《空間數據庫2》課程教學大綱

《空間數據庫2》教學大綱一、課程基本信息課程名稱空間數據庫SpatialDatabase課程編碼OSI122921030開課院部海洋與空間信息學院課程團隊（未設置）學分3.0課內學時52講授40實驗0上機12實踐0課外學時0適用專業(yè)測繪工程授課語言中文先修課程課程簡介（限選）《空間數據庫》課程是測繪工程專業(yè)一門限選課。課程主要講授空間數據庫系統(tǒng)的基礎理論、技術和方法。主要教學內容包括數據庫概論、關系模型和關系運算理論、關系數據庫語言SQL、關系數據庫的規(guī)范化設計、數據庫設計與ER模型、系統(tǒng)實現(xiàn)技術及空間數據庫技術，其中重點內容包括關系代數、select語句、函數依賴和范式、ER模型、SQL實現(xiàn)技術、Geodatabase數據模型、空間SQL語句等。通過該課程的學習，使學生掌握數據庫的主要知識、具備獨立使用SQL語言進行常規(guī)和空間數據的定義、查詢、更新等操作的實踐技能，從而為后續(xù)專業(yè)數據的處理與分析奠定基礎。SpatialDatabaseisalimitedcourseofSurveyingEngineering.Thiscourseteachesthebasictheories,techniquesandmethodsofspatialdatabasesystem.Themaincontentsincludedatabasefoundation,relationalmodelandrelationaloperationtheory,SQLlanguage,thenormalizationofrelationaldatabase,databasedesignandERmodel,systemimplementationandspatialdatabase.Thekeycontentsarerelationalalgebra,selectstatement,functionaldependencyandnormforms,ERmodel,SQLimplementation,geodatabasedatamodel,andspatialSQLlanguage.Throughlearningthecourse,studentsshouldmasterthemainknowledgeofdatabase,andhavethepracticalskillsofindependentlyusingSQLlanguageforgeneralandspatialdatadefinition,queryandupdate,whichlaysthefoundationforthesubsequentspecializeddataprocessingandanalysis.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：掌握空間數據庫系統(tǒng)的主要理論、技術和方法是1.21.22M2目標2：具備獨立使用SQL語言進行常規(guī)和空間數據的定義、查詢、更新等操作的實踐技能是5.15.1三、課程內容序號章節(jié)號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第1章緒論本章重點難點：DB、DBMS、DBS的概念；數據模型類型；數據庫體系結構；DBMS工作模式等。M14講授4課后作業(yè)21.11.1數據庫的由來和發(fā)展DB、DBMS、DBS的概念，人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數據庫階段、高級數據庫技術階段M1////31.21.2數據描述概念設計中的數據描述，邏輯設計中的數據描述，物理設計階段的數據描述，數據聯(lián)系的描述M1////41.31.3數據模型數據模型的定義，層次模型、網狀模型、關系模型、對象模型M1////51.41.4數據庫體系結構數據庫的三級體系結構，兩級數據獨立性M1////61.51.5數據庫管理系統(tǒng)DBMS的工作模式，DBMS的主要功能M1////71.61.6數據庫系統(tǒng)DBS的組成、結構及分類M1////8第2章第二章關系模型和關系運算理論本章重點難點：關系模型完整性規(guī)則，關系代數運算，關系代數表達式優(yōu)化。M16講授6課后作業(yè)92.12.1關系模型的基本概念關系的定義和性質、關系模型的三類完整性規(guī)則M1////102.22.2關系代數關系代數的基本操作，關系代數的應用，關系代數的擴充操作M1////112.32.3關系演算元組關系演算，域關系演算M1////122.42.4關系代數表達式優(yōu)化關系代數表達式的優(yōu)化問題、關系代數表達式的等價變換規(guī)則、關系代數表達式的優(yōu)化算法。M1////13第3章第三章關系數據庫語言SQL本章重點難點：SQL定義、查詢、更新語言。M26講授6課后作業(yè)143.13.1SQL的體系結構SQL的產生和發(fā)展，SQL數據庫的體系結構，SQL的組成M2////153.23.2SQL的數據定義SQL模式的創(chuàng)建和撤銷，基本的數據類型，基本表的創(chuàng)建，修改和撤銷，索引的創(chuàng)建和撤銷M2////163.33.3SQL的數據查詢SELECT查詢語句、SELECT語句完整的句法M2////173.43.4SQL的數據更新數據的插入、刪除和修改M2////183.53.5視圖的定義和對視圖的操作視圖的創(chuàng)建和撤銷、對視圖的更新操作、視圖的優(yōu)點M2////19實驗1實驗1SQL定義、更新語句SQL定義、更新語句M22上機2撰寫上機報告20實驗2實驗2SQL查詢語句SQL查詢語句M24上機4撰寫上機報告21第4章第四章關系數據庫的規(guī)范化本章重點難點：函數依賴的概念、關系模式的分解特性和范化理論。M16講授6課后作業(yè)224.14.1關系模式的設計問題關系模式的冗余和異常M1////234.24.2函數依賴FD的定義、邏輯蘊涵、推理規(guī)則；FD和關鍵碼的聯(lián)系、屬性集的閉包、最小函數依賴集M1////244.34.3關系模式的分解特性模式的分解問題、無損分解、無損分解的測試方法、保持函數依賴的分解、模式分解與模式的等價問題M1////254.44.4關系模式的范式1NF、2NF、3NF、BCNF，模式設計的方法原則M1////26第5章第5章空間數據管理本章重點難點：空間數據管理模式，Geodatabase數據模型M14講授4課后作業(yè)275.15.1空間數據庫概述空間數據、空間數據庫的定義、特征，采用關系模型組織空間數據面臨的問題。M1////285.25.2空間數據管理模式全文件管理模式、文件-關系混合模式、全關系模式、關系-對象混合模式、面向對象管理模式M1////295.35.3Geodatabase數據模型Geodatabase的概念、要素類、要素數據集、關系類、對象類、拓撲規(guī)則M1////30第6章第6章空間索引技術本章重點難點：空間索引定義、四叉樹索引、網格索引、R樹R+樹索引、cell樹索引M12講授2課后作業(yè)316.16.1空間索引概述空間索引的概念、作用、類型M1////326.26.2常見的空間索引機制四叉樹索引、BSP樹索引、網格索引、R樹R+樹索引、cell樹索引M1////33第7章第7章空間SQL語句本章重點難點：空間數據查詢與量算M24講授4課后作業(yè)347.17.1空間SQL的數據定義基本的空間數據類型、空間數據表的創(chuàng)建、修改和撤銷M2////357.27.2空間SQL的數據查詢與量算空間SQL的基本操作、空間拓撲關系的操作、空間分析的操作M2////367.37.3空間SQL的數據更新空間數據的插入、刪除和修改M2////37實驗3實驗3空間SQL語句空間SQL語句的插入、刪除和修改M24上機4撰寫上機報告38實驗4實驗4Geodatabase技術Geodatabase數據庫建立M22上機2撰寫上機報告39第8章第8章空間數據庫設計與ER模型本章重點難點：數據庫設計全過程、ER模型到關系模型的轉換規(guī)則。M14講授4課后作業(yè)408.18.1數據庫設計概述軟件工程與軟件生存期，數據庫工程與數據庫生存期M1////418.28.2數據庫設計的全過程規(guī)劃階段、需求分析階段、概念設計階段、邏輯設計階段、物理設計階段、數據庫的實現(xiàn)、數據庫的運行與維護M1////428.38.3ER模型ER模型的基本元素、屬性的分類、聯(lián)系的設計、ER模型的操作、采用ER方法的數據庫概念設計M1////438.48.4ER模型到關系模型的轉換ER圖轉換到關系模式的規(guī)則、采用ER方法的邏輯設計步驟M1////448.58.5ER模型實例分析M1////458.68.6空間數據庫設計案例M1////46第9章第9章系統(tǒng)實現(xiàn)技術本章重點難點：事務、數據庫恢復、并發(fā)控制以及安全性管理機制。M14講授4課后作業(yè)479.19.1事務事務的定義、ACID性質、狀態(tài)變遷圖M1////489.29.2數據庫的恢復存儲器結構，恢復的基本原則和實現(xiàn)方法，故障類型和恢復方法，檢查點技術，SQL對事務的支持M1////499.39.3數據庫的并發(fā)控制并發(fā)操作帶來的問題，封鎖技術，封鎖帶來的問題，并發(fā)操作的調度，SQL對事務并發(fā)處理的支持M1////509.49.4數據庫的完整性完整性子系統(tǒng)，SQL中的完整性約束，SQL3中的觸發(fā)器M1////519.59.5數據庫的安全性安全性問題，SQL中的安全性機制，常用的安全性措施M1////四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1、每章布置5道以上題目。2、成績采用百分制，根據作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3、考核學生對空間數據庫基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力題型主要有簡答、設計、分析和SQL程序題。20%2上機1、本課程12個學時實驗，共4個實驗項目。2、成績采用百分制，根據實驗完成情況評分。3、考核學生對數據庫管理系統(tǒng)操作應用能力，包括傳統(tǒng)關系數據庫及空間數據庫的設計、創(chuàng)建和操作。15%3大作業(yè)要求利用SQLServer，ArcGIS等軟件系統(tǒng)針對某一個應用領域空間數據的管理問題進行數據庫建立的需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計，并基于軟件平臺進行數據庫的創(chuàng)建和操作，利用c#等高級語言開發(fā)實現(xiàn)數據庫數據的查詢與訪問功能，并實現(xiàn)空間數據的可視化顯示。15%4期末考試1、閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。3、主要考核學生對空間數據庫及傳統(tǒng)數據庫基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有名詞解釋、選擇題目、SQL語言題目、設計題目等。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)20%A-獨立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確。B-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確。C-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成，步驟不合理，解題思路混亂。2M1期末考試80%（見試卷評分標準）3M2上機25%A-上機過程中認真完成上機要求，得到正確的分析結果，上機報告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實驗數據，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效結論。B-上機過程中認真完成上機要求，得到正確的分析結果，上機報告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實驗數據，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結論。C-上機過程中認真完成上機要求，不能得到正確的分析結果，上機報告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實驗數據，但是結合理論分析可以從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結論。D-上機過程中不能完成上機操作要求，不能得到正確的分析結果，不能從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結論。4M2大作業(yè)25%A-針對研究問題的數據管理問題進行了詳細的數據庫的設計，并有格式規(guī)范的設計報告書；利用C#等高級語言設計開發(fā)數據庫應用系統(tǒng)，實現(xiàn)了數據庫的查詢、訪問、操作和分析，實現(xiàn)了空間數據的可視化顯示。B-針對研究問題的數據管理問題進行了詳細的數據庫的設計，利用C#等高級語言設計開發(fā)數據庫應用系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了數據庫的查詢、訪問和操作，但未能實現(xiàn)空間數據的可視化顯示和分析。C-針對研究問題的數據管理問題進行較為詳細的數據庫的設計，但未能利用C#等高級語言設計開發(fā)數據庫應用系統(tǒng)，不能實現(xiàn)數據庫的查詢、訪問和操作。D-針對研究問題的數據管理問題未能進行詳細的數據庫的設計，未能利用C#等高級語言設計開發(fā)數據庫應用系統(tǒng)，不能實現(xiàn)數據庫的查詢、訪問和操作。5M2期末考試50%（見試卷評分標準）評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B