空间数据库复习

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1、空间数据库复习DB:DataBase 数据库DBS:数据库系统(Data Base System)是指拥有数据库技术支持的计算机系统，一般由数据库管理系统及 其开发工具、应用系统、数据路管理员和用户构成。DBMS：数据库管理系统(Database Management System)是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、 使用和维护数据库，简称DBMSDBS、DBMS、DB 的关系DBS包含DBMS、DB和及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。SDBMS:空间数据库管理系统(spatial database management system, SDBMS)对各类空间数据进行统

2、一处 理、存储、维护和管理的软件系统。DBMS的组成和功能有哪些？组成：DBMS是由两大部分组成：查询处理器和存储管理器。(1) 查询处理器有四个主要成分：DDL编译器、DML编译器、嵌入型DML的预编译器、查询运行核心程序。(2) 存储管理器有四个主要成分：授权和完整性管理器、事务管理器、文件管理器、缓冲区管理器。功能：数据库定义功能、数据存储功能、数据库运行管理、数据库的建立和维护功能OR-DBMS:(Object Relational DBMS)对象关系数据库集成了 ADT和其他面向对象设计原则的关系数据库。 OO-DBMS:(Object Oriented DBMS)面向对象数据库以面

3、向对象数据模型为基础而建立起来的数据库管理 系统。OR-DBMS与OO-DBMS的相同点和不同点；相同点：数据库不同点：对象关系数据库面向对象数据库OO-DBMS至今仍未取代OR-DBMS的原因有：OR-DBMS 包含 OO-DBMS 和 ADT分布式数据库管理系统：是一个集中式的应用程序，用来管理分布式的数据库，就像这个数据库式存储在 同一台电脑上一样集中式数据库系统：是指数据库中的数据存储在一台计算机上，数据的处理集中在一台计算机上完成。 分布式数据库管理系统与集中式数据库系统的区别：ADT:抽象数据类型(Abstract Data Type简称ADT):是指一个数学模型以及定义在模型上的

4、一组操作空间数据库管理系统(SDBMS)的定义：(1) 一个SDBMS是一个软件模块,它利用低层数据库管理系统(ORDBMS、OODBMS);(2) SDBMS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) SDBMS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。(1)空间连接：两个表中空间类型字段的操作;包括空间比较、空间操作等;(2)非空间连接：两个表中非空间类型字段的操作空间数据和空间数据库的主要特征；空间数据库有什么作用？空间数据特征：时空特征多维特征多尺度特征海量数据特征空间数据库特征：综合抽象特征非结构换特征分

5、类编码特征复杂性与多样性空间数据库的作用：空间数据处理与更新海量数据存储与管理空间分析与决策空间信息交换与共享空间数据库与传统数据库差异信息描述差异数据管理差异数据操作差异数据更新差异服务应用差异目前空间数据库还存在哪些主要问题？数据共享问题1数据格式不统一2地理信息的标准化3数据共享的政策数据瓶颈问题数据安全问题什么是模型？模型：对现实世界中的实体或对象的抽象或简化，是对实体或现象中的重要构成及其相互关系的表达，能 反映事物固有的特征或运动变化规律。.场模型用连续变量分布表达空间现象。对象模型:用连续变量分布表达空间现象场模型:用离散类别分布表达空间现象对象模型用离散类别分布表达空间现象。森

6、林的场模型观点从函数的角度看，森林可建模成一个函数。定义域是森林占据的地理空间。值域是树种的集合；空间二维坐标连续取值，空间(X,Y)上任何一点都对应一个函数值f(x,y)。考虑森林分布，按林分对空间区域作穷尽划分。场模型适合表达的空间现象物理参数温度、气压、湿度、电磁场、流体环境参数化学污染分布、地表化学元素分布森林的对象模型考虑f值发生变化的地方，在明确规定树种之间界限的情况下，可以得到多边形的边界。每个多边形都有 一个唯一的标识和树种名称。得到二维空间中的离散对象及其坐标。对象模型适合表达的空间现象人工建筑物城市基础设施，道路、房屋、公园自然对象河流、湖泊、热带气旋、危险区域其他类别变量

7、对象模型将空间信息抽象成明确的可标识的类别实体或事物，称之为对象，并加以命名（名称变量）。与场函数不 同（数值变量）。空间对象的主要特点是它的属性集，包括空间属性和非空间属性。场模型与对象模型的关系空间域上对象集合的某些属性可以形成数据场；对场模型数据按照区间值分割或划分可以形成空间对象。平面上二元拓扑关系基于以下的相交情况：A的内部A，边界A以及外部A-B的内部B，边界配以及外部B九交矩阵 anb。A p|8 BA p| B _、r 9（人,B）=8 AB。8 A p| 8 B8 AnB -* A _ p| B。A - p|8Ba _ p| b 交为空集：用0表示交为非空集：1数据库设计的三

8、个步骤概念模型设计（E-R）逻辑模型设计：与概念数据模型在商用DBMS上的具体设计实现（关系模型、层次模型、网状模型）有关。 关系模型设计：关系表，属性，关系模式，逻辑一致性。关系查询语言SQL与关系代数（详细在第三章讲）。 关系数据模型（关系代数）并不能满足空间数据的建模要求；GIS与关系数据库之间还存在相当大的语义 鸿沟。目前还没有广为接受的地理信息数学模型，地图代数并不成熟。ArcGIS的Geodatabase提供了空间实体及 其关系的要素-对象-关系模型，但不支持SQL查询操作。物理模型设计：空间存储、索引（第4章）。E-R模型（概念模型）实体和属性现实世界被划分为一个个实体（Enti

9、ty），或对象；例如州立公园中的：河流、森林、设施实体由属性（Attributes）来描述其性质，唯一标识实体的属性或属性集称为码（Key）。属性包括名称和 类型：类别、比例、数值（场）。属性的单值和多值：例如森林的空间多值属性（包括多个多边形）联系实体间关系通过联系来关联表达；二元联系一对一联系（1: 1）管理者与森林多对一联系（M:1）设施与森林多对多联系（M:N ）河流与设施 反映现实世界中实体及实体间联系的信息模式是实体联系（E-R）模型将ER模型映射到关系模型将每个实体映射成一个独立的关系；1： 1的联系，将任一实体的码属性作为其他关系的外码；M: 1的联系，“1”侧关系的主码作为“

10、M”侧关系的外码。M: N的联系，每个M: N联系被映射成一个新的关系，关系的名称就是联系的名称，关系的主码由参与实 体的主码对组成。对于多值属性，创建一个有两列的新关系：一列为拥有该多值属性的实体的码，另一列为该多值属性。SQL语言组成DDL用于创建、删除和修改数据库中表的定义。DML对巳经存在的数据库进行查询、插入、删除、修改等操作，可以分成数据查询和数据更新两大类。DCL:用来授予或收回访问数据库的某种特权，控制数据操作事务的发生时间及效果，对数据库进行监视包 括对表和视图的授权，完整性规则的描述，并发控制，事务控制等。关系代数的运算对象和运算符运算对象：关系（表）运算符选择(selec

11、t)投影(project )7T并(union )u交 (intersection)n差(difference)-笛卡尔积(cross-product)x连接(join)*连接运算连接：用于多个关系表之间的查询。在笛卡儿积的基础上的选择运算。两个关系R和S之间通用的条件连接c:R xcS= ere (RXS)条件C通常是指R和S共有的属性，例如：用连接操作查询人口小于Mexico的国家 自然连接在自然连接中，两个关系的公共属性中只用到相等性选择条件；而结果中，只有一列来表示公共的等值连接属性。C xC.name=R.originR空间索引的定义：指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空

12、间关系按一定的顺序排列的一种 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。R树定义：是一个高度平衡树，它是B树在k维上的扩展。聚类：将物理或抽象对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的过程索引：是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构Hilbert曲线：读入x和y坐标的n比特二进制表示隔行扫面二进制数字的比特到一个字符串将字符串自左至右分成2比特长的串Si其中i=1，n规定每个2比特的串的十进制值Di如00等于0，01等于1 10等于3 11等于2对于数组中每个数字 J,如果j=0把后面数组中出现的所有1变成3，并把所有出现的3变成1，j=3把后

13、面数组中出现的所有0变成2,并把所有出现的3变成0，将数组中每个值按上个步骤转换成二进制表示(2比特长的串)，自左至右连接所有的串，并计算 其十进制Z序曲线：读入x和y坐标的二进制表示隔行扫面二进制数字的比特到一个字符串计算出结果为二进制串的十进制值关系模式:对关系结构的描述。关系：关系是一种规范了的二维表中行的集合关系数据库：是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中 的数据，同时也是一个被组织成一组拥有正式描述性的表格，该形式的表格作用的实质是装载着数据项的 特殊收集体，这些表格中的数据能以许多不同的方式被存取或重新召集而不需要重新组织数据库表格。基本表

14、：独立存在的表，SQL中一个关系对应一个基本表。视图：从一个或几个基本表导出的表。基本表和视图的区别和联系：视图中看到的数据在数据库中并不存储，基本表中的数据存储在数据库中。数据库中只存储视图的定义，当用户请求从视图中查询数据时，数据将从相应的基本表中检索出来。数据库设计内容和特点：内容：结构特性设计行为特性设计特点:数据库设计具有硬件、软件、和管理界面相结合、结构设计、和行为设计相结合的特点 数据库设计的基本过程分哪几个阶段需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施 数据库运行与维护某一灌区包括一个水资源管理中心(Center)，6条水渠(Channel)以及多片耕地(Parcel)，其空间ER图 如下：对于下图中的一组叶结点和中间结点，画出相应的R树结构。并列出用虚线表示的查询矩形所要搜索的结 点，第一层结点是1和2。第二层结点是A、B、C、D和E，叶结点包括a、bk论述空间数据库和非空间数据库的区别。空间数据库有哪些应用？World数据库中的表Country 表NameContPop (mGDPbLife-ExpStiapeCanadaNAM30.1653.077.00Polygon id-1MexicoNAM107.5694.369.36Polygon id-2BrazilSAM133.31004.065.60Polygon id-3Cub