围直接和初次过滤结果集中空间要素的二进制边界坐标比较，从而得到查询的准确结果。 格网索引? 格网索引（Grid Index ）就是将研究区域用横竖线条划分大小相等或不等的格网记录每一个格网所包含的空间实体。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，然后再在该格网中快速查询所选空间实体。这样一来就大大地加速了空间索引的查询速度。 四叉树编码索引 四叉树作为一种有效的数据结构，不仅可以用来对栅格数据进行组织，它还可用于建立空间数据的索引。四叉树中的线性四叉树和层次四叉树都可以用于建立空间索引。 在建立四叉树索引时，根据所有空间对象覆盖的范围，进行四叉树分割，使每个子块中包含单个实体，然后根据包含每个实体的子块层数或子块大小，建立相应的索引。在四叉树索引中，大区域空间实体更靠近树的根部，小实体位于叶端，以不同的分辨率来描述不同实体的可检索性。 第七节 空间元数据 信息社会的发展，导致社会各行各业对翔实、准确的各种数据的需求量迅速增加以及数据库的大量出现。对不同类型数据，要求数据的内容、格式、说明等符合一定的规范和标准，以利于数据的交换、更新、检索、数据库集成以及数据的二次开发利用等，而这一切都离不开元数据(Metadata)。对空间数据的有效生产和利用，要求空间数据的规范化和标准化。例如，各应用领域的数据库不但要提供空间和属性数据，还应该包括大量的引导信息以及由纯数据得到的推理、分析和总结等，这些都是由空间数据的元数据系统实现的。 1 元数据标准概述 空间数据的复杂性带来了空间数据元数据标准建立的复杂性。并且由于种种原因，某些数据组织或数据用户开发出来的空间数据元数据标准很难为各部门广泛接受。但空间数据元数据标准的建立是空间数据标准化的前提和保证，只有建立起规范的空间数据元数据才能有效利用空间数据。因此，目前已形成了一些区域性或部门性的元数据标准。 美国联邦空间数据委员会(FGDC)的空间数据元数据标准影响较大，它确定了地学空间数据集的元数据内容。该标准于1992年7月开始起草，于1994年7月8日正式确认。它将地学领域中应用的空间数据元数据分为7个部分，它们是数据标识信息、数据质量信息、空间数据生产者描述信息、数据空间参考消息、地理实体及属性信息、数据传播及共享信息和元数据参考信息。 2 空间数据元数据的概念 (1)元数据概念 简要地说元数据就是关于数据的数据，是一种说明性数据，在地理空间信息中用于描述地理数据采集的内容、质量、状况、表示方式、空间参考、管理方式及其他特征，通过建立空间数据的元数据库并进行有效管理，使数据获取更加容易，这已成为信息资源实现有效管理和应用的重要手段。空间数据的元数据是实现地理空间信息共享的核心标准之一。 (2) 元数据的类型 通常，不同性质、不同领域的数据所需要的元数据内容会有差异，即使同一领域不同应用目的的元数据内容也会有很大的差异。进行元数据分类研究的目的在于充分了解和更好地使用元数据。分类的原则不同，元数据的分类体系和内容将会有很大的差异。 1)根据元数据的体系分类 ①科研型元数据 其主要目标是帮助用户获取各种来源的数据及其相关信息，它不仅包括诸如数据源名称、作者、主体内容等传统的、图书管理式的元数据，