地球信息管理

地球信息管理第1頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)2地球信息的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3數(shù)據(jù)庫技術(shù)4地球信息管理系統(tǒng)第2頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)高度集成的GIS技術(shù)、GPS技術(shù)和RS技術(shù)給我們帶來了大量的地球信息資源，也帶來了廣大的用戶群，科學(xué)管理這些寶貴的資源才能讓用戶更好的使用它們。地球信息管理的主要目的有三方面：建立標(biāo)準(zhǔn)化的分類、編碼體系;建設(shè)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處理、組織數(shù)據(jù);建設(shè)信息共享平臺分發(fā)地球信息資源。第3頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)能夠保證提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)建立一套適合多學(xué)科使用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)地組織數(shù)據(jù)集成多源數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)發(fā)布網(wǎng)絡(luò)、共享數(shù)據(jù)資源第4頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)地球信息分類編碼的對象是地球信息,它表示地球系統(tǒng)中自然、人文現(xiàn)象的空間分布與各種地理過程的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、內(nèi)在聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。它是各種地球信息工程和系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和內(nèi)容。統(tǒng)一的地球信息分類編碼是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間信息交換、集成與信息共享的關(guān)鍵問題之一。第5頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)（1）地球信息的分類原則科學(xué)性和系統(tǒng)性相統(tǒng)一完整性和可延性相結(jié)合兼容性與繼承性兼顧綜合適用性第6頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)類型劃分方法：

主分類中的定性信息分類適合使用線分類法；

輔助分類中的定量屬性信息往往處于類別的較低層次，適合應(yīng)用面分類法。

主分類以學(xué)科分類為基礎(chǔ)，分為學(xué)科門、學(xué)科綱、學(xué)科目、學(xué)科種四級；

輔助分類主要從地球信息的具體屬性中選取若干個(gè)屬性面劃分。（2）地球信息的分類方法與類型第7頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

線分類法也稱層級分類法。它是將初始的分類對象（即被劃分的事物或概念）按所選定的若干個(gè)屬性或特征（作為分類的劃分基礎(chǔ)）逐次地分成相應(yīng)的若干個(gè)層級類目，并排列成一個(gè)有層次的、逐級展開的分類體系。在這個(gè)分類體系中，同位類的類目之間存在著并列關(guān)系且不重復(fù)、不交叉，下位類與上位類類目之間存在著隸屬關(guān)系。

第8頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

面分類法是將所選定的分類對象的若干個(gè)屬性或特征視為若干個(gè)“面”，每個(gè)“面”中又可分成彼此獨(dú)立的若干個(gè)類目。使用時(shí)，根據(jù)需要將這些“面”中的類目組合在一起，形成一個(gè)復(fù)合類目。第9頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)線分類法1)層次性好,能較好地反映類目之間的邏輯關(guān)系;2)使用方便,既符合手工處理信息的傳統(tǒng)習(xí)慣,又便于電子計(jì)算機(jī)處理信息。1)結(jié)構(gòu)彈性較差,分類結(jié)構(gòu)一經(jīng)確定,不易改動(dòng);2)效率較低,當(dāng)分類層次較多時(shí),代碼位數(shù)較長。面分類法1)有較大彈性,一個(gè)“面”內(nèi)類目改變,不影響其他“面”;2)適應(yīng)性強(qiáng),可視需要組成任何類目;3)易于添加和修改類目。1)不能充分利用容量,可組配的類目很多,但有時(shí)實(shí)際應(yīng)用的類目不多;2)難于手工處理信息。第10頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)分類方法：線分類法、面分類法實(shí)際中，由于客觀事物的復(fù)雜性，往往單獨(dú)采用哪一種分類法都滿足不了使用者的需求。因此，常常是根據(jù)情況混合使用。第11頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.1地球信息的分類與標(biāo)準(zhǔn)（3）地球信息的編碼原則編碼是在地球信息分類的基礎(chǔ)上將分類的結(jié)果用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識別的符號體系表示出來的過程。編碼的直接結(jié)果是代碼，又稱分類碼。每一類別的信息都有一個(gè)惟一的分類碼。編碼的目的在于方便使用。第12頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.3地球信息的編碼編碼原則①唯一性。代碼結(jié)構(gòu)必須保證每一個(gè)編碼對象僅有一個(gè)唯一賦予它的代碼。②可擴(kuò)性。為新的編碼對象留有足夠的備用碼。③簡短。不影響代碼系統(tǒng)的容量和可擴(kuò)性的情況下，代碼位數(shù)應(yīng)盡可能少④格式一致。⑤適應(yīng)性。代碼應(yīng)便于修改⑥含義性。⑦穩(wěn)定性。⑧識別性。⑨可操作性。⑩糾錯(cuò)性。第13頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.3地球信息的編碼編碼方法——

碼位設(shè)計(jì)代碼類型有數(shù)字型、字母型與數(shù)字字母混合型。碼位排列體現(xiàn)分類框架，按門類、大類、小類、一級、二級、三級等級序依次排列。

大類碼用一位數(shù)字，小類、一級、二級、三級均用二位。這代碼編排結(jié)構(gòu)可容納9,600萬個(gè)類別，有足夠的可擴(kuò)展性。

第14頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.3地球信息的編碼編碼方法——

代碼使用代碼主要用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、管理、檢索和交換。

第15頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.4地球信息標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容與層次①硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)；②軟件方面的標(biāo)準(zhǔn)，包括操作系統(tǒng)，查詢語言，程序設(shè)計(jì)語言，圖形用戶界面等等，如SQL，DCOM，CORBA等等；③數(shù)據(jù)和格式的標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性，地理要素的分類系統(tǒng)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等，空間數(shù)據(jù)編碼規(guī)范、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等就屬于該范疇；④數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)存放的文件格式標(biāo)準(zhǔn)；⑤過程標(biāo)準(zhǔn)，如ISO9000系列和CMM等，主要是針對系統(tǒng)開發(fā)過程的指導(dǎo)。信息技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范通常分為以下五個(gè)方面：第16頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化——四個(gè)方面①軟件工具：如文檔，設(shè)計(jì)、驗(yàn)收、評測標(biāo)準(zhǔn)以及軟件的接口規(guī)范等；②數(shù)據(jù)：包括數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)顯示，空間坐標(biāo)投影等；③系統(tǒng)開發(fā)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，數(shù)據(jù)工藝流程，標(biāo)準(zhǔn)建庫流程等；④其它：包括名詞術(shù)語，管理辦法等。

GIS標(biāo)準(zhǔn)主要集中于空間數(shù)據(jù)以及相關(guān)的一系列規(guī)范。1.4地球信息標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容與層次第17頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月地球信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化意義建立一套較為規(guī)范數(shù)據(jù)的錄入處理流程，提高工作效率和質(zhì)量；采用一致的數(shù)據(jù)格式以及空間數(shù)據(jù)可視化方式，指導(dǎo)數(shù)據(jù)的使用；有利于保障地球信息管理系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用的規(guī)范化發(fā)展，指導(dǎo)地球信息管理系統(tǒng)相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，拓展地球信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？梢詫?shí)現(xiàn)不同應(yīng)用領(lǐng)域地球信息的共享和互操作，這也正是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù)之一。1.4地球信息標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容與層次第18頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-2地球信息標(biāo)準(zhǔn)對地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的意義第19頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)

ISO/TC211地理信息/地球信息科學(xué)專業(yè)委員會(huì)成立于1994年3月，其目的是為了促進(jìn)全球地理信息資源的開發(fā)、利用和共享，即制定ISO/TC211地理信息/地球信息科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，它是對與地球上位置直接或間接有關(guān)的物體或現(xiàn)象信息的結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)。

1.4地球信息標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容與層次第20頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月Metadata可以譯成元數(shù)據(jù)，是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。在地理空間數(shù)據(jù)中，元數(shù)據(jù)是說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信息。2地球信息的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)2.1元數(shù)據(jù)定義

元數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用，不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫，其元數(shù)據(jù)的內(nèi)容會(huì)有很大差異。通過元數(shù)據(jù)可以檢索、訪問數(shù)據(jù)庫，可以有效利用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理和二次開發(fā)等。第21頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

科學(xué)界關(guān)于元數(shù)據(jù)認(rèn)識的共同點(diǎn)是：元數(shù)據(jù)的目的就是促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用，并為計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE）服務(wù)。

2地球信息的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第22頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月①對數(shù)據(jù)集的描述；對數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者及數(shù)據(jù)序代（數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史）等的說明；②對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述，如數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)的邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、分辨率、元數(shù)據(jù)的比例尺等；③對數(shù)據(jù)處理信息的說明，如量綱的轉(zhuǎn)換等；④對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述；⑤對數(shù)據(jù)庫的更新、集成等的說明。2地球信息的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)內(nèi)容第23頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月元數(shù)據(jù)是使數(shù)據(jù)充分發(fā)揮作用的重要條件之一，可用于數(shù)據(jù)文檔的建立、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，對于促進(jìn)數(shù)據(jù)的管理、使用和共享有重要的作用。

元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)就是編制元數(shù)據(jù)所必須遵循一定的規(guī)則。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織就元數(shù)據(jù)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)化制定了一整套的規(guī)則。很多國際應(yīng)用領(lǐng)域元數(shù)據(jù)的確定都出遵循這套標(biāo)準(zhǔn)。各行各業(yè)也可以根據(jù)自己業(yè)務(wù)的需要制定相關(guān)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如地理信息系統(tǒng)元數(shù)據(jù)、數(shù)字圖書館元數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)信息化元數(shù)據(jù)、電子政務(wù)元數(shù)據(jù)等。2地球信息的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第24頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月元數(shù)據(jù)的一般使用2.2元數(shù)據(jù)的作用瀏覽、檢索、查找、獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、再處理不同應(yīng)用之間的轉(zhuǎn)換元數(shù)據(jù)存貯、檔案管理數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)字典應(yīng)用項(xiàng)目元數(shù)據(jù)費(fèi)用地學(xué)

元數(shù)據(jù)

用戶部分是服務(wù)于用戶了解數(shù)據(jù)的需要；

數(shù)據(jù)字典需要用戶保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；

應(yīng)用項(xiàng)目需求是不同格式元數(shù)據(jù)、不同應(yīng)用環(huán)境中需要一定的轉(zhuǎn)換；

元數(shù)據(jù)費(fèi)用在制作與管理元數(shù)據(jù)時(shí)是必不可少的。

第25頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)：一個(gè)完整的地球空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。

通過元數(shù)據(jù)，用戶可對地球空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行瀏覽、檢索和分析等。只有知道數(shù)據(jù)的質(zhì)量、覆蓋范圍、源空間數(shù)據(jù)地圖的投影方式、數(shù)據(jù)生產(chǎn)日期、數(shù)據(jù)的變動(dòng)、數(shù)據(jù)的精度等一系列問題，由此可確定是否需要該數(shù)據(jù)。2.2元數(shù)據(jù)的作用第26頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與控制：影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的原因主要有源數(shù)據(jù)的精度或數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的精密度；數(shù)據(jù)加工處理過程中質(zhì)量的控制情況。這些關(guān)于數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題可通過元數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，這類元數(shù)據(jù)的獲取往往是地學(xué)、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工作者來完成的。2.2元數(shù)據(jù)的作用第27頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用：由于地球空間數(shù)據(jù)的異質(zhì)性及用戶需求的差異，在數(shù)據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目中經(jīng)常轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。

合理的元數(shù)據(jù)可為這種轉(zhuǎn)化提供功能流指引信息。2.2元數(shù)據(jù)的作用第28頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）數(shù)據(jù)存貯及管理的應(yīng)用：通過元數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)庫，可以有效降低數(shù)據(jù)存貯的空間，減少數(shù)據(jù)用戶查尋數(shù)據(jù)庫及獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間，從而降低數(shù)據(jù)庫的費(fèi)用。數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和管理費(fèi)用是數(shù)據(jù)庫整體性能的反映，通過元數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)資源的利用方面開支的合理分配。2.2元數(shù)據(jù)的作用第29頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月元數(shù)據(jù)在GIS應(yīng)用中的作用2.2元數(shù)據(jù)的作用地理信息系統(tǒng)（GIS）是地球空間數(shù)據(jù)處理、分析、集成等操作最有效的工具，在GIS中使用元數(shù)據(jù)的目的主要有：（1）數(shù)據(jù)分析需要（2）系統(tǒng)完整性和可擴(kuò)展性需求（3）瀏覽查錯(cuò)功能需求（4）程序生成第30頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（1）數(shù)據(jù)分析需要地球空間數(shù)據(jù)分析是GIS有別于其它信息系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)分析的每一過程都要有地球空間元數(shù)據(jù)的支持。如在疊加分析中，首先系統(tǒng)獲取要分析的多層地球空間數(shù)據(jù)的范圍、坐標(biāo)體系、空間位置坐標(biāo)等信息以便將數(shù)據(jù)顯示到一起；然后獲取數(shù)據(jù)的空間信息，將相應(yīng)的空間特征合并到一起；接下來獲取屬性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)信息，把相應(yīng)的屬性合并到一起；最后通過數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)信息把分析結(jié)果存貯到新的數(shù)據(jù)中。第31頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（2）系統(tǒng)完整性和可擴(kuò)展性需求

為保證對數(shù)據(jù)的處理應(yīng)該獲得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靜態(tài)信息和系統(tǒng)運(yùn)行中臨時(shí)形成的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)信息，即數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)。開放GIS的特點(diǎn)之一是功能的可擴(kuò)充性，運(yùn)行添加的功能塊必須獲取該模塊對特殊地球空間元數(shù)據(jù)和因該模塊的添加引起的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)處理過程中系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信息。第32頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（3）瀏覽查錯(cuò)功能需求

對數(shù)據(jù)集空間和屬性特征瀏覽時(shí)GIS需要解譯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及具體內(nèi)容，而這些信息是以元數(shù)據(jù)來表達(dá)的。在查錯(cuò)時(shí)使用地球空間元數(shù)據(jù)和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信息有助于檢測數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。第33頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（4）程序生成如果允許訪問元數(shù)據(jù)，則可以利用關(guān)于結(jié)構(gòu)的信息自動(dòng)生成可實(shí)現(xiàn)某些特殊功能的程序，如數(shù)據(jù)庫查詢的優(yōu)化處理等。第34頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月元數(shù)據(jù)在系統(tǒng)集成中的作用2.2元數(shù)據(jù)的作用在集成過程中各種類型的元數(shù)據(jù)具體的作用是不一致的，數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)服務(wù)對象是數(shù)據(jù)集成預(yù)處理和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制；集成軟件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)通過捕獲系統(tǒng)各操作過程和數(shù)據(jù)變動(dòng)信息以確定系統(tǒng)功能流向；數(shù)據(jù)特征層次元數(shù)據(jù)通過記錄數(shù)據(jù)空間和屬性特征的變化，將這些元數(shù)據(jù)信息寫入變化后的數(shù)據(jù)集中。第35頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（1）在數(shù)據(jù)檢索查詢中的應(yīng)用在數(shù)據(jù)檢索查詢中作用的主要是為集成提供數(shù)據(jù)對象。通過元數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)自身的信息和數(shù)據(jù)存在的環(huán)境信息，集成系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目指標(biāo)體系建立起來的具體數(shù)據(jù)要求發(fā)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的存在狀況，并判斷需對數(shù)據(jù)集采取的動(dòng)作。第36頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（2）在集成預(yù)處理中的應(yīng)用

集成預(yù)處理是根據(jù)集成系統(tǒng)的指令對空間和屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)形式、內(nèi)容等需要某些動(dòng)作的數(shù)據(jù)集進(jìn)行的集成準(zhǔn)備操作。

元數(shù)據(jù)的作用是為數(shù)據(jù)集空間位置配準(zhǔn)提供相對空間位置信息；為數(shù)據(jù)集成的可行性分析提供基礎(chǔ)信息。第37頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（3）在數(shù)據(jù)集成處理中的作用集成過程需要數(shù)據(jù)具體內(nèi)容的元數(shù)據(jù)及相關(guān)數(shù)據(jù)要素的信息，其作用過程是：用戶和系統(tǒng)確定哪些數(shù)據(jù)特征要進(jìn)行處理，由數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)特征的空間和屬性的元數(shù)據(jù)（一般在空間數(shù)據(jù)文件和屬性數(shù)據(jù)文件中），然后由系統(tǒng)執(zhí)行合并、刪除等操作，并把操作后數(shù)據(jù)特征的相應(yīng)變化放入對應(yīng)文件，同時(shí)將各類元數(shù)據(jù)記錄到對應(yīng)的臨時(shí)和可輸出的元數(shù)據(jù)中。第38頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（4）在數(shù)據(jù)結(jié)果表達(dá)中的作用

元數(shù)據(jù)對集成結(jié)果表達(dá)的作用是提供數(shù)據(jù)輸出模式、數(shù)據(jù)庫說明、數(shù)據(jù)集說明信息等，以便集成結(jié)果可以按照一定模式輸出，并將數(shù)據(jù)集成處理過程有關(guān)數(shù)據(jù)的變動(dòng)信息記錄到處理過后或新形成的數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)中。第39頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2元數(shù)據(jù)的作用（5）對集成結(jié)果的評價(jià)

集成結(jié)果的評價(jià)是對集成處理的評測，內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)集質(zhì)量、系統(tǒng)功能評價(jià)。

元數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)質(zhì)量信息是評價(jià)數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)，通過系統(tǒng)層次的元數(shù)據(jù)中諸如：操作過程中使用軟硬件環(huán)境設(shè)置、處理中誤差傳遞擴(kuò)散等信息可以評價(jià)系統(tǒng)功能的優(yōu)劣。第40頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3數(shù)據(jù)管理及元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)（FGDC）元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO/TC211對元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)歐洲地理信息標(biāo)難化委員會(huì)(CEN）元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)OpenGIS協(xié)會(huì)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第41頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫是關(guān)于事物及其關(guān)系的信息組合。早期——文件處理系統(tǒng)時(shí)間：20世紀(jì)50年代末期－60年代中期。

早期的數(shù)據(jù)管理是采用文件管理系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)保存在文件中，用戶的應(yīng)用程序直接操作文件中的數(shù)據(jù)。文件一般為某一用戶或用戶組所有，但也可以指定與其他用戶共享。3數(shù)據(jù)庫技術(shù)3.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)含義第42頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月文件系統(tǒng)階段特點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)可以長期保存（2）由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)（3）數(shù)據(jù)可共享，但共享性差、冗余度大（4）數(shù)據(jù)獨(dú)立性差第43頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時(shí)間：20世紀(jì)60年代末期至今應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫間的對應(yīng)關(guān)系：如圖所示應(yīng)用程序P1應(yīng)用程序P2…應(yīng)用程序Pn數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫第44頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的相關(guān)概念（1）數(shù)據(jù)庫定義：是為滿足某部門各種用戶的多種應(yīng)用需要，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中按照一定數(shù)據(jù)模型組織、存儲和使用的互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。DATABASE第45頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的相關(guān)概念（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義：是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）。簡單的說，指基于數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。組成：一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟硬件及系統(tǒng)人員和用戶組成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。第46頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）硬件系統(tǒng)：要求較高足夠大的內(nèi)存；大容量的直接存取設(shè)備；較高的數(shù)據(jù)傳輸能力（2）軟件系統(tǒng)◆數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件－－數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)◆支持DBMS運(yùn)行的操作系統(tǒng)◆與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)，以便于開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)?！粢訢BMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具◆為特定應(yīng)用所開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件

（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成第47頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本組成內(nèi)容之一。（4）各類人員◆數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）◆系統(tǒng)分析員◆應(yīng)用程序員◆最終用戶

（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成第48頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享（2）較少的數(shù)據(jù)冗余度（3）數(shù)據(jù)的獨(dú)立性（4）數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集中控制（5）數(shù)據(jù)一致性及可維護(hù)性，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)分物理數(shù)據(jù)層、概念數(shù)據(jù)層和邏輯數(shù)據(jù)層三個(gè)層次，反映了觀察數(shù)據(jù)庫的三種不同角度。

第49頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型反映了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的整體邏輯組織。

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作集合和完整性規(guī)則集合，組成了數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模式。在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)內(nèi)容的描述以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，主要通過數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型來實(shí)現(xiàn)。（3）數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型第50頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月不同的數(shù)據(jù)模型具有不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，最常用的有：

層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

其中層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型，它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以基本層次聯(lián)系為基本單位，基本層次聯(lián)系是兩個(gè)記錄及一對多的聯(lián)系；關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是表；面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對象。（3）數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型第51頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1）層次模型在數(shù)據(jù)庫中滿足以下兩個(gè)條件的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型：（1）有且只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有雙親節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為根節(jié)點(diǎn);（2）根以外的其它節(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親節(jié)點(diǎn)。第52頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1)層次模型（1）層次模型:優(yōu)缺點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關(guān)系的部門描述自然、直觀，容易理解性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持多對多聯(lián)系表示不自然對插入和刪除操作的限制多查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)層次命令趨于程序化（2）層次模型：典型層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。1968年，IBM公司推出IMS系統(tǒng)，第一個(gè)商用系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第53頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2)網(wǎng)狀模型滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型：（1）允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親；（2）一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。第54頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2)網(wǎng)狀模型（1）網(wǎng)狀模型:優(yōu)缺點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握

DDL、DML語言復(fù)雜，用戶使用困難（2）網(wǎng)狀模型：實(shí)際系統(tǒng)DBTG:20世紀(jì)70年代提出的系統(tǒng)方案；HP的IMAGE等優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)第55頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3)關(guān)系模型關(guān)系模型是最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型。1970年由美國IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度看，關(guān)系模型采用線性表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表，這種表稱為關(guān)系，它由行和列組成。

一個(gè)實(shí)體由若干個(gè)關(guān)系組成，而關(guān)系表的集合就構(gòu)成了關(guān)系模型。第56頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3)關(guān)系模型第57頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3)關(guān)系模型

在數(shù)據(jù)庫中，二維表需要滿足下列條件的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。（1）同一列分量的類型相同，且分量是不可再分。（2）列的順序可以是任意的。（3）表的每一行是一個(gè)記錄，表中的任意兩行不能完全相同。（4）行的順序可以是任意的。（5）二維表是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的基本組織單位。第58頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3)關(guān)系模型基本概念：屬性：表中的一列即為一個(gè)屬性，給每個(gè)屬性所起的名稱即為屬性名。元組：二維表中一行稱為元組。主健：表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域：屬性的取值范圍。分量：元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)系模式：對關(guān)系的描述。一般表示為關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）例如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級）第59頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系模型的基本概念第60頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3)關(guān)系模型關(guān)系模型：優(yōu)缺點(diǎn)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，用戶易懂易用；實(shí)體和各類聯(lián)系都用關(guān)系來表示；對數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系。關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作存取路徑對用戶透明導(dǎo)致查詢效率不如非關(guān)系模型為提高性能，必須對用戶的查詢請求進(jìn)行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

第61頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月4)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（OO模型）

一個(gè)面向?qū)ο竽Ｐ褪怯妹嫦驅(qū)ο笥^點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體（對象）的邏輯組織、對象間限制、聯(lián)系等的模型。一系列面向?qū)ο蠛诵母拍顦?gòu)成了OO模型的基礎(chǔ)。

核心概念(1)對象和對象標(biāo)識(OID)：對象是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的模型化。每一個(gè)對象都有一個(gè)惟一的標(biāo)識，稱為對象標(biāo)識（OID）。OID是獨(dú)立于值的，全系統(tǒng)唯一的。(2)封裝(encapsulate)：每一個(gè)對象是狀態(tài)（state）和行為（behavior）的封裝。其中狀態(tài)是該對象一系列屬性（Attribute）值的集合；而行為是在該對象狀態(tài)上操作的方法（程序代碼）的集合。被封裝的狀態(tài)和行為在對象外部是看不見的，只能通過顯示定義的消息傳遞來訪問。第62頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）類：所有具有相同屬性和方法集的對象構(gòu)成了一個(gè)對象類。任何一個(gè)對象都是某個(gè)對象類的一個(gè)實(shí)例（Instance）。一般類包含自身屬性和方法類本身。（4）類層次：所有的類組成了—個(gè)有根有向無環(huán)圖，稱為類層次（結(jié)構(gòu)）。一個(gè)類可以從直接／間接祖先（超類）中繼承（Inherit）所有的屬性和方法，該類稱為子類。（5）消息(Message)：由于對象是封裝的，對象與外部的通信只能通過顯式的消息傳遞，即消息從外部傳送給對象，存取和調(diào)用對象中的屬性和方法，在內(nèi)部執(zhí)行所要求的操作，操作結(jié)果仍以消息的形式返回。第63頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月4)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（OO模型）優(yōu)點(diǎn)A.具有表求和構(gòu)造復(fù)雜對象的能力。B.封裝性和信息隱蔽技術(shù)提供了模塊化機(jī)制。C.繼承和類層技術(shù)提供了重用機(jī)制D.滯后束定等技術(shù)為系統(tǒng)提供了擴(kuò)充能力。

第64頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，DBMS）是在文件處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的系統(tǒng)。DBMS在用戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)文件之間起到了橋梁作用。最大優(yōu)點(diǎn)是提供了兩者之間的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，即應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)文件時(shí)，不必知道數(shù)據(jù)文件的物理存儲結(jié)構(gòu)。當(dāng)數(shù)據(jù)文件的存儲結(jié)構(gòu)改變時(shí)，不必改變應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是處理數(shù)據(jù)庫存取和各種管理控制的軟件，它不僅面向用戶，還面向系統(tǒng)。3.1.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第65頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月主要功能：①定義數(shù)據(jù)庫——設(shè)計(jì)框架、定義數(shù)據(jù)庫、把原模式翻譯成機(jī)器的目標(biāo)模式存貯到系統(tǒng)中。②管理數(shù)據(jù)庫——實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性、有效性及并發(fā)控制③維護(hù)數(shù)據(jù)庫——數(shù)據(jù)庫性能的分析和監(jiān)督，數(shù)據(jù)庫的組織和整理④數(shù)據(jù)庫通訊功能——接口處理3.1.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第66頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月程序組成：①系統(tǒng)運(yùn)行控制程序。②語言處理程序。③建立和維護(hù)程序。3.1.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第67頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）空間數(shù)據(jù)庫概念空間數(shù)據(jù)庫是指能夠存儲空間數(shù)據(jù)，并提供對空間數(shù)據(jù)的有效的檢索，以及分析模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

空間數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫關(guān)系系統(tǒng)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，與面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)并稱為下一代數(shù)據(jù)庫的新特征，是繼關(guān)系數(shù)據(jù)庫之后一項(xiàng)新型的技術(shù)，她必將對空間數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用帶來更新，更加先進(jìn)的思路。

3.1.2空間數(shù)據(jù)庫第68頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月空間數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的主要的功能和難點(diǎn)主要如下：①地理對象的存儲②數(shù)據(jù)的地理屬性③空間查詢語言④空間索引機(jī)制⑤空間算子3.1.2空間數(shù)據(jù)庫第69頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月①數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜性?？臻g數(shù)據(jù)種類繁多，數(shù)據(jù)類型繁多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；數(shù)據(jù)之間關(guān)系的復(fù)雜性；②數(shù)據(jù)庫處理的多樣性。涉及屬性數(shù)據(jù)和空間位置數(shù)據(jù)；進(jìn)行查詢、檢索和統(tǒng)計(jì)時(shí)，常引入一些算法和模型。③數(shù)據(jù)量大。描述的各種空間要素，尤其是空間位置數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量往往十分龐大。④數(shù)據(jù)應(yīng)用廣泛。例如地理研究、環(huán)境保護(hù)、土地利用與規(guī)劃、資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境、市政管理、道路建設(shè)等。（2）

空間數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)第70頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

空間數(shù)據(jù)模型應(yīng)該是空間實(shí)體及其關(guān)系的形式化抽象和數(shù)學(xué)描述，其目的是揭示空間實(shí)體或地球空間的本質(zhì)屬性，并對它進(jìn)行抽象化，使之轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能識別、處理和存儲的數(shù)據(jù)。一個(gè)空間數(shù)據(jù)模型可能由多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

①柵格數(shù)據(jù)模型②矢量數(shù)據(jù)模型③矢量—柵格一體化模型（3）

空間數(shù)據(jù)模型第71頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1）柵格數(shù)據(jù)模型在柵格數(shù)據(jù)模型中，點(diǎn)是一個(gè)像元，線和面分別由一串和一片彼此相連的像元構(gòu)成。每一個(gè)柵格像元記錄著不同的同性特征(如灰度、色彩)，每個(gè)像元用一對(x，y)坐標(biāo)來標(biāo)識，像元的屬性可以表示為f(z，y)。由于柵格像元有其大小，所以表達(dá)某一區(qū)域表面的柵格數(shù)據(jù)是一個(gè)不連續(xù)的、離散的數(shù)據(jù)。22122332333233323332333第72頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月柵格數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實(shí)世界柵格數(shù)據(jù)的空間分辨率是按一個(gè)像元在地面所代表的實(shí)際面積大小來確定的，隨著分辨率的增大，對存儲空間的要求還要成幾何級數(shù)的增加。

第73頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月柵格數(shù)據(jù)的表達(dá)形式非常適合模擬連續(xù)變化的地球空間，特別是同性特征隨空間變化程度很高的區(qū)域，例如在衛(wèi)星圖像上所表現(xiàn)的海岸帶分布。柵格數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)是不便于表示點(diǎn)、線狀實(shí)體，主要是因?yàn)檫@兩類實(shí)體沒有大小，而柵格數(shù)據(jù)中的像元是有一定大小的；另外柵格數(shù)據(jù)不適合于表達(dá)和分析地理實(shí)體之間的空間關(guān)系。第74頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2）矢量數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)的基本類型起源于“spaghetti”模型。點(diǎn)用一空間坐標(biāo)對表示，線由一串坐標(biāo)對組成，而面是由線形成的閉合多邊形。如果向三維地理空間擴(kuò)展還包括表面和立體。根據(jù)是否在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中建立實(shí)體之間的拓?fù)潢P(guān)系，矢量數(shù)據(jù)模型又分為拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型和spaghetti數(shù)據(jù)模型。第75頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月在這種結(jié)構(gòu)中，空間數(shù)據(jù)按照以基本空間對象為單元進(jìn)行單獨(dú)組織，不含有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如面條結(jié)構(gòu)。簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第76頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

缺點(diǎn)：1、相鄰多邊形的公共邊界被數(shù)字化并存儲兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和碎屑多邊形數(shù)據(jù)冗余和不一致，導(dǎo)致雙重邊界不能精確匹配。2、自成體系，缺少多邊形的鄰接信息，無拓?fù)潢P(guān)系，難以進(jìn)行鄰域處理，如消除多邊形公共邊界，合并多邊形。3、島作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒有與外界多邊形聯(lián)系。不易檢查拓?fù)溴e(cuò)誤。所以，這種結(jié)構(gòu)只用于簡單的制圖系統(tǒng)中，顯示圖形。簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、直觀、易實(shí)現(xiàn)以實(shí)體為單位的運(yùn)算和顯示。第77頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第78頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括雙重獨(dú)立式編碼（DIME）、多邊形轉(zhuǎn)換器（POLYVRT）、地理編碼和參照系統(tǒng)拓?fù)浼桑═IGER）等。拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的概念：

弧段結(jié)點(diǎn)島簡單多邊形復(fù)合多邊形第79頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及組成特點(diǎn)：

1、點(diǎn)是相互獨(dú)立的，點(diǎn)連成線，線構(gòu)成面。

2、每條線起于起始結(jié)點(diǎn)，止于終止結(jié)點(diǎn)，并于左右多邊形相鄰接。組成：

1、弧段文件：由弧段記錄組成

2、結(jié)點(diǎn)文件：由結(jié)點(diǎn)記錄組成

3、多邊形文件：由多邊形記錄組成第80頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組成文件第81頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3）矢量—柵格一體化模型將矢量面對目標(biāo)的方法和柵格元子充填的方法結(jié)合起來，具體采用填滿線狀目標(biāo)路徑和充填面狀目標(biāo)空間的方法作為一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。線狀地物：除記錄原始取樣點(diǎn)外，還記錄路徑所通過的柵格。面狀地物：除記錄它的多邊形周邊以外，還包括中間的面域柵格。334334423344423344234422212第82頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月一方面，它保留了矢量的全部性質(zhì)，以目標(biāo)為單元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓?fù)潢P(guān)系；另一方面，它建立了柵格與地物的關(guān)系，即路徑上的任一點(diǎn)都直接與目標(biāo)建立了聯(lián)系。從原理上說，這是一種以矢量的方式來組織柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3）矢量—柵格一體化模型第83頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月建立矢量與柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對目標(biāo)數(shù)據(jù)存儲要求的統(tǒng)一約定。（1）點(diǎn)（2）線（3）面3）矢量—柵格一體化模型第84頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月a.點(diǎn)狀地物：是點(diǎn)，它僅有空間位置，沒有形狀和面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部僅有一個(gè)位置數(shù)據(jù)。b.線狀地物：是曲線，它有形狀但沒有面積，它在平面上的投影是一連續(xù)不間斷的直線或曲線，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需要用一組元子填滿整個(gè)路徑。c.面狀地物：是曲面，并具有形狀和面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需表示由元子填滿路徑的一組邊界和由邊界組成的緊湊空間。3）矢量—柵格一體化模型第85頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月①面向?qū)ο竽Ｐ偷膽?yīng)用，使地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有更豐富的語義表達(dá)能力，并具有模擬和操縱復(fù)雜地理對象的能力；②多媒體技術(shù)的發(fā)展拓寬了地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。③虛擬現(xiàn)實(shí)(靈境)技術(shù)促進(jìn)了地理空間數(shù)據(jù)庫的可視化。④分布式處理和Client/Server模式的應(yīng)用，使地理空間數(shù)據(jù)庫具有Internet/Intranet連接能力，實(shí)現(xiàn)分布式事務(wù)處理、透明存取、跨平臺應(yīng)用、異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)、多協(xié)議自動(dòng)轉(zhuǎn)換等功能?？傊?，未來理想的地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)可表示復(fù)雜和可變對象的、面向?qū)ο蟮?、主?dòng)的、模糊的、多媒體的集成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。（4）空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

第86頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)就是把現(xiàn)實(shí)世界中一定范圍內(nèi)存在著的應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象成一個(gè)數(shù)據(jù)庫的具體結(jié)構(gòu)的過程。

空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是指在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立空間數(shù)據(jù)庫的整個(gè)過程。主要包括需求分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)三部分。（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第87頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月需求分析是整個(gè)空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建立的基礎(chǔ)，主要進(jìn)行以下工作：①調(diào)查用戶需求：了解用戶特點(diǎn)和要求，取得設(shè)計(jì)者與用戶對需求的一致看法。②需求數(shù)據(jù)的收集和分析：包括信息需求(信息內(nèi)容、待證、需要存儲的數(shù)據(jù))、信息加工處理要求(如響應(yīng)時(shí)間)、完整性與安全性要求等。③編制用戶需求說明書：包括需求分析的目標(biāo)、任務(wù)、具體需求說明、系統(tǒng)功能與性能、運(yùn)行環(huán)境等，是需求分析的最終成果。（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第88頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)果是得到一個(gè)合理的空間數(shù)據(jù)模型，是空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。其主要任務(wù)是：①概念設(shè)計(jì)。對需求分析階段所收集的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分拆、整理，確定地理實(shí)體、屬性及它們之間的聯(lián)系。將用戶的局部視圖合并成一個(gè)總的全局視圖，形成獨(dú)立于計(jì)算機(jī)的反映用戶觀點(diǎn)的概念模式。表示概念模型最有力的工具是E—R模型，即實(shí)體一聯(lián)系模型，包括實(shí)體、聯(lián)系和屬性三個(gè)基本成分。（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第89頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月②邏輯設(shè)計(jì)。

在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，按照不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則將概念模型轉(zhuǎn)換為具體DBMS支持的數(shù)據(jù)模型的過程。即導(dǎo)出具體DBMS可處理的空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)(或外模式)，包括確定數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄及記錄間的聯(lián)系、安全性、完整性和一致性約束等。（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第90頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月從E—R模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換的主要過程為：A、確定各實(shí)體的主關(guān)鍵字；B、確定并寫出實(shí)體內(nèi)部屬性之間的數(shù)據(jù)關(guān)系表達(dá)式,數(shù)據(jù)項(xiàng)決定另外的數(shù)據(jù)項(xiàng)；C、把經(jīng)過消冗處理的數(shù)據(jù)關(guān)系表達(dá)式中的實(shí)體作為相應(yīng)的主關(guān)鍵字；D、根據(jù)B、C形成新的關(guān)系。E、完成轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行分析、評價(jià)和優(yōu)化。（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第91頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月③物理設(shè)計(jì)。物理設(shè)計(jì)是指有效地將空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)在物理存儲器上實(shí)現(xiàn)，確定數(shù)據(jù)在介質(zhì)上的物理存儲結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是導(dǎo)出空間數(shù)據(jù)庫的存儲模式(內(nèi)模式)。主要內(nèi)容包括確定記錄存儲格式，選擇文件存儲結(jié)構(gòu)，決定存取路徑，分配存儲空間。

（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第92頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月④數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)。GIS的數(shù)據(jù)可以按照空間數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系或?qū)I(yè)屬性分為各種邏輯數(shù)據(jù)層或?qū)I(yè)數(shù)據(jù)層，原理上類似于圖片的疊置。

數(shù)據(jù)層的設(shè)計(jì)一般是按照數(shù)據(jù)的專業(yè)內(nèi)容和類型進(jìn)行的。數(shù)據(jù)的專業(yè)內(nèi)容的類型通常是數(shù)據(jù)分層的主要依據(jù)，同時(shí)也要考慮數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。不同類型的數(shù)據(jù)由于其應(yīng)用功能相同，在分析和應(yīng)用時(shí)往往會(huì)同時(shí)用到，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)反映出這樣的需求，即可將這些數(shù)據(jù)作為一層。

（5）空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第93頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）文件結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理文件結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理(混合型管理)空間數(shù)據(jù)是目前絕大多數(shù)商用GIS軟件所采用的數(shù)據(jù)管理方案，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

3.1.3地球信息的數(shù)據(jù)庫管理方式第94頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理在全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理方式中，使用統(tǒng)一的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)以二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊的形式存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，形成全關(guān)系型的空間數(shù)據(jù)庫。GIS應(yīng)用程序通過空間數(shù)據(jù)訪問接口訪問空間數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫訪問接口訪問屬性數(shù)據(jù)。3.1.3地球信息的數(shù)據(jù)庫管理方式第95頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.3地球信息的數(shù)據(jù)庫管理方式第96頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理為了克服關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)的局限性，提出了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，并依此建立了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫。

3.1.3地球信息的數(shù)據(jù)庫管理方式第97頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）分布式數(shù)據(jù)管理Internet的發(fā)展和分布式處理Client／Server和Browse／Server的模式的應(yīng)用，使地理空間數(shù)據(jù)庫具有Internet／Intranet的連接能力，空間數(shù)據(jù)庫向著分布式數(shù)據(jù)庫方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)分布式事務(wù)處理、透明存取、跨平臺應(yīng)用、異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)、多協(xié)議自動(dòng)轉(zhuǎn)換等功能。ORACLE是目前最流行的客戶／服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫之一，它提供了分布式數(shù)據(jù)庫能力和空間數(shù)據(jù)管理功能3.1.3地球信息的數(shù)據(jù)庫管理方式第98頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月第99頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫的概念和類型基本概念時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫TDB(TemporalDatabase),是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上加上時(shí)間維,不僅能刻畫某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù),還能反映出其歷史和揭示其未來。3.2

時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)第100頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫的概念和類型類型歷史數(shù)據(jù)庫:被管理對象的生命周期稱為有效時(shí)間(ValidTime),對象的歷史由DBMS內(nèi)部機(jī)制完成;事務(wù)數(shù)據(jù)庫:數(shù)據(jù)庫本身被查增刪改的時(shí)間為事物時(shí)間(TransactionTime),其歷史由DBMS的內(nèi)部機(jī)制處理;雙時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫:既能管理對象的歷史,又能管理數(shù)據(jù)庫本身被查增刪改的歷史。3.2

時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)第101頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.2時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫在地球信息科學(xué)中的應(yīng)用——時(shí)空GIS概念具有時(shí)間與空間特性的地理信息系統(tǒng)，稱為時(shí)空地理信息系統(tǒng)(簡稱時(shí)空GIS）。如果在GIS中引入時(shí)間概念，那就是時(shí)態(tài)GIS。時(shí)態(tài)GIS研究的重點(diǎn)，是研究把時(shí)間作為地理實(shí)體的基本特征及GIS地理時(shí)空的模擬方法。3.2

時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)第102頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.1分布式數(shù)據(jù)庫的定義分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DistributedDataBaseSystem，縮寫DDBS）是面向地理上分散，而管理上需要不同程度集中管理的企、事業(yè)單位提供數(shù)據(jù)管理的信息管理系統(tǒng)，可以把分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)看成是：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)＋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是它不是這二者的簡單結(jié)合。3.3

分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)第103頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.2分布式數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)（1）集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)①系統(tǒng)的所有處理工作都是由一臺計(jì)算機(jī)完成的。②從硬件投資來看，對于采用大型計(jì)算機(jī)特別是大型存儲設(shè)備，在價(jià)格方面比較合算。③對于機(jī)器的維護(hù)和管理等，集中式系統(tǒng)的操作、程序設(shè)計(jì)等上作人員，都容易勝任，因而在經(jīng)濟(jì)上也比較合算。④集中式系統(tǒng)能夠完成大型的任務(wù)，而且可以提供大量的應(yīng)用軟件為用戶使用。⑤集中式系統(tǒng)管理集中，數(shù)據(jù)重復(fù)比較少，對于程序和數(shù)據(jù)都有較高的共享性，有利于提高系統(tǒng)的處理能力。⑥集中式系統(tǒng)便于資源管理，容易調(diào)整負(fù)荷，使其達(dá)到平衡。⑦集中式系統(tǒng)便于專業(yè)人員的培訓(xùn)和使用。3.3

分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)第104頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.2分布式數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)（2）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性。集中與自治相結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)。適當(dāng)增加數(shù)據(jù)冗余度。全局的一致性、可串行性和可恢復(fù)性。

3.3分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)第105頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）數(shù)據(jù)庫研究領(lǐng)域不斷拓展3.4數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展趨勢第106頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫研究與應(yīng)用進(jìn)一步深入（3）智能數(shù)據(jù)庫逐漸走向?qū)嵱茫?）數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘及支持智能決策（5）建立在Web平臺之上的海量空間數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一體——數(shù)字地球解決方案3.4

數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展趨勢第107頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1地球信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4地理信息管理系統(tǒng)基本概念：地球信息管理系統(tǒng)是地球信息科學(xué)的技術(shù)系統(tǒng)，它是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的解決與地球空間信息有關(guān)的數(shù)據(jù)獲取、存儲、傳輸、管理、分析與應(yīng)