地理数据库复习思考题(答案)

1、o o o a a o o ao o a a a a a ao b b b b b o oo b b b b a a oo o a a a a a oo o o a a o o oo o o a a a a oo o o a a a a o1、地理要素的特征与空间信息类型？地理要素是地理实体和现象的基本表示，在数据世界中地理要素包括时间特征和属性特征。地理要素的空间特征包括空间位置和空间关系，空间位置是一组表示地理要素空间位置的坐标序列。属性特征表示地理要素的类型、数量、质量、状态和时间序列等属性信息。空间信息的类型：位置信息 形状信息 属性信息 关系信息 时间信息2、地理空间信息的数据类型、

2、表达方式是怎样的？一、地图中所表示的空间信息类型有：空间几何信息、描述性信息、空间关系信息；地图所传递的信息是地图符号来实现的：点状符号、线状符号、面状符号，以及地图符号的形状、尺寸、颜色、亮度、密度、图案纹理和地图注记的字体、颜色、尺寸等。二、计算机表达时的空间信息类型有：空间几何信息、描述性信息、空间关系信息、时间维信息。在计算机中，用一对或一组有序x、y 坐标记录表示空间几何信息；用一组数字或字符的形式存储属性信息；拓扑结构定义空间关系信息。3、地理数据的复杂性体现在哪些方面？1.是数据类型繁多2.是数据操纵复杂， 3.是数据输出形式的多样性，有数据、报表，还有图形。4.是数据量大，一幅

3、中等分辨率的栅格地图需6mb 的存储空间5.是地图数据来源多样。4、地理数据库系统的基本构成是怎样的？地理数据库系统通常是指带有数据库的计算机系统，它采用现代数据库技术来管理地理数据。不仅包括地理数据库本身，还包括相应的计算机硬件系统，地理数据库软件系统和地理数据库开发、管理和使用人员等。5、地理数据库、地理数据库系统、地理数据库管理系统之间有什么区别与联系？地理数据库系统（gdbs），有时简称“地理数据库”。它包括地理数据库和相应的计算机硬件系统，地理数据库软件系统和地理数据库开发、管理和使用人员等；地理数据库指实际存储在计算机中的与地理有关的数据集合。包括空间数据和属性数据。地理数据库管理

4、系统是地理数据库系统的核心。地理数据库管理系统是用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它具有地理数据定义、获取、处理及运行管理等功能。6、计算第11行、第14列的morton值，要求列出计算过程。答：用11除以2，11/2，商5余1，在用商的5/2，商2余1，再用商的2除以2，商1余0，再用商的1除以2，商0余1，最后取余数：1，1，0，1.从下到上读取数据，则结果为：1011. 行=11（1011）列=14（1110）行列的二进制数位 间隔组合 11011110 转化成10进制数222为morton 值7、计算morton值为87的像素的行列号，要求写出计算过程。morton值转化成2进制1

5、010111，间隔取值，行1111 即是15行， 列001即是1列。8、对右图进行线性四叉树编码，要求写出过程。 思路：将22x22的栅格图像“十字”划分，直到子象限数值单调，排列次序为：南西，南东，北西，北东。递归法将图像划分为50个大小不等的方形子区，按顺序排列152463南西【1/ 2 3 4 5/ 6/ 7 8 9 10 】【o/oaoa/o/o a a a】南东【11 /12 13 14 15 /16 17 18 19 /20 21 22 23 】【a/ a o a o/ a o a a / o o a o】北西【 24 25 26 27 /28/ 29/ 20 30 31 32】【

6、obob /b/ o/a a o a】北东【 33 34 35 36 /37 38 39 40 /41 42 43 44 /45 46 47 48 】 【babb / aooo /aaao / aaoa】9、栈和队列作为两种基本的线性数据结构，简要分析他们在数据存取操作方面的差异。栈是限定只在一端进行插入和删除的线性表。允许插入和删除的一端叫栈顶，另一端叫栈底。对于栈，总是取走最后插入的元素，所以栈又称“后进先出”表或下推表。队列是一种限定插入一端进行，而删除在另一端进行的线性表。和栈相反，队列是一种“先进先出”表，要求第一个进入队列的元素第一个撤走，队列中允许插入的一端叫排尾，允许删除的一端

7、叫排头。10、线性链表和栈、队列等线性数据结构相比有什么优越性？线性链表的结点插入和删除效率高、操作方便，各结点可以灵活地散布在内存各处，同时便于表的合并与分拆：（1）可以克服数组链表需要预先知道数据大小的缺点，链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。（2）线性链表是一种自我指示数据类型，因为它包含指向另一个相同类型的数据的指针（链接）。链表允许插入和移除表上任意位置上的节点，但是不允许随机存取。11、下图为一个二叉树结构，其中的数值是节点的属性值。试按先序遍历方式列出数据访问序列。1、2、3、4、5、612、在数据的组织管理中，变长记录的定长记录组织方式有哪些？试比较分析

8、其优缺点。（1）预留空间的方法取最长记录的长度作为存储空间的记录长度，来存储变长记录。如果变长记录短于存储记录长度，那么在多余空间处填上某个特定的空值或记录尾标志。该方法一般在大多数记录的长度接近最大长度时使用，因为记录长度差别越大时空间浪费越大。（2）指针形式记录的长度相差很大时，用指针形式实现变长记录的定长表示形式。缺点是可能在同一条链中，只有第一个记录中的属性是有用的，后面记录中的属性空间都浪费了。为解决这个问题，可使用改进的指针形式，在一个文件中使用固定块和溢出块。用固定块存放每条链的第一个记录，其余记录全放在溢出块中，溢出块不存放与固定块重复的字段值。这两种块中记录的长度可以不一样，

9、但同一种块内的记录是定长的。13、简要稠密索引和稀疏索引的区别和联系。稠密索引是对主文件中每一个查找键值建立一个索引记录（索引项），索引记录包括查找键值和指向具有该值的记录链表中第一个记录的指针。稀疏索引是在主文件中，对若干个查找键值建立一个索引记录，而此时索引记录的内容仍和稠密索引一样。带稠密索引的主文件查找速度较快，带稀疏索引的文件查找较慢，但稀疏索引的空间较小，因此插入、删除操作指针的维护量相对要少。系统设计时可把两种索引结合起来。首先为顺序文件的每一块建立一个索引记录，得到一个以块为基本单位的稠密索引，然后再在稠密索引基础上建立一个稀疏索引。查找时，先在稀疏索引中找到记录所在的范围，然

10、后在稠密索引中确定记录在哪一块，最后在主文件的块中顺序查找，找到所在的主记录。14、地理空间数据有哪些数据模型？传统的数据模型中为什么关系模型得到广泛推广应用？1.层次模型、2.网状模型、3.关系模型、4.面向对象模型。关系数据模型具有下列优点：（1）建立在严格的数学概念的基础上。（2）概念单一。所以其数据结构简单、清晰，用户易懂易用。（3）关系模型的存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性.15、面向对象数据模型中，数据的安全性是如何实现的？面向对象的数据模型具有封装性，封装性是指对象内部的细节对用户是隐藏的，用户只能见到对象封装界面上的信息，而且只能通过对象设计者提供的消

11、息访问该对象。封装的意义在于将对象的实现与对象应用互相隔离。由于封装，对用户隐藏了在实现中使用的数据结构与程序代码等细节，从而允许对操作的实现算法和数据结构进行修改，而不影响接口，即不必修改使用它们的应用，这有利于提高数据的独立性。此外，对象封装后成为一个自含的单元，对象只接受已定义好的操作，其他程序不能直接访问对象中的属性，从而提高了程序的可靠性。16、数据库的数据独立性包含什么含义？是如何实现的。数据独立性包含了数据的逻辑独立性和物理独立性。有了数据独立性，数据库系统就把用户数据与物理数据完全分开，使得用户摆脱了烦琐的物理存储细节。1.子模式/模式映射保证数据库逻辑独立性的实现，当为了某种

12、需要而改变数据库的模式时，只需要对子模式/模式映射进行修改，而子模式保持不变，这种局部的逻辑数据独立于全局逻辑数据的特征叫做数据的逻辑独立性。2.模式/存储模式映射保证了数据的物理独立性的实现。当为了某种需要而改变物理数据库的存储结构和存取策略时，只需要对模式/存储模式映射进行修改，而模式保持不变（子模式也不变），这种全局的逻辑数据独立于物理数据的特征叫做数据的物理独立性。17、什么是多态性？试举一个地理空间信息领域数据表达或数据操作的多态性的实例。多态性是一个与类相关的概念，同一类的所有对象在收到同一条消息时，将采取同样的动作；不同类的对象在接收到同一条消息时可能采取不同的动作。不同对象对同

13、一条消息采取不同的动作，这种情形就称为多态性。18、以地理要素图层为例，说明数据操纵的内容。仿照此例写：数据操纵的内容包括新建数据区、打开数据区、关闭数据区；在一个打开的数据区中进行数据块（如图幅）的新建、打开、关闭；在一个打开的数据块内进行要素层定义、打开、关闭、控制（包括层删除、层排序、可视和可编辑标志等）、维护；要素层的维护是在可视和可编辑的要素层上进行的，内容包括点、线、面要素数据编辑与更新。地图数据的操纵也包括数据选择与查询，在可视化条件下，对空间数据（图形）和属性数据（属性表）的选择，选择方式包括不同要素层中单目标选择、同一要素层中多个目标选择（包括单选、圆形选择、矩形选择和多边形

14、选择），通过给定的条件进行选择和查询（sql 查询），选择和查询结果形成一个新的要素层作为被选择要素层的一个映射供其他功能使用，也可以存储为一个物理要素层。19、地理数据库管理系统最基本的功能是什么？为什么成为性能优化的重点？数据定义功能，数据输入和装载，数据编辑和更新，数据处理与空间关系建立，数据域操纵，数据访问引擎，数据访问对象，数据存取功能，数据库运行管理功能，数据库的建立和维护功能，数据库的传输功能，数据查询功能。地理数据库在长期的运行过程中，需要利用地理数据库管理系统对数据记录进行插入、修改和删除操作，这会降低存储效率，浪费存储空间，影响系统性能。地理数据库管理系统作为地理数据库系统

15、的核心部分自然是性能优化的重点。20、地理数据模型结构。 地理空间 数据区 数据块（section）1 数据块（section）2 数据块（section）3 要素层（layer）1 要素层（layer）2 要素层（layer）3 复合要素complex features 简单要素simple features 点要素point features 线要素line features 面要素area features22、地理数据库管理系统有哪几种实现方式，试比较它们的优缺点。（1）基于文件系统地理数据库管理系统的设计和实现：优点:方式灵活，每个软件厂商可以任意定义自己的文件格式、管理各种数据。适

16、合非结构数据：在存储需要加密的数据以及非结构化的、不定长的几何坐标记录时十分有益。缺点：开发量大：需要开发者实现属性数据的更新、查询、检索等操作，增加属性数据管理的开发量，不利于软件、数据的共享。（2）基于通用数据库系统的地理数据库管理系统的设计和实现包括：二元化管理、集成化管理和面向对象数据库的管理。二元化管理的缺点：需要经常进行地物id的查找匹配，查询、其他运算等操作速度较慢。集成化管理：优点：可以认为一个目标对应于数据表中的一条记录，它带来的最直接的好处是避免了对“连接关系”的查找。缺点：采用集成化的全关系地理数据管理，由于几何数据等不定长，会造成存储效率的低下。此外，现有的sql并不支

17、持空间数据的检索，需要软件开发者自己开发空间数据访问接口，如果要支持空间数据共享，需要对sql进行扩展。面向对象的数据库的管理：优点：对各种数据的一致的访问接口以及部分空间模型服务，不仅实现了数据共享，而且空间模型服务也可以共享。 缺点：目前对象数据库管理系统还未成熟，许多技术问题仍然需要进一步研究。23、在进行地理数据库系统的数据库管理系统设计时要考虑哪些因素？（）系统的数据量的大小（）用户数的多少（）网络环境是什么（）投资规模的大小（）gdb 在整个系统中所处的位置（6）如果是综合系统，是以gdb 为主体还是以其他的系统为主体（7）系统的性能指标。 24、数据分片与数据分配的异同。数据分片

18、和数据分配都是对数据进行划分分布。在分布式数据库系统中，先将逻辑数据库中的全局关系划分片成若干个逻辑片段，再按分配策略将这些片段分散存储在各个场地；数据分片时，一个全局关系中的数据必须完全划分为若干片段，不允许某些数据属于全局关系但不属于任何片段也不允许一个全局关系的数据既属于全局关系的某一个片段又属于其他片段。但在数据分配中，数据库可以分成若干个可相交的子集，每一子集安置在一个或多个场地上，但是每一场地未必保存全部数据；数据也可以在各个场地中重复存储，每个场地上都有一个完整的数据副本。 25、查阅资料，了解什么是系统可靠性和可用性。分析分布式数据库系统比集中式数据库系统在可靠性和可用性方面的

19、优势。可靠性高是分析分布式数据库系统的一个优点。由于数据具有多个副本，当系统局部出现故障时，所需要的数据可从其他场地获得。可靠性处理模块负责不断地监视系统的各个部分是否有故障出现。当故障修复后，可靠性处理模块负责将该部分重新并入系统，使之继续有效地运行，并保持数据库的一致性状态。26、分布式地理空间数据库中系统性能的优化关键是什么？有哪些方法？分布式数据库系统中系统性能的优化关键是：查询执行时通信代价最小。27、空间数据元数据的作用是什么？1帮助用户获取数据2空间数据质量控制3在数据集成中的应用4 数据存储和功能实现28、地理信息标准化的意义和作用是什么？地理信息的标准化的作用和意义体现在两个方面：1.有利于空间数据的生产及交换。地理信息的标准化，通过制定相应的标准，可以控制数据质量、规范数据库设计、规范数据档案、实现数据格式标准化、数据可视化的标准化以便于进行数据产品的测评；2.促进地理信息共享地理信息共享并不只是空间数据的