第五章空间数据组织与管理(3)ppt课件

1、第5章 空间数据组织与管理 补充内容1.：地理实体分类及数据编码空间数据的组织地理数据的编码一、空间数据的组织分层区域分块空间数据库GIS运用大范围 地理区域合理组织面向对象组织矩形分块经纬度分块目前，象域市规划，地下管网、土地管理、公安警用这样一些GIS运用系统，由于其比例尺较大，所以多数都是以图幅为单位进展管理，即按图幅将大区域空间数据进展分割，如今世界各国的普通方法是采用经纬线分幅或采用规那么矩形分幅，如示图1所示。 数据库中图幅的组织方法 图幅间被分割目的的组织方法 跨图幅地图遨游 一空间数据的分块组织图幅之间临近关系表示图 (a) 经纬线分幅 (b) 矩形分幅 数据库中图幅的组织方法

2、1. 为空间的组织方式进展定义：坐标单位、经度和纬度跨度用经纬线分幅时，比例尺、图幅的宽和高用矩形分幅时，地图投影类型、椭球体参数等。 2. 逐一数字化输入并编辑各图幅，然后将这些图幅输入库中、输入时须指定图幅的文件名、图幅在库中的位置等。 图幅间被分割目的的组织方法整个空间目的一致组织和管理方式 只建立和组织被分割目的方式整个空间目的一致组织和管理方式这种组织方式是建一个全库索引表，将整个空间的一切目的及其分属的图幅号均放入索引表中。 只建立和组织被分割目的方式这种方式是只将被分割的目的放在索引表中，显然，此索引表要比上述的全库索引表要小得多。 在建库和图幅入库时，索引表是空的。当进展图幅拼

3、接时，每拼接一个目的，就将该目的的信息包括该目的分别在两个图幅中的编号插入索引表中的适当位置 。在检索目的时，可根据所要检索的图幅号来查询索引表，从中找出符合要求的完好的目的对象。对索引表中没有的目的，可直接查询该图幅中的目的信息即可。 当要对由多幅不同比例尺地图组合而成的地图进展处置时 ，由于计算机实践物理内存总是有限的，如将全部地图调入内存后再处置，机器的运转效率将会极低，缩放遨游的速度也将会变得很慢。为此，系统在设计由多幅不同比例尺的数字地图的缩放遨游时，运用了一种以一幅地图为根本单位对象，并建立这些根本对象间拓扑邻接关系，从而实现多比例尺数字地图的快速显示与遨游。根据所建立的图幅对象拓

4、扑邻接关系将上一层或下一层内中相应的地图调入内存显示出来。而在同一层内的图幅内进展遨游时，当到达该图幅的边境时，同样根据邻接关系将相邻的地图显示出来。跨图幅地图遨游二空间数据的分层组织空间数据可按某种属性特征构成一个数据层，通常称为图层(Coverage)。1、空间数据分层方法：1专题分层每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地貌层、水系层、道路层、居民地层等。2时间序列分层即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。3地面垂直高度分层把离地面不同高度的数据作为一个数据层。 如：地下、地表、地上。二空间数据的分层组织2、空间数据分层的目的：便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。1空

5、间数据分为假设干数据层后，对一切空间数据的管理就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据构造往往比较单一，数据量也相对较小，管理起来就相对简单；2对分层的空间数据进展查询时，不需求对一切空间数据进展查询，只需求对某一层空间数据进展查询即可，因此可加快查询速度；3分层后的空间数据，由于便于恣意选择需求显示的图层，因此添加了图形显示的灵敏性；4对不同数据层进展叠加，可进展各种目的的空间分析。 二、地理数据的编码分类、编码点、线、面特征码、坐标信息世界地理信息种类繁多、内容丰富、只需将它们按一定的规律进展分类和编码，使其有序地存储、检索，以满足各种运用分析需求。因此，根底地理数据的分类和编码是空间

6、数据库建立的重要根底。一地理数据的编码 在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示亲密有关的。例如，道路的等级、类型等，决议着道路符号的外形、颜色、尺寸等。 在GIS中，通常把这部分属性数据用编码的方式表示，并与几何数据一同管理起来。 编码：是指确定地理数据的代码的方法和过程。 代码：是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处置的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要根据和手段。 编码的直接产物就是代码，而分类分级那么是编码的根底。二地理数据的分类编码原那么系统性和科学性：满足所涉及学科的科学分类方法，能反映出同一类型中不同的级别特点。一致性：对代码所定义的同一专业名词、术语必需是独一的。 兼容性(

7、规范化通用性)：有国家或行业规范的要按规范进展，没有规范的必需思索在有能够的条件下实现规范化。适用性(简捷性)：在满足国家规范的前提下、每一种编码应该是以最小的数据量载负最大的信息量。可扩展性：编码的设置应留有扩展的余地，防止新对象的出现而使原编码系统失效、呵斥编码错乱景象。三地理数据的编码1.代码的类型是指代码符号的表示方式，有数字型、字母型、数字和字母混合型三类数字型代码，是用一个或假设干个阿拉伯数字表示对象的代码。特点：构造简单、运用方便、易于排序，但对对象的特征描画不直观字母型代码，是用一个或假设干个字母表示对象的代码。特点：比同样位数的数字型代码容量大，还可提供便于识别的信息，易于记

8、忆，但比同样位数的数字型代码占用更多的计算机空间。数字、字母混合型代码，是由数字、字母、公用符组成的代码。 特点：代码兼有数字型和字母型的优点，构造严密，直观性好， 但组成方式复杂，处置费事。2.GIS中代码的种类：可以分为两种，一种是分类码，另一种是标识码。分类码：是根据地理信息分类体系设计出的各专业信息的分类代码，用以标识不同类别的数据，根据它可以从数据中查询出所需类别的全部数据。标识码(亦称识别码)，是在分类码的根底上，对每类数据设计出其全部或主要实体的识别代码，用以对某一类数据中的某个实体(如一个居民地、一条河流等)进展个体查询检索，从而弥补分类码不能进展个体分别的缺陷。 标识码是联络

9、实体的几何信息和属性信息的关键字。三地理数据的编码3、编码方法举例行政区划代码(GB226091)层次编码法：是一种识别码用6位数字代码按层次分别表示: 例如，南京市的代码为320211 连云港市的代码为320701 东海县320722 灌云县320723 赣榆县320721 灌南县320822三地理数据的编码耕地71园地 72林地 73牧草地74居民点及公矿用地 75交通用地75水域 76未利用地 77土地利用类型7有林地 731灌木地 732疏林地733迹地 735针叶树疏林地7331阔叶树疏林地7332未成林林地7343、编码方法举例加拿大数字地形要素分类编码系统一种分类码，且是数字字母

10、混合代码 采用树型构造将地形要素分为四级，其代码构造为： X X X X X X X X X 四级代码，三位数字 三级代码，三位数字 二级代码，两位数字 一级代码，一位数字三地理数据的编码补充内容2：空间数据库的设计和建立 空间数据库的设计是指在如今数据库管理系统的根底上建立空间数据库的整个过程。现实世界地理实体数据层设计构造设计需求分析数据字典设计 一、需求分析 需求分析是整个空间数据库设计与建立的根底，主要进展以下任务：1、调查用户需求：了解用户特点和要求，获得设计者与用户对需求的一致看法。2、需求数据的搜集和分析：包括信息需求(信息内容、特征、需求存储的数据)、信息加工处置要求(如呼应时

11、间)、完好性与平安性要求等。3、编制用户需求阐明书：包括需求分析的目的、义务、详细需求阐明、系统功能与性能、运转环境等，是需求分析的最终成果。 在需求分析阶段完成： 数据源的选择和对各种数据集的评价普通、空间、属性评价。 二、构造设计 指空间数据构造设计，结果是得到一个合理的空间数据模型，是空间数据库设计的关键。 空间数据库设计的本质是将地理空间实体以一定的组织方式在数据库系统中加以表达的过程，也就是地理信息系统中空间实体的模型化问题。现实世界地理实体逻辑模型物理模型概念模型需求分析构造设计 二、构造设计 1、概念模型 是经过对错综复杂的现实世界的认识与笼统，最终构成空间数据库系统及其运用系统

12、所需的模型。 表示概念模型最有力的工具是ER模型，即实体联络模型，包括实体、联络和属性三个根本成分。用它来描画现实地理世界，不用思索信息的存储构造、存取途径及存取效率等与计算机有关的问题，比普通的数据模型更接近于现实地理世界，具有直观、自然、语义较丰富等特点，在地理数据库设计中得到了广泛运用。 二、构造设计 1、概念模型市区要素空间实体空间实体属性空间实体关系边线走向街道路面质量所属路段所属街道组成长度等m1模型E_R 二、构造设计 2、逻辑模型 逻辑模型的设计是将概念模型构造转换转换为详细DBMS可处置的地理数据库的逻辑构造(或外方式)，包括确定数据项、记录及记录间的联络、平安性、完好性和一

13、致性约束等。 从ER模型向关系模型转换的主要过程为： 确定各实体的主关键字；确定并写出实体内部属性之间的数据关系表达式函数依赖关系，即某一数据项决议另外的数据项；把经过消冗处置规范化处置的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字；根据、构成新的关系。完成转换后，进展分析、评价和优化。 二、构造设计 3、物理设计 是指有效地将空间数据库的逻辑构造在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储构造，其结果是导出地理数据库的存储方式(内方式)。主要内容包括确定记录存储格式，选择文件存储构造，决议存取途径，分配存储空间。物理设计的好坏将对地理数据库的性能影响很大，一个好的物理存储构造必需满足两个条件：

14、一是地理数据占有较小的存储空间；二是对数据库的操作具有尽能够高的处置速度。在完成物理设计后，要进展性能分析和测试。 三、数据字典设计 数据字典用于描画数据库的整体构造、数据内容和定义等。一个好的数据字典可以说是一个数据的规范规范，它可使数据库的开发者依此来实施数据库的建立、维护和更新。数据字典的内容包括： 数据库的总体组织构造、 数据库总体设计的框架、 各数据层详细内容的定义及构造、 数据命名的定义 元数据有关数据的数据，是对一个数据集的内容、质量条件及操作过程等的描画等内容。 四、空间数据库的建立1、建立空间数据库构造 利用DBMS提供的数据描画言语描画逻辑设计和物理设计的结果，得到概念方式

15、和外方式，编写功能软件，经编译、运转后构成目的方式，建立起实践的空间数据库构造。 四、空间数据库的建立2、数据装入 普通由编写的数据装入程序或DBMS提供的运用程序来完成。在装入数据之前要做许多预备任务，如对数据进展整理、分类、编码及格式转换(如专题数据库装入数据时，采用多关系异构数据库的方式转换、查询转换和数据转换)等。 装入的数据要确保其准确性和一致性。3、调试运转 装入数据后，要对地理数据库的实践运用程序进展运转，执行各功能模块的操作，对地理数据库系统的功能和性能进展全面测试。3.4 空间数据库的建立与维护 五、空间数据库的维护1、空间数据库的重组织 指在不改动空间数据库原来的逻辑构造和物理构造的前提下，改动数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。2、空间数据库的重构造 指部分改动空间数据库的逻辑构造和物理构造。数据库重构经过改写其概念方式(逻辑方式)的内方式(存储方式)进展。 3.4 空间数据库的建立与维护 五、空间数据