《地理信息系统设计》教程..ppt

第七章　空间数据库系统的设计与实现 在第七章的第一、第二部分介绍了空间数据的特征、规范与标准；空间数据的逻辑预处理（包括分幅、分层和分专题要素）；空间数据的概念设计以及空间数据的逻辑设计。在这一部分将介绍空间数据库的功能设计和空间数据采集建库。 五、空间数据库的功能设计 （一） 空间数据输入设计 （二） 空间数据检索设计 （三） 空间数据输出设计 （四） 空间数据更新设计 （五） 空间数据共享设计 空间数据输入内容 图形数据：地图、遥感图象、实测数据等。输入主要是完成数字化工作，主要采用两种形式：手扶跟踪数字化和扫描数字化（屏幕跟踪），它们各有优缺点，此外，还有几何坐标输入（如COGO）和现有数据转换输入。 属性数据：有关空间实体的属性信息。输入一般采用表格形式，以ID码实现与图形数据的连接。 空间数据输入设计原则 良好的交互性。如确认输入、确认删除、确认取消等都为用户提供反馈信息和帮助信息 允许用户进行简单的数据编辑 提供恢复功能。允许恢复到错误输入前的正确状态 对于表格数据的输入，要提供缺省值、输入格式、有效性检验等功能，使用户快速而准确地输入数据 空间数据输入设计考虑因素 数据的组织和存放。整个目录结构要很清晰 设计并建立完整的符号库，包括点状符号、线状符号、面状符号和特殊的符号 良好的输入界面和数据接口 数据组织存放目录结构示意图 空间数据检索设计 目的：从空间数据库中快速高效地检索出所需要的数据 实质：按一定条件对空间实体的图形数据和属性数据进行查询检索，形成一个新的空间数据子集 方法：根据GIS应用的实际要求，用SQL语言、扩展SQL语言和具有检索功能的GIS命令（如Arc/Info中的#Merge、#Overlay、#select、#Polygon、#Assess等）来实现 注：空间检索是目前空间数据检索研究的热点， 最常见空间数据检索是基于拓扑关系（包括邻接、关联、包含等）的空间检索 GIS中数据检索类型及其特点 基于拓扑关系的主要空间检索 面-面关系检索。面-面的关系有8种，面-面关系检索主要是查询并判断多个面实体之间是否相邻、包含、相交以及方向距离关系等 线-线关系检索。线-线关系有33种，它的检索主要是查询并判断线与线之间是否有邻接、相交、平行、重叠以及方向距离关系等 点-点关系检索。主要是查询并判断点与点之间距离、方向以及重叠等关系 线-面关系检索。主要是查询并判断线与面之间距离、方向、相交及重叠等关系 空间检索（续） 点-线关系检索。主要是查询并判断点与线之间距离、方向、相交及重叠等关系 点-面关系检索。主要是查询并判断点与面之间距离、方向及包含等关系 边缘匹配检索。指空间检索在多幅地图的数据文件之间进行时，需要应用边缘匹配处理技术，建立跨越图幅边界的多边形，提取与查询相关联的图幅数据，然后将这些数据自动地组织到连续的窗口范围内 注：当空间数据库的图幅很多时，需进行图库的管理和图幅之间数据的无缝处理。此时，图库必须建立在统一的坐标体系、统一的坐标原点、统一的投影类型下，每个图幅至少要有四个控制点，并建立空间索引。 空间数据输出设计 描述：指按实际应用的要求和可视化原则，将GIS操作和分析的结果展示在屏幕上或打印到图纸上的过程 原则： 应从美学原则出发，布局图中各个内容的位置，调配大小和色彩，设计优美的地图整饰等 空间数据的输出应带有很大的灵活性，允许用户对输出内容进行动态组合 为常用的输出格式设计模板以方便用户 输出数据的表达形式尽可能多样化，如采用多媒体技术等 空间数据更新设计 空间数据更新设计是GIS空间数据库设计的重要内容，因为数据更新是GIS活力源泉之一。随着GIS应用的深入，数据成为制约GIS发展的瓶颈，因此，迫切要求数据获取手段和数据更新手段不断得到完善。 空间数据包括几何数据、属性数据和拓扑数据三种，根据空间数据发生变化的数据类型，可以将空间数据的变更分为三种类型: 数据更新模型 连续快照模型：用一系列状态所对应的地图来反映地理现象的时空演化过程。连续快照仅代表地理现象的状态，而缺乏对现象所包含的对象变化的明确表现，因此它不能确定地理现象所包含的对象在时间上的拓扑联系。易于实现，但冗余大 底图修改模型：首先确定数据的初始状态，然后仅记录时间片段后发生变化的区域，通过叠加操作来建立现时的状态数据，其中，每一次叠加则表示状态的一次变化 时空合成模型：将每一次独立的叠加操作转换为一次性的合成叠加。这样，变化的积累形成最小变化单元，由这些变化单元构成的图形文件和记录变化历史的属性文件联系在一起，则可较完整地表达数据的时空特征 空间数据共享 空间数据共享是GIS界一直关心的问题，目前尚未完全解决。 影响空间数据共享的有技术因素，也有