地理數(shù)據(jù)庫復習思考題(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、地理要素的特征與空間信息類型？地理要素是地理實體和現(xiàn)象的基本表示，在數(shù)據(jù)世界中地理要素包括時間特征和屬性特征。地理要素的空間特征包括空間位置和空間關系，空間位置是一組表示地理要素空間位置的坐標序列。屬性特征表示地理要素的類型、數(shù)量、質(zhì)量、狀態(tài)和時間序列等屬性信息?？臻g信息的類型：位置信息 形狀信息 屬性信息 關系信息 時間信息2、地理空間信息的數(shù)據(jù)類型、

2、表達方式是怎樣的？一、地圖中所表示的空間信息類型有：空間幾何信息、描述性信息、空間關系信息；地圖所傳遞的信息是地圖符號來實現(xiàn)的：點狀符號、線狀符號、面狀符號，以及地圖符號的形狀、尺寸、顏色、亮度、密度、圖案紋理和地圖注記的字體、顏色、尺寸等。二、計算機表達時的空間信息類型有：空間幾何信息、描述性信息、空間關系信息、時間維信息。在計算機中，用一對或一組有序x、y 坐標記錄表示空間幾何信息；用一組數(shù)字或字符的形式存儲屬性信息；拓撲結(jié)構定義空間關系信息。3、地理數(shù)據(jù)的復雜性體現(xiàn)在哪些方面？1.是數(shù)據(jù)類型繁多2.是數(shù)據(jù)操縱復雜， 3.是數(shù)據(jù)輸出形式的多樣性，有數(shù)據(jù)、報表，還有圖形。4.是數(shù)據(jù)量大，一幅

3、中等分辨率的柵格地圖需6mb 的存儲空間5.是地圖數(shù)據(jù)來源多樣。4、地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本構成是怎樣的？地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常是指帶有數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)，它采用現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術來管理地理數(shù)據(jù)。不僅包括地理數(shù)據(jù)庫本身，還包括相應的計算機硬件系統(tǒng)，地理數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)和地理數(shù)據(jù)庫開發(fā)、管理和使用人員等。5、地理數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間有什么區(qū)別與聯(lián)系？地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（gdbs），有時簡稱“地理數(shù)據(jù)庫”。它包括地理數(shù)據(jù)庫和相應的計算機硬件系統(tǒng)，地理數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)和地理數(shù)據(jù)庫開發(fā)、管理和使用人員等；地理數(shù)據(jù)庫指實際存儲在計算機中的與地理有關的數(shù)據(jù)集合。包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)庫管理

4、系統(tǒng)是地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它具有地理數(shù)據(jù)定義、獲取、處理及運行管理等功能。6、計算第11行、第14列的morton值，要求列出計算過程。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，最后取余數(shù)：1，1，0，1.從下到上讀取數(shù)據(jù)，則結(jié)果為：1011. 行=11（1011）列=14（1110）行列的二進制數(shù)位 間隔組合 11011110 轉(zhuǎn)化成10進制數(shù)222為morton 值7、計算morton值為87的像素的行列號，要求寫出計算過程。morton值轉(zhuǎn)化成2進制1

5、010111，間隔取值，行1111 即是15行， 列001即是1列。8、對右圖進行線性四叉樹編碼，要求寫出過程。 思路：將22x22的柵格圖像“十字”劃分，直到子象限數(shù)值單調(diào)，排列次序為：南西，南東，北西，北東。遞歸法將圖像劃分為50個大小不等的方形子區(qū)，按順序排列152463南西【1/ 2 3 4 5/ 6/ 7 8 9 10 】【o/oaoa/o/o a a a】南東【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】北東【 33 34 35 36 /37 38 39 40 /41 42 43 44 /45 46 47 48 】 【babb / aooo /aaao / aaoa】9、棧和隊列作為兩種基本的線性數(shù)據(jù)結(jié)構，簡要分析他們在數(shù)據(jù)存取操作方面的差異。棧是限定只在一端進行插入和刪除的線性表。允許插入和刪除的一端叫棧頂，另一端叫棧底。對于棧，總是取走最后插入的元素，所以棧又稱“后進先出”表或下推表。隊列是一種限定插入一端進行，而刪除在另一端進行的線性表。和棧相反，隊列是一種“先進先出”表，要求第一個進入隊列的元素第一個撤走，隊列中允許插入的一端叫排尾，允許刪除的一端

7、叫排頭。10、線性鏈表和棧、隊列等線性數(shù)據(jù)結(jié)構相比有什么優(yōu)越性？線性鏈表的結(jié)點插入和刪除效率高、操作方便，各結(jié)點可以靈活地散布在內(nèi)存各處，同時便于表的合并與分拆：（1）可以克服數(shù)組鏈表需要預先知道數(shù)據(jù)大小的缺點，鏈表結(jié)構可以充分利用計算機內(nèi)存空間，實現(xiàn)靈活的內(nèi)存動態(tài)管理。（2）線性鏈表是一種自我指示數(shù)據(jù)類型，因為它包含指向另一個相同類型的數(shù)據(jù)的指針（鏈接）。鏈表允許插入和移除表上任意位置上的節(jié)點，但是不允許隨機存取。11、下圖為一個二叉樹結(jié)構，其中的數(shù)值是節(jié)點的屬性值。試按先序遍歷方式列出數(shù)據(jù)訪問序列。1、2、3、4、5、612、在數(shù)據(jù)的組織管理中，變長記錄的定長記錄組織方式有哪些？試比較分析

8、其優(yōu)缺點。（1）預留空間的方法取最長記錄的長度作為存儲空間的記錄長度，來存儲變長記錄。如果變長記錄短于存儲記錄長度，那么在多余空間處填上某個特定的空值或記錄尾標志。該方法一般在大多數(shù)記錄的長度接近最大長度時使用，因為記錄長度差別越大時空間浪費越大。（2）指針形式記錄的長度相差很大時，用指針形式實現(xiàn)變長記錄的定長表示形式。缺點是可能在同一條鏈中，只有第一個記錄中的屬性是有用的，后面記錄中的屬性空間都浪費了。為解決這個問題，可使用改進的指針形式，在一個文件中使用固定塊和溢出塊。用固定塊存放每條鏈的第一個記錄，其余記錄全放在溢出塊中，溢出塊不存放與固定塊重復的字段值。這兩種塊中記錄的長度可以不一樣，

9、但同一種塊內(nèi)的記錄是定長的。13、簡要稠密索引和稀疏索引的區(qū)別和聯(lián)系。稠密索引是對主文件中每一個查找鍵值建立一個索引記錄（索引項），索引記錄包括查找鍵值和指向具有該值的記錄鏈表中第一個記錄的指針。稀疏索引是在主文件中，對若干個查找鍵值建立一個索引記錄，而此時索引記錄的內(nèi)容仍和稠密索引一樣。帶稠密索引的主文件查找速度較快，帶稀疏索引的文件查找較慢，但稀疏索引的空間較小，因此插入、刪除操作指針的維護量相對要少。系統(tǒng)設計時可把兩種索引結(jié)合起來。首先為順序文件的每一塊建立一個索引記錄，得到一個以塊為基本單位的稠密索引，然后再在稠密索引基礎上建立一個稀疏索引。查找時，先在稀疏索引中找到記錄所在的范圍，然

10、后在稠密索引中確定記錄在哪一塊，最后在主文件的塊中順序查找，找到所在的主記錄。14、地理空間數(shù)據(jù)有哪些數(shù)據(jù)模型？傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型中為什么關系模型得到廣泛推廣應用？1.層次模型、2.網(wǎng)狀模型、3.關系模型、4.面向?qū)ο竽Ｐ?。關系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點：（1）建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上。（2）概念單一。所以其數(shù)據(jù)結(jié)構簡單、清晰，用戶易懂易用。（3）關系模型的存取路徑對用戶透明，具有更高的數(shù)據(jù)獨立性、更好的安全保密性.15、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中，數(shù)據(jù)的安全性是如何實現(xiàn)的？面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型具有封裝性，封裝性是指對象內(nèi)部的細節(jié)對用戶是隱藏的，用戶只能見到對象封裝界面上的信息，而且只能通過對象設計者提供的消

11、息訪問該對象。封裝的意義在于將對象的實現(xiàn)與對象應用互相隔離。由于封裝，對用戶隱藏了在實現(xiàn)中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構與程序代碼等細節(jié)，從而允許對操作的實現(xiàn)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構進行修改，而不影響接口，即不必修改使用它們的應用，這有利于提高數(shù)據(jù)的獨立性。此外，對象封裝后成為一個自含的單元，對象只接受已定義好的操作，其他程序不能直接訪問對象中的屬性，從而提高了程序的可靠性。16、數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性包含什么含義？是如何實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)獨立性包含了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性和物理獨立性。有了數(shù)據(jù)獨立性，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就把用戶數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)完全分開，使得用戶擺脫了煩瑣的物理存儲細節(jié)。1.子模式/模式映射保證數(shù)據(jù)庫邏輯獨立性的實現(xiàn)，當為了某種

12、需要而改變數(shù)據(jù)庫的模式時，只需要對子模式/模式映射進行修改，而子模式保持不變，這種局部的邏輯數(shù)據(jù)獨立于全局邏輯數(shù)據(jù)的特征叫做數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。2.模式/存儲模式映射保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性的實現(xiàn)。當為了某種需要而改變物理數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構和存取策略時，只需要對模式/存儲模式映射進行修改，而模式保持不變（子模式也不變），這種全局的邏輯數(shù)據(jù)獨立于物理數(shù)據(jù)的特征叫做數(shù)據(jù)的物理獨立性。17、什么是多態(tài)性？試舉一個地理空間信息領域數(shù)據(jù)表達或數(shù)據(jù)操作的多態(tài)性的實例。多態(tài)性是一個與類相關的概念，同一類的所有對象在收到同一條消息時，將采取同樣的動作；不同類的對象在接收到同一條消息時可能采取不同的動作。不同對象對同

13、一條消息采取不同的動作，這種情形就稱為多態(tài)性。18、以地理要素圖層為例，說明數(shù)據(jù)操縱的內(nèi)容。仿照此例寫：數(shù)據(jù)操縱的內(nèi)容包括新建數(shù)據(jù)區(qū)、打開數(shù)據(jù)區(qū)、關閉數(shù)據(jù)區(qū)；在一個打開的數(shù)據(jù)區(qū)中進行數(shù)據(jù)塊（如圖幅）的新建、打開、關閉；在一個打開的數(shù)據(jù)塊內(nèi)進行要素層定義、打開、關閉、控制（包括層刪除、層排序、可視和可編輯標志等）、維護；要素層的維護是在可視和可編輯的要素層上進行的，內(nèi)容包括點、線、面要素數(shù)據(jù)編輯與更新。地圖數(shù)據(jù)的操縱也包括數(shù)據(jù)選擇與查詢，在可視化條件下，對空間數(shù)據(jù)（圖形）和屬性數(shù)據(jù)（屬性表）的選擇，選擇方式包括不同要素層中單目標選擇、同一要素層中多個目標選擇（包括單選、圓形選擇、矩形選擇和多邊形

14、選擇），通過給定的條件進行選擇和查詢（sql 查詢），選擇和查詢結(jié)果形成一個新的要素層作為被選擇要素層的一個映射供其他功能使用，也可以存儲為一個物理要素層。19、地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)最基本的功能是什么？為什么成為性能優(yōu)化的重點？數(shù)據(jù)定義功能，數(shù)據(jù)輸入和裝載，數(shù)據(jù)編輯和更新，數(shù)據(jù)處理與空間關系建立，數(shù)據(jù)域操縱，數(shù)據(jù)訪問引擎，數(shù)據(jù)訪問對象，數(shù)據(jù)存取功能，數(shù)據(jù)庫運行管理功能，數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能，數(shù)據(jù)庫的傳輸功能，數(shù)據(jù)查詢功能。地理數(shù)據(jù)庫在長期的運行過程中，需要利用地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)記錄進行插入、修改和刪除操作，這會降低存儲效率，浪費存儲空間，影響系統(tǒng)性能。地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

15、的核心部分自然是性能優(yōu)化的重點。20、地理數(shù)據(jù)模型結(jié)構。 地理空間 數(shù)據(jù)區(qū) 數(shù)據(jù)塊（section）1 數(shù)據(jù)塊（section）2 數(shù)據(jù)塊（section）3 要素層（layer）1 要素層（layer）2 要素層（layer）3 復合要素complex features 簡單要素simple features 點要素point features 線要素line features 面要素area features22、地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有哪幾種實現(xiàn)方式，試比較它們的優(yōu)缺點。（1）基于文件系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)：優(yōu)點:方式靈活，每個軟件廠商可以任意定義自己的文件格式、管理各種數(shù)據(jù)。適

16、合非結(jié)構數(shù)據(jù)：在存儲需要加密的數(shù)據(jù)以及非結(jié)構化的、不定長的幾何坐標記錄時十分有益。缺點：開發(fā)量大：需要開發(fā)者實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的更新、查詢、檢索等操作，增加屬性數(shù)據(jù)管理的開發(fā)量，不利于軟件、數(shù)據(jù)的共享。（2）基于通用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)包括：二元化管理、集成化管理和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的管理。二元化管理的缺點：需要經(jīng)常進行地物id的查找匹配，查詢、其他運算等操作速度較慢。集成化管理：優(yōu)點：可以認為一個目標對應于數(shù)據(jù)表中的一條記錄，它帶來的最直接的好處是避免了對“連接關系”的查找。缺點：采用集成化的全關系地理數(shù)據(jù)管理，由于幾何數(shù)據(jù)等不定長，會造成存儲效率的低下。此外，現(xiàn)有的sql并不支

17、持空間數(shù)據(jù)的檢索，需要軟件開發(fā)者自己開發(fā)空間數(shù)據(jù)訪問接口，如果要支持空間數(shù)據(jù)共享，需要對sql進行擴展。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫的管理：優(yōu)點：對各種數(shù)據(jù)的一致的訪問接口以及部分空間模型服務，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，而且空間模型服務也可以共享。 缺點：目前對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還未成熟，許多技術問題仍然需要進一步研究。23、在進行地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計時要考慮哪些因素？（）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量的大?。ǎ┯脩魯?shù)的多少（）網(wǎng)絡環(huán)境是什么（）投資規(guī)模的大?。ǎゞdb 在整個系統(tǒng)中所處的位置（6）如果是綜合系統(tǒng)，是以gdb 為主體還是以其他的系統(tǒng)為主體（7）系統(tǒng)的性能指標。 24、數(shù)據(jù)分片與數(shù)據(jù)分配的異同。數(shù)據(jù)分片

18、和數(shù)據(jù)分配都是對數(shù)據(jù)進行劃分分布。在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，先將邏輯數(shù)據(jù)庫中的全局關系劃分片成若干個邏輯片段，再按分配策略將這些片段分散存儲在各個場地；數(shù)據(jù)分片時，一個全局關系中的數(shù)據(jù)必須完全劃分為若干片段，不允許某些數(shù)據(jù)屬于全局關系但不屬于任何片段也不允許一個全局關系的數(shù)據(jù)既屬于全局關系的某一個片段又屬于其他片段。但在數(shù)據(jù)分配中，數(shù)據(jù)庫可以分成若干個可相交的子集，每一子集安置在一個或多個場地上，但是每一場地未必保存全部數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)也可以在各個場地中重復存儲，每個場地上都有一個完整的數(shù)據(jù)副本。 25、查閱資料，了解什么是系統(tǒng)可靠性和可用性。分析分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在可靠性和可用性方面的

19、優(yōu)勢?？煽啃愿呤欠治龇植际綌?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個優(yōu)點。由于數(shù)據(jù)具有多個副本，當系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障時，所需要的數(shù)據(jù)可從其他場地獲得。可靠性處理模塊負責不斷地監(jiān)視系統(tǒng)的各個部分是否有故障出現(xiàn)。當故障修復后，可靠性處理模塊負責將該部分重新并入系統(tǒng)，使之繼續(xù)有效地運行，并保持數(shù)據(jù)庫的一致性狀態(tài)。26、分布式地理空間數(shù)據(jù)庫中系統(tǒng)性能的優(yōu)化關鍵是什么？有哪些方法？分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中系統(tǒng)性能的優(yōu)化關鍵是：查詢執(zhí)行時通信代價最小。27、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的作用是什么？1幫助用戶獲取數(shù)據(jù)2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制3在數(shù)據(jù)集成中的應用4 數(shù)據(jù)存儲和功能實現(xiàn)28、地理信息標準化的意義和作用是什么？地理信息的標準化的作用和意義體現(xiàn)在兩個方面：1.有利于空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)及交換。地理信息的標準化，通過制定相應的標準，可以控制數(shù)據(jù)質(zhì)量、規(guī)范數(shù)據(jù)庫設計、規(guī)范數(shù)據(jù)檔案、實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式標準化、數(shù)據(jù)可視化的標準化以便于進行數(shù)據(jù)產(chǎn)品的測評；2.促進地理信息共享地理信息共享并不只是空間數(shù)據(jù)的