面向对象的空间数据组织与管理
空间数据组织与管理
空间数据组织空间数据管理
?空间数据结构 ●矢量数据结构●栅格数据结构 ?矢量、栅格结构对比?空间数据库特点 ?传统数据库模型及特点 ●层次数据模型●网络数据模型●关系数据模型 ?现行空间数据库管理方案 ●混合数据管理模式●扩展数据管理模式●统一数据管理模式 空间数据组织与管理
定义： ?矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。?点：空间的一个坐标点；?线：多个点组成的弧段； ?面：多个弧段组成的封闭多边形； 获取方法 ?定位设备（全站仪、GPS 、常规测量等）?地图数字化?间接获取 ●栅格数据转换 ●空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据） 矢量数据表达考虑内容 ?矢量数据自身的存储和管理?几何数据和属性数据的联系 ?空间对象的空间关系（拓扑关系） 矢量数据表达 ?简单数据结构?拓扑数据结构?属性数据组织 矢量数据结构
矢量数据表达—简单数据结构 只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。又称面条结构。 存储： ?独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象；?点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成 特征 ●无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询 ●公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性和一致性 ●多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂；●处理嵌套多边形比较麻烦 适用范围： 制图及一般查询，不适合复杂的空间分析 量数据结构（续）
标识码属性码空间对象编码唯一 连接几何和属性数据 数据库 独立编码 点: ( x ,y ) 线: ( x 1 , y 1 ) , (x 2 , y 2 ) , … , ( x n , y n )面: ( x 1, y 1) , (x 2, y 2) , …, ( x 1, y 1) 点位字典 点: 点号文件 线: 点号串面: 点号串 点号X Y 1112223344………n 55 66 存储方法 量数据结构（续）
面向对象的数据库技术
面向对象的数据库技术 肖阳辉 摘要：面向对象的数据库极有可能是数据库发展的方向，关系型数据库已显得力不从心，面向对象技术已经渗透到了数据库领域，把面向对象的方法和数据库技术结合起来可以使数据库系统的分析、设计最大程度地与人们对客观世界的认识相一致。面向对象数据库的技术机理并不高深，但它的设计思想却极有价值。论文关键词：关,键,词,数据库,面向对象,技术 随着应用的日趋复杂和智能化，传统的关系数据库的缺点一点点的暴露出来，人们迫切希望产生一种新的数据库解决方案来适应这些复杂需求。一种新的解决方案呼之欲出。而这个解决方案极有可能就是面向对象数据库技术。面向对象数据库的技术机理并不高深，但它的设计思想却极有价值。在传统的面向对象应用开发中，由于传统的关系数据库开发风格完全不同于面向对象风格，使得许多程序员难以从复杂的SQL编程中解脱出来（尽管已经有一些成熟的ORM技术框架，如Hibernate，但程序员仍需要做大量的数据库代码工作），从而也无法从实质上提高工作效率。 1、面向对象数据库技术概述 面向对象是当前计算机界关心的重点，面向对象是一种新的方法学，也是一种认知方法学。它是一种支持模块化设计和软件重用的实际可行的编程方法，它把程序间的逻辑活动建立在对象间的消息传递之上，且设计上更加符合现实世界，更加自然，所以面向对象方法得到了更广泛的应用。 面向对象数据库系统是为了满足新的数据库应用需要而产生的新一代数据库系统。在数据库中提供面向对象的技术是为了满足特定应用的需要。随着许多基本设计应用(如MACD和ECAD)中的数据库向面向对象数据库的过渡，面向对象思想也逐渐延伸到其它涉及复杂数据的应用中，其中包括辅助软件工程(CASE)、计算机辅助印刷(CAP)和材料需求计划(MRP)。这些应用如同设计应用一样在程序设计方面和数据类型方面都是数据密集型的，它们需要识别于类型关系的存储技术，并能对相近数据备份进行调整。 还有许多应用要求多媒体数据库。它们要求以集成方式和文本或图形信息一起处理关系数据，这些应用包括高级办公室系统的其它文档管理系统。 面向对象数据库从面向程序设计语言的扩充着手使之成为基于面向对象程序设计语言的面向对象数据库。例如：ONTOS、ORION等，它们均是C++的扩充，熟悉C++的人均能很方便地掌握并使用这类系统。 面向对象数据库研究的另一个进展是在现有关系数据库中加入许多纯面向对象数据库的功能。在商业应用中对关系模型的面向对象扩展着重于性能优化，处理各种环境的对象的物理表示的优化和增加SQL模型以赋予面向对象特征。如UNISQL、O2等，它们均具有关系数据库的基本功能，采用类似于SQL的语言，用户很容易掌握。 2．面向对象数据库的优点 面向对象数据库是数据库技术与面向对象程序设计方法相结合的产物，由于同是面向对象方法学，所以其具有了所有面向对象的优点。同时，由于数据库主要操作的是集合（而不是单个数据），所以其又具有自身的特点和优点。 （1）提高数据库开发效率
041003[数据组织与管理] 天津大学考试题库及答案
数据组织与管理复习题 一、选择题 1、目前常用的数据库系统为（3）。 （1）网状数据数据库系统 （2）层次数据库系统 （3）关系数据库系统 （4）完整性约束数据库系统 2、数据库的完整性是指（3） （1）数据的安全性、完备性（2）数据的正确性和安全性 （3）数据的正确性、相容性和一致性（4）数据的查询和处理 3、对各种数据结构中的元素进行排序的主要目的为（2） （1）数据采集的需要（2）数据输出的需要 （2）数据查询的需要（4）数据传递的需要 4、有一“图书基本情况”的档案文件，其记录由“图书号”、“书名”、“出版社”、“出版日期”、“价格”等数据项组成。其中关键字应是（2） （1）书名（2）图书号（3）出版社（4）出版日期 5、数据库开发过程中的概念设计主要完成（2）。 （1）需求分析（2）E-R图设计 （3）数据模型设计（4）数据管理系统软件的选型 6、模式是数据库中全体数据的（3）的描述。 （1）结构与特征（2）物理结构与特征 （3）逻辑结构与特征（4）逻辑结构、物理结构与特征 7、在一个链表结构中，设置指针的原因是（2）。 （1）方便操作（2）说明前后件之间的物理位置关系 （3）删除操作简单（4）插入操作简单 8、在一个线性表中进行冒泡排序和快速排序（2）。 （1）效率一样（2）快速排序比冒泡排序快 （3）冒泡排序比快速排序快（4）两种方式无法比较 9、图的结构非常复杂，常用的结构表示方式为（4）。 （1）线性结构（2）链表结构 （3）层次结构（4）线性结构或链表结构 10、队列的删除操作在（ 1 ）进行。 （1）队头（2）队尾（3）任意位置（4）指定位置 11、二叉树和满二叉树的主要区别为（3）。 （1）树中各个结点的度不相同（2）树的层次不相同 （3）树的结构表示不相同（4）树的操作不相同 12、整个数据库设计的关键是（4）。 （1）概念结构设计（2）逻辑结构设计 （3）数据库的物理设计（4）需求分析 13、已知某二叉树的前序遍历序列为DBACFEG，中序序列为ABCDEFG，则其后序遍历序列为（1）。 （1）ACBEGFD （2）ABEFCDG （3）BCDAGFE （4）GFABCDE 14、从一个顺序队列删除元素时，首先需要（2）。
基于ArcSDE的空间数据组织和管理
１ＡｒｃＳＤＥ的体系结构和数据模型 ＡｒｃＳＤＥ采用客户／服务器（即Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ）体系结构。在以Ｏｒａｃｌｅ为底层数据库的环境中，ＡｒｃＳＤＥ为用户提供了三种灵活的选择，用户可以根据具体情况选择直接连接（也称为两级连接，Ｔｗｏ－ＴｉｅｒｅｄＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、间接连接（也称为三级连接，Ｔｈｒｅｅ－ＴｉｅｒｅｄＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）或者建立ＯＬＥＤＢ连接。一般推荐采用间接连接。 ＡｒｃＳＤＥ间接连接的体系结构如图１所示。在服务器端ＡｒｃＳＤＥＳｅｒｖｉｃｅ的ｇｉｏｍｇｒ进程一直在后台运行，当客户程序连接请求通过ＴＣＰ／ＩＰ网络发送到ＡｒｃＳＤＥ时，ｇｉｏｍｇｒ进程为该连接分配一个专用的ｇｓｒｖｒ，以后客户程序与ＡｒｃＳＤＥ的应用服务器之间的通讯就通过该ｇｓｒｖｒ进程来进行。ｇｓｒｖｒ进程主要起以下几个作用：（１）服务于该连接的所有请求； （２）解释客户查询请求为Ｏｒａｃｌｅ可以理解的ＳＱＬ语句，并根据查询对象（要素类或栅格数据集）的空间索引和查询条件产生过滤器，然后将带有过滤器的ＳＱＬ语句提交Ｏｒａｃｌｅ服务器； （３）进一步将Ｏｒａｃｌｅ提取的查询结果集进行第二步的空间过滤，以产生符合查询条件的最小结果集并返回客户程序； （４）维护和管理元数据。 ＡｒｃＳＤＥ作为空间数据库引擎，既可以将矢量数据存储到ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ中，也可以将栅格数据存储到ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ中。 ＡｒｃＳＤＥ以ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ数据模型来存储数据。在ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ数据库中，ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ是最高层次的地理数据单元，所有的地理数据由一个或多个ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ组成。一个ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ由多个抽象数据集（Ｄａｔａｓｅｔｓ）组成［２］。数据集通过继承得到Ｔｉｎ（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋ）数据集、栅格数据集、要素数据集和表。Ｔｉｎ数据集是指一套带有ｚ值的不规则三角网，用它来精确表示表面。栅格数据集是存储有不同光谱或分类值的 基于ＡｒｃＳＤＥ的空间数据组织和管理 张佐帮１，尚颖娟２ （１．西南大学地理科学学院，重庆４００７１５；２．西南大学资源环境学院，重庆４００７１６） 摘要：重点讨论了ＡｒｃＳＤＥ的数据组织模型，以及如何组织和管理空间数据；利用ＡｒｃＳＤＥ结合Ｏｒａｃｌｅ９ｉ技术，实现了中国－－东盟自由贸易区电子政务系统中数据库的建立。 关键词：ＡｒｃＳＤＥ；数据组织；空间数据库 中图分类号：Ｐ２０８；ＴＰ３１１文献标识码：Ｂ文章编码：１６７２－６２５１（２００７）０９－００５８－０３ Ｔｈｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｐａｔｉａｌｄａｔａ ＺＨＡＮＧＺｕｏ－ｂａｎｇ１，ＳＨＡＮＧＹｉｎｇ－ｊｕａｎ２ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｄａｔａｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＡｒｃＳＤＥａｎｄｈｏｗｔｏｏｒｇａｎｉｚｅａｎｄｍａｎａｇｅｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄａｔａ．ＢｙｕｓｉｎｇＡｒｃＳＤＥａｎｄＯｒａｃｌｅ９ｉｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｏｆｔｈｅＥ－ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆＣＡＦＴＡｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡｒｃＳＤＥ；Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａｔａ；Ｓｐａｔｉａｌｄａｔａｂａｓｅ 收稿日期：２００７－０８－２２ 作者简介：张佐帮（１９７９－），男，助教，研究方向：地理信息系统应用。 图１ＡｒｃＳＤＥ间接连接的体系结构［１］
第9章 面向对象数据库系统习题解答
第9章面向对象数据库系统 习题解答 一. 简答题 1．面向对象程序设计的基本思想是什么？它的主要特点是什么？ 面向对象程序设计的基本思想是用对象来理解和分析问题空间，并设计和开发出由对象构成的软件系统（解空间）。 面向对象方法的主要优点是：符合人们通常的思维方式；从分析到设计再到编码采用一致的模型表示具有高度连续性；软件重用性好。 2．解释面向对象模型中的对象、对象标识、封装、类、类层次等概念。 对象是一组数据结构和在这组数据结构上的操作的程序代码封装起来的基本单位。是对现实世界某个实体的抽象。 对象标识：唯一地标识某个对象。 封装：隐藏属性，方法或实现细节的过程，对外仅公开接口。 类：对象类的简称，即共享所有属性和方法的所有对象集合。 类层次：一组父子关系的类构成的层次结构 3．给出一个面向对象数据库的类层次的实例。 4．举例说明超类和子类的概念。 超类是子类的抽象，子类是超类的特殊化，如学生、本科生、研究生三个类，学生是本科生和研究生的超类，而本科生和研究生是学生的子类。因为本科生和研究生继承了学生的所有属性和行为。 224
二．问答题 1．对于实体集学生、课程、班级以及它们相互之间的联系，请用ODL来描述。要求为所有的属性和联系（正向、反向）进行说明，并且指出每个类的范围和键码。 Interface Student { attribute integer StudentNo; attribute string StudentName; attribute integer Age; attribute string Dept; relationship Set
空间数据库管理模式
空间数据管理模式 1．文件管理——ArcInfo中Coverage文件管理 ARC/INFO7.X以前版本以Coverage作为矢量数据的基本存储单元。一个Coverage存储指定区域内地理要素的位置、拓扑关系及其专题属性。每个Coverage一般只描述一种类型的地理要素（一个专题Theme）。位置信息用X,Y表示，相互关系用拓扑结构表示，属性信息用二维关系表存储。 ?Coverage的优点 空间数据与属性数据关联 空间数据放在建立了索引的二进制文件中，属性数据则放在DBMS表（TABLES）里面，二者以公共的标识编码关连。 矢量数据间的拓扑关系得以保存 由此拓扑关系信息，我们可以得知多边形是哪些弧段（线）组成、弧段（线）由哪些点组成、两条弧段（线）是否相连以及一条弧段（线）的左 或右多边形是谁？这就是通常所说的“平面拓扑”。 ?新技术条件下Coverage的缺陷 Coverage模型可取的方面，有的已经可以不再继续作为强调的因素； 拓扑关系的建立可以由面向对象技术解决（记录在对象中） 硬件的发展，不再将存储空间的节省与否作为考虑问题的重心 计算机运算能力的提高，已经可以实时地通过计算直接获得分析结果。 空间数据不能很好地与其行为相对应； 以文件方式保存空间数据，而将属性数据放在另外的DBMS系统中。这种方式对于日益趋向企业级和社会级的GIS应用而言，已很难适应（如海量数据、 并发等） Coverage模型拓扑结构不够灵活，局部的变动必须对全局的拓扑关系重新建立（Build） “牵一发而动全身”，且费时 在不同的Coverage之间无法建立拓扑关系； 河流与国界 人井与管道 2．文件-关系数据库混合型管理——ArcInfo、ArcView GIS的Shape文件和Mapinfo中的Tab文件管理 用文件系统管理几何图形数据，用商用关系型数据库管理属性数据，两者之间通过目标标识或内部连接码进行连接。在这一管理模式中，除通过OID(object，ID)连接之外，图形数据和属性数据几乎是完全独立组织、管理与检索的。当前GIS ODBC(Open Database Consortium，开放性数据库连接协议)
地理空间数据库原理期末考试题总卷
《地理空间数据库原理》课程期末考试卷 一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性； B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系； C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂； D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效
率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D) A. 1,4,5,4,6,6,5,5,5,4,4,4 B.1,4,5,5,5,6,6,6,6,4,4,4 C.1,4,5,4,5,6,6,6,6,5,4,4 D.1,4,5,4,5,6,6,6,6,4,4,4 4. 使用游程编码对下述编码压缩后的结果为（B）WWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWBBBWWWWWWWWWWW WWWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWWW A.12W1B11W3B24W1B14W B.12W1B12W3B24W1B14W C.12W1B12W3B24W1B13W D.12W1B12W3B25W1B14W 5. 下列关于各种数据模型说法错误的是（A) A. Shapefile可以支持点，线，面等图形要素的存储。是一种比较原始的矢量数据存储方式，既能够存储几何体的位置数据，又可在一个文件之中同时存储这些
ArcGIS空间数据管理与分析
《地理信息系统概论》实验报告 题目：ArcGIS关于空间数据管理与空间数据分析操作实验姓名：赵文彪 学号： 2014212425 班级：地信141 学院：理学院 编写日期： 2015–11–8
学习空间数据库的建立与地图坐标校正变换 二、实验原理 ArcMap 默认支持3种Transformation 类型。其中，两种是平面至平面的转换，即仿射(Affine)和Similarity，二者有一定差别。另一种即由曲面至平面的地图投影转换（Projective）。本实验中学习的坐标变换方法，是GIS实践中较常用的仿射变换。 我们在课堂中讲过，坐标校正（rectification）可采用各级多项式来转换地图坐标。例如，设原坐标为(x,y)，转换后的坐标为(x',y')，采用2次多项式： x' = a1 x2 + b1 y2 + c1 xy + d1 x + e1 y + f1 y' = a2 x2 + b2 y2 + c2 xy + d2 x + e2 y + f2 通过地面控制点GCPs 的已知坐标(x,y)和(x',y')，求出2次多项式的各项系数，就可以将地图上所有的(x,y)转换为(x',y')。 本实验中的仿射变换是采用一次（线性）多项式 x' = a1 x + b1 y + c1和y' = a2 x + b2 y + c2 作为坐标转换关系的坐标校正方法。仿射变换可以将数据在x, y方向是非等比放大缩小，歪斜，旋转和平移（如图所示）。 在ArcGIS中，一般采用4个Tics，即通常所说的地面控制点，来进行仿射变换。对于一般比较规整的地图，这样进行坐标校正是够用了。 三、实验内容 把数字化时形成的inch 单位的平面坐标，转化为我国统一使用的高斯-克吕格坐标，并将转换好空间坐标的数据导入到Geodatabase库中。为此，首先利用ArcMap，把原始的4个tic点坐标(x,y) (即取inch 的坐标)，改为相应的高斯-克吕格坐标值。然后，计算机根据这四个Tics 在两种坐标系中的取值，计算出转换系数，再把所有的(x,y) 转为高斯-克吕格坐标系统。最后，在ArcCatalog 中，新建一个高斯-克吕格坐标的Feature Dataset，把转换好坐标的Feature Class放到Geodatabase的Feature Class 中。
空间数据库复习提纲.doc
空间数据库原理部分 Chapter 1 Introduction to Spatial Databases 1、举例说明什么是空间数据、非空间数据？如何理解空间查询(spatial queries)和非空间查询的区别(Non-spatial queries) ? 答：一种区别的方式是看数据是否可以进行地图制图。河流的泛洪区，卫星影像数据、气象气候数据等都可以是空间数据；书店名称店员人数，去年的销售量，电话号码等是非空间数据。空间查询是对空间数据的查询或命令 2^什么是GIS,什么是SDBMS?请阐述二者的区别和联系。 答：(1)GTS是一个利用空间分析功能进行可视化和空间数据分析的软件。(它的主要功能有：搜索、定位分析、地形分析、流分析、分布、空间分析/统计、度量。GIS可以利用SDBMS来存储、搜索、查询、分享大量的空间数据集。) (2)SDBMS是一个软件模块。它可以 ①利用一个底层的数据库管理系统 ②支持多种空间数据模型、相应的空间抽象数据类型(ADT)以及一种能够调用这些ADT的查询语言 ③支持空间索引、高效的空间操作算法以及用于查询优化的特定领域规则 (3)区别与联系：①利用GIS可以对某些对象和图层进行操作，而利用SDBMS则可以对更多的对彖集和图层进行更加简单的操作；②SDBMS可以在GIS不能使用的某些领域进行使用，例如基因组学、天文学、多媒体信息系统等；③GTS可以作为SDBMS的前端，利用一个高效的SDBMS可以大大提高GIS的效率和牛产率。 3、从G1S这一缩写的三种含义来理解G1S的发展历程。 答：地理信息系统：为专业人员提供的软件 地理信息科学：为地理信息系统和服务提供使用和发展的定义、框架和理论 地理信息服务：为普通用户提供的网点和服务中心，例如PC机上的地理和空间服务
面向对象数据模型
第三节面向对象数据模型 1、传统数据模型存在的主要问题 已于前述，目前非空间数据最主要的数据模型是层次模型、网状模型和关系模型。这里，我们分别介绍它们用于GIS地理数据库的局限性 (1)层次模型用于GIS地理数据库的局限性 层次模型反映了地理世界中实体之间的层次关系，在描述地理世界中自然的层次结构关系时简单、直观，易于理解，并在一定程度上支持数据的重构。它用于GIS地理数据库存在的主要问题是： 1）、很难描述复杂的地理实体之间的联系，描述多对多的关系时导致物理存储上的冗余； 2）、对任何对象的查询都必须从层次结构的根结点开始，低层次对象的查询效率很低，很难进行反向查询； 3）、数据独立性较差，数据更新涉及许多指针，插入和删除操作比较复杂，父结点的删除意味着其下层所有子结点均被删除； 4）、层次命令具有过程式性质，要求用户了解数据的物理结构，并在数据操纵命令中显式地给出数据的存取路径； 5）、基本不具备演绎功能和操作代数基础。 (2)网状模型用于GIS地理数据库的局限性 网状模型是层次模型的一般形式，反映了地理世界中常见的多对多关系，在一定程度上支持数据的重构，具有一定的数据独立和数据共享特性，且运行效率较高。用于GIS地理数据库的主要问题如下： 1）、由于网状结构的复杂性，增加了用户查询的定位困难，要求用户熟悉数据的逻辑结构，知道自己所处的位置； 2）、网状数据操作命令具有过程式性质，存在与层次模型相同的问题； 3）、不直接支持对于层次结构的表达； 4）、基本不具备演绎功能和操作代数基础。 (3)关系模型用于GIS地理数据库的局限性
关系模型表示各种地理实体及其间的关系，方式简单、灵活，支持数据重构；具有严格的数学基础，并与一阶逻辑理论密切相关，具有一定的演绎功能；关系操作和关系演算具有非过程式特点。尽管如此，关系模型用于GIS地理数据库也还存在一些不足。主要问题是： 1）、无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构，模拟和操作复杂地理对象的能力较弱； 2）、用关系模型描述本身具有复杂结构和涵义的地理对象时，需对地理实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理； 3）、由于概念模式和存储模式的相互独立性，及实现关系之间的联系需要执行系统开销较大的联接操作，运行效率不够高。 不难看出，关系模型的根本问题是不能有效地管理复杂地理对象。 2、面向对象的概念 面向对象的基本概念是在本世纪70年代萌发出来的，它的基本做法是把系统工程中的某个模块和构件视为问题空间的一个或一类对象。到了80年代，面向对象的方法得到很快发展，在系统工程、计算机、人工智能等领域获得了广泛应用。但是，在更高级的层次上和更广泛的领域内对面向对象的方法进行研究还是90年代的事。 (1)基本思想和基本概念 面向对象的基本思想是通过对问题领域进行自然的分割，用更接近人类通常思维的方式建立问题领域的模型，并进行结构模拟和行为模拟，从而使设计出的软件能尽可能地直接表现出问题的求解过程。因此，面向对象的方法就是以接近人类通常思维方式的思想，将客观世界的一切实体模型化为对象。每一种对象都有各自的内部状态和运动规律，不同对象之间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统。 在面向对象的方法中，对象、类、方法和消息是基本的概念。 对象——含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。如一个城市、一棵树均可作为地理对象。对于一个对象，应具有如下特征： ·具有一个唯一的标识，以表明其存在的独立性； ·具有一组描述特征的属性，以表明其在某一时刻的状态； ·具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状态。
数据组织与管理复习题
数据组织与管理复习题 填空题 1．数据结构主要内容涉及数据组织的__逻辑______结构和物理结构，其中__逻辑______结构中又包含___线性____和非线性_______。 2.关系数据模型的三要素为_关系数据结构___、__关系数据操作____和___关系数据完整性条件____。 3.数据管理经历了___人工管理____阶段、___文件管理____阶段和___数据库管理____阶段。 4.线性顺序存储结构指的是只有__一个__头结点、只有__一个___尾结点，中间结点只有_一个___前件和_ 一个___后件。 5.数据库系统的组成包括_数据库___、___数据库管理系统___、_ 用户__和__支持的软硬件系统__。 6.数据模型有三种，它们分别为__关系型____、_层次型_____和_网状型___。 7.SQL语言主要由哪些语句组成，随意列出五个__create____、__select____、 _insert_____、_delete_____和__update____。 8.链表数据结构中的指针作用是指____后件_______的物理地址。 9.数据结构中研究的物理存储结构主要指___线性结构_____和_ 链表结构______。 解释题，解释以下各个概念。 1.数据的线性结构和非线性结构 2.文件管理和数据库管理 3.树和二叉树 4.信息模型和数据模型 5.关系模型的参照完整性和实体完整性 6.线性表 7.循环队列 8.文件 9.数据库 10.数据库管理系统 答案： 1.数据的线性结构：指数据结构中前件和后件是1对1的关系，除了根节点只有一个后件，叶节点只有一个前件。 数据的非线性结构：指数据结构中前件和后件是多对多的关系，包括树和图。树是1队多关系，图是多对多关系。 2.文件：存储在外存上的由很多记录组成的数据集合称为文件； 数据库：存储在计算机外存上，有规则存放，并实现了最大共享的数据集合。它和文件的区别是文件仅描述客观实体本身，而数据库描述实体本身及其实体之间的联系。 3.树：只有一个节点无双亲，称为根节点；其它节点都是只有一个双亲，但可能有多个后代。树是指数据结构中前件和后件是1对多的关系 二叉树：是一种特殊的树，指每个节点的度最大为2的树； 4.信息模型：从客观世界向机器世界转换的中间步骤，是对客观世界的抽象，常常用实体-关系模型来表示； 数据模型：是机器世界中数据结构、数据操作、数据完整性约束条件三方面因素的表示。 5.关系模型的实体完整性：指关系中的主键是唯一的； 关系模型的参照完整性：指关系中外键的取值要么为零，要么取和相参考的关系中已经
GIS课件第3章 空间数据模型
第3章空间数据模型 为了能够利用地理信息系统工具解决现实世界中的问题，首先必需将复杂的地理事物和现象简化和抽象到计算机中进行表示、处理和分析。本章从空间认知的角度讲述了对现实世界进行抽象建模的过程，其结果就是空间数据模型；空间数据模型可以归纳为空间概念模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个层次。空间概念数据模型包括：场模型：用于描述空间中连续分布的现象；对象模型：用于描述各种空间地物；网络模型：可以模拟现实世界中的各种网络。常用的空间逻辑数据模型有矢量数据模型、栅格数据模型和面向对象模型等。在讲述空间数据模型的同时，又介绍了空间实体和空间关系等相关概念。 3.1地理空间与空间抽象 3.1.1地理空间与空间实体 在地理学上，地理空间（Geographic Space）是指地球表面及近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域，地球上最复杂的物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在该区域。在地理空间中存在着复杂的空间事物或地理现象，它们可能是物质的，也可能是非物质的，如山脉、水系、土地类型、城市分布、资源分布、道路网系、环境变迁等。地理空间中的这些空间事物或地理现象就代表了现实世界；而地理信息系统即是人们通过对各种各样的地理现象的观察抽象、综合取舍，编码和简化，以数据形式存入计算机内进行操作处理，从而达到对现实世界规律进行再认识和分析决策的目的。地理空间实体就是对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果，简称空间实体，它们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此之间的相互关系。空间实体具有4个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征和空间关系。 1．空间位置特征 表示空间实体在一定的坐标系中的空间位置或几何定位，通常采用地理坐标的经纬度、空间直角坐标、平面直角坐标和极坐标等来表示。空间位置特征也称为几何特征，包括空间实体的位置、大小、形状和分布状况等。 2．属性特征 属性特征也称为非空间特征或专题特征，是与空间实体相联系的、表征空间实体本身性质的数据或数量，如实体的类型语义定义、量值等。属性通常分为定性和定量两种，定性属性包括名称、类型、特性等；定量属性包括数量、等级等。 3．时间特征 时间特征是指空间实体随着时间变化而变化的特性。空间实体的空间位置和属性相对于时间来说，可能会存在空间位置和属性同时变化的情况，如旧城区改造中，房屋密集区拆迁新建商业中心；也存在空间位置和属性独立变化的情况，即实体的空间位置不变，但属性发生变化，如土地使用权转让，或者属性不变而空间位置发生变化，如河流的改道。 4．空间关系特征 在地理空间中，空间实体一般都不是独立存在的，而是相互之间存在着密切的联系。这种相互联系的特性就是空间关系。空间关系包括拓扑关系（topological spatial relation）、顺
空间数据库
PPT思考题： 绪论： 地理信息是描述地表形态及其所附的自然和人文地物特征和属性的总称。 地理空间是一个相对空间，是一个空间实体组合排列集，强调宏观的空间分布和空间实体间的相关关系。 空间数据是指带有空间坐标的数据（非结构化特征）。 1、什么是空间数据库？ 是以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息，以满足不同用户对空间信息需求的数据库。 2、空间数据库系统包括哪几部分？ （1）矢量地形图数据库（2）数字高程模型库 （3）影像数据库（4）数字栅格地形图 （5）专题数据（6）电子地图 （7）元数据 3、空间数据库主要作用有哪些？ （1）海量数据的管理能力 （2）空间分析功能 （3）设计方式灵活，满足用户要求 （4）支持网络功能 4、当前空间数据库存在的主要问题是什么？ 空间数据的获取与处理 空间数据组织 空间数据库系统 空间数据共享研究 5、影响空间数据库发展的关键因素是哪几个? 空间数据库的计算平台； 空间数据模型； 空间数据库的组织管理模式。 第二章空间现象计算机表达 1、空间实体：具有确定的位置和形态特征并具有地理意义的地理空间的物体 2、空间索引相关概念及其包括哪些索引方式？ 空间索引：依据空间对象所在位置及分布特征，按一定顺序编排的一种数据结构，且该数据结构包含有对象标识和定位这些对象的内容的信息 空间数据索引：是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形
及指向空间对象实体的指针 空间检索: 给定查询条件，利用空间索引从数据库中找出符合条件的空间数据的一种操作 索引方式：BSP树、K－D－B树、R树、R+树和CELL树 3、数据挖掘，空间数据挖掘有哪些方法？ 数据挖掘：一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程 方法：分类、回归分析、聚类、关联规则、特征、变化和偏差分析、Web页挖掘等 4、地理系统：是指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流的作用结合而成的，具有 一定结构和功能的整体，即一个动态的多等级开放系统 5、栅格结构与矢量结构的比较 第三章空间数据的物理组织 文件管理：文件系统把有关数据组织成为文件并予以命名 分页技术：即把内、外存空间按同样大小分成若干页面 系统缓冲区：是主存中特别指定的一块存储空间，以存放从外存读入内存的数据或从内存写进外存的数据 缓冲区管理：就是将缓冲区分成若干块，系统用一个程序分配这些缓冲块，并采用分配算法使缓冲区的利用为最佳 文件组织：就是按一定的逻辑结构把有关联的数据记录组织成为文件（称为逻辑文件），用体现这种逻辑结构的物理存储形式把文件中的数据存放到某种存储设备上，使之构成物理文件的机构 动态存储管理：研究数据结构的空间分配、回收的方法，以满足某种结构对存储的不同要求流水文件：是一种最简单的文件组织方法，即按照数据到达文件的时间顺序依次连续地存储数据，对数据不分析、不规范，记录的类型既可相同，也可不同 索引文件：将每页的最后一个单词与页号列表，那么查单词可先查表（称为索引表），等确定页面号后，再细查该页面。这就是索引文件的基本思想。组织索引表（简称索引）是索引
ArcGIS 10空间数据的组织与处理 实验报告
一、实验目的 1. 熟悉ArcGIS的工作环境。 2. 掌握创建Shapefile文件、Coverage文件等基本数据文件的操作。 3. 掌握ArcGIS进行图像配准、数字化、编辑、获取顶点坐标等基本操作的方法。4．熟练掌握数据更新变换（数据格式转换、空间数据剪切、拼接等）的方法。 5. 了解矢量数据结构的索引编码或拓扑编码的方法。 6. 了解为某地区地块建立拓扑关系的方法。 二、主要实验器材（软硬件、实验数据等） 计算机硬件：Lenovo y460 PC 计算机软件：ArcGIS9.2软件和ArcGIS10.0软件 实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第二章、第三章、第五章等。 三、实验内容及要求 1. ArcGIS基本操作练习 （1）了解ArcMap的窗口组成。 ArcMap窗口主要由主菜单、标准工具栏、内容表、显示窗口、绘图工具和状态条等6部分组成。如下图所示： 图1 ArcMap的窗口组成 （2）熟悉数据层的加载、基本操作等。 1)直接在新地图中加载数据层：单击File下Add Data 命令打开Add Data 对话 框，在Look 列表框确定加载数据的位置，单击Add 按钮，加载数据层到新 地图。 2)数据层更名：在需要更名的数据层上单击左键，选定数据层，再次单击左键， 该数据层名称进入了可编辑状态，用户此时可以输入数据层的新名称。 3)改变数据层顺序：将鼠标指针放在需要调整的数据层上，按住左键拖动到新
位置，释放左键即可完成顺序调整。 2 .ArcGIS基本数据文件的创建 （1）Shapfile文件创建方法： 1)在ArcCatalog目录树中，右键单击需要创建Shapefile的文件夹，单击 New，再单击Shapefile； 2)打开Create New Shapefile对话框，设置文件名称和要素类型； 3)单击Edit 按钮，定义Shapefile的坐标系统； 4)单击OK按钮，新的Shapefile在文件夹中出现。如下图所示： 图2 新创建的Shapfile文件 （2）Coverage文件创建方法： 1)在ArcCatalog 目录树中，右键单击需要创建Coverage 的文件夹，单击 New，再单击Coverage； 2)打开New Coverage 对话框，为新的Coverage 输入一个名字，选中使用 另一个Coverage作为模板的复选框，并单击Browse按钮，选择想作为模 板使用的Coverage； 3)单击Next 按钮，打开定义投影对话框，单击Define 按钮，定义或修改 新建的Coverage 的坐标系统； 4)单击Next 按钮，在下拉式菜单中选择将有拓扑的要素类，如果想创建一 单精度的Coverage，单击Single 按钮。双精度是默认选项； 5)单击Finish 按钮，完成创建新的Coverage文件。如下图所示： 图3 新创建的Coverage文件 3 .建立拓扑关系（软件：ARCGIS10.0 中文版） (1)创建本地Geodatebase 1)在ArcCatalog树中，右键单击Result文件夹，单击“新建”，单击“个人 地理数据库”，默认所建的Geodatebase名称：新建个人地理数据库。在新 建的Geodatebase上右键“新建”中的“要素数据集”，创建要素数据集。
面向对象数据库的应用范围和优缺点
面向对象数据库面向谁? 它的市场在哪里? 陶伟编译 当今冠以面向对象的东西很多,什么面向对象分析,面向对象设计,面向对象语言,面向对象操作系统,面向对象软件工程,等等,诸如此类,不胜枚举。似乎凡是和面对象挂上了边,就要好卖得多。其实面向对象也不是包治百病的灵丹妙药,数据库加上了面向对象同样不可能解决所有的问题,它不是大街上的冰棍,人人都可以买,它有自己独特的应用领域和特有的用户群。向不懂C++或Smalltalk的人兜售面向对象数据库,无异于对牛弹琴。 面向对象数据库的用户主要是从事系统软件和高级应用软件开发的程序员和系统设计人员,它不是大众数据库,在这方面它有别于关系数据库面。面向对象数据库好比是医生用的手术刀,干的是"细活儿",和家庭主妇用的菜刀(关系数据库)不一样,那是用来干"粗活儿"的。面向对象数据库是什么? 面向对象数据库=数据库系统+面向对象系统面向对象数据库必须满足两条准则:首先,它是一个数据库管理系统,其次它是一个面向对象系统。第一条准则可以翻译成六条特征:持久性、缓冲管理、数据共享、数据可靠性(事务管理和恢复)、即席查询以及模式修改。第二条准则可以翻译成:封装性、继承性、多态、对象标识、计算完整性、复杂对象和可扩展性。除了基本定义之外,为了满足所谓的非常规应用领域,还要引入一些扩展的特征:如版本管理、长事务、协同工作、触发和约束等。其中最重要的是封装性、继承性、多态,它们充分体现了面向对象的特征。面向对象数据库的应用领域面向对象数据库的应用面比较窄,主要集中于系统级的软件开发,以及数据密集的、复杂的应用软件开发,包括: ▲计算机辅助设计CAD ▲计算机辅助制造CAM ▲计算机集成制造系统CIMS ▲计算机辅助软件工程CASE ▲超大规模集成电路设计VLSI Design ▲地理信息系统GIS ▲决策支持系统DSS 这些应用领域和传统的商业应用领域有着显著不同,它们表现为复杂的数据类型,而不是简单的二维表,复杂的数据结构上定义着复杂的操作语义,需要不同层次的数据抽象能力,这些均是传统数据库系统所无法满足的。面向对象数据库与文件系统和关系数据库的区别文件系统存贮的数据格式因程序员的设计的不同而不同,一般不能保证数据的一致性和完整性,也很难多个用户共享。关系数据库存贮的是二维表,能保证数据的一致性与完整性,但只能用关系数据模型去描述世界。面向对象数据库则用面向对象数据模型去映射客观世界,存贮的不仅是数据,而且存贮了定义在数据上的操作语义,以及对象之间的复杂引用和约束关系。相对于文件系统和关系数据库而言,面向对象数据库的特点可以做以下的形象描述:面向对象数据库提供了一种存贮对象的更好方法,因为它提供了传统数据库的全部服务,然而却无存储和检索对象时对象的拆卸与装配的开销,比较关系数据库和面向对象数据库存储复杂对象,后者好似直接把汽车开进车库存放,而前者则是把汽车拆成零部件来保存。如何应用面向对象数据库面向对象数据已进入了商业应用领域,但没有取代现有的数据库系统,通常是在处理非常复杂的数据,或者数据很难被分解为关系数据库二维表的情况时,才采用面向对象数据库。一般认为图像数据的处理,使用面向对象数据库非常合适,其实还有许多数据类型可以用面向对象数据库来存储。就目前使用情况看,计算机辅助设计CAD是面向对象数据库最大的应用领域,现在电信、金融服务、医疗保健、制造过程控制等诸多领域,也开始推广使用。主要的面向对象数据库厂商主要的面向对象数据库厂商有以下几家。·Object Design,Inc. ·Gemstone System,Inc. ·O2 Technology,Inc. ·Objectivity,Inc. ·Versant Object Technology