第七章 空间数据管理
课 题：空间数据管理
目的要求：掌握空间数据库的相关概念；掌握栅格数据结构和 矢量数据结构的表示的方法，其存储方式，并能对两种数据结 构进行比较和相互转换。了解空间数据的索引类型和信息查询
的方法。 第七章 空间数据管理
教学重点：空间数据库概念 栅格数据结构及其编码 矢量数据 结构及其编码 数据结构的转换 教学难点：矢栅结构的比较和转换算法 教学课时：6课时 教学方法: 讲授 本次课涉及的学术前沿：
矢量结构和栅格结构
2．栅格数据结构及其编码
基本概念 特点 编码方式
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是 指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格 阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列 定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
数据库管理系统存储空间数据的问题
数据库管理系统存储空间数据的问题： 空间记录是变长的，一般数据库都只允许把记录的
长度设置成固定的 DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通 、
包含、叠加等基本操作。 GIS需要复杂的图形功能 地理信息复杂，常有单个实体需要多个文件，多条
记录 地理数据具有高度内部联系，需要更复杂的安全性
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随即带有索
索
倒
序
机引的文件， 引
排
文
文它只能建
文
文
件
件立在随机
件
件
存取介质
上。
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随
按照一些索辅关键 倒
序 文 件
机 文 件
字来组织引索引称 为这件辅种称辅为索索倒引文 件引排，的文带文 件有。
排 文 件
1.4 GIS内部的数据结构
重新据 库定义
据 管
定 数据的重新组织理
据 库 维
据 库 通
义 性能装监督与分析 护
讯
数据入库整理
故障恢复
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据
据
据
据
库
库操作系统管接口处库理 库
定 义
的 装各种语言理接口
维 护
通 讯
入远程操做接口处理
DBMS组成 数据描述语言（DDL） 数据操作语言（DML） 终端命令解译
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
逻辑上具有某种共同标志
数据项组 的若干数据项组成的
记录
数据项或数据项组集合,对文件 进行存取操作的基本单位
文件 给定类型逻辑记录的全部具
体值的集合
数据库
文件的集合，文件之间存在某种联系， 不能孤立存在
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
它是物
理顺序
与逻辑
顺序一
致的文
件
顺
随
序
机
文
文
件
件
索
倒
引
排
文
文
件
件
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺 序 文 件
随 机 文 件
文据通得位件到记过置录某，中一关种然的个索 引 文 件键转后贮物字换把存理的 方 记是 存值 法 录根 贮，
倒 排 文 件
存贮在该位置上。
1.3 数据与文件组织
数据层次（数据项、记录、文件、数据库） 数据间的逻辑联系（一对一、一对多、多对多） 用数据文件（顺序、直接、索引、到排文件）
1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据 库
据 库
据 管应用数据据 库装入数据库据库
定
的 理 a)键盘维输入；通
义
装
入
b)接受护另一个讯系 统
的数据文件
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据 据 运行据控制 据
库 定
库 的
管 理
数据库 维存取、库通更新
义
装
数据护完整性讯、有效性
入
数据共享
数据库管理系统数数数数 Nhomakorabea数
据 库
Point Column
Row
语言处理程序 运行控制程序
系统控制 数据存取 数据更新 并发控制 数据完整性
建立与维护程序
数据装入 性能监控 工作日志 重新组织 数据转储 系统恢复
SQL语言：
数据查询
Data Query
数据定义
Data Definition
数据操纵
Data Manipulation
数据控制
Data Control
程序库 (数据库软件)
1.2 数据库管理系统
数据库管理系统是处理数据 库存取和各种管理控制的软件， 应用程序对数据库的操作全部通 过DBMS进行。
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据提供书据写各种模据式的语据
库 定 义
库 的 装 入言各系据及 种 统 库其 定 之 的管 理支 义 中 框撑 信 。 架软 息 它 。件 也 勾库 维 护， 存 画并贮出把于数库通讯
矢量结构和栅格结构
矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用点、
线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的 位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定 义。
栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格
（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占 据的栅格的行、列来定义的。
1.1 空间数据库
概念 ：
数据库：为一定目的服务，以特定的数据存储的相 关联的数据集合。
空间数据库：某一区域内关于一定地理要素特征的 数据集合 。
空间数据库特点 ：
数据量特别大 ; 既有属性数据，又有空间数据 ; 数据应用广泛 。
1.1 空间数据库
数
数据
据
数据
存储
库
管理
原始信息 数据库
维护系统。
GIS数据管理方法的4种主要类型
GIS数据管理方法的4种主要类型 ：
开发独立的数据管理服务 。 在商业化的DBMS基础上开发附加系统 。 使用现有的DBMS，对系统的功能进行必要扩充 。 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功
能的数据库系统 。
数据库管理员
1. 决定数据库的信息内容 2. 数据库系统的联络员 3. 决定存储结构和访问策略 4. 决定系统的保护策略 5. 监督系统工作
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现 象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地 物或现象的非几何属性特征。
栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近 似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的 地块。
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
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