空间数据库复习资料最终版

一、名词解释1.空间数据库：描述与特定空间位置有关的真实世界对象的数据集合。2.数据库：统一存储和管理数据的基地3.空间数据：指以地球表面空间位置为参照，用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布等诸多方面信息的数据4.空间认知：对现实世界的空间属性包括位置、大小、距离、模式、运动和物体内部关系的认知，是通过获取、处理、存储、传递、和解译空间信息，来获取空间知识的过程5.矢量数据结构：利用欧式几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式6.栅格数据结构实际实质就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合7.空间关系：空间目标在一定区域上构成的与空间特性有关的联系。8.四面体网格：将目标空间用紧密排列但不重叠的不规则四面体形成的网格来表示，其实质就是2DTIN结构在3D空间上的拓展9.空间数据库系统：指带有数据库的计算机系统，采用现代数据库技术来管理空间数据。10.空间数据引擎：用来解决如何在关系数据库存储空间数据，实现真正的数据库方式管理空间数据，建立空间数据服务器的方法11.空间索引：指在存储空间数据时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。12.空间链接查询：是空间数据库系统一种重要的多路查询，即从两个数据集合中检索出所有满足某一条件的空间对象。13.元数据：是关于数据的数据，用于描述数据的内容、质量、表示方式、空间参照系、管理方式、数据的所有者、数据的提供方式以及数据集的其他特征14.空间元数据：描述地理信息数据集内容、表示、空间参照、质量以及管理的数据二、填空1.空间数据特征包括：时空特征、多维特征、多尺度性、海量数据特征2.空间数据库的作用：①空间数据处理与更新②海量数据存储于管理③空间分析与决策④空间信息交换与共享3.空间数据库的特征：综合抽象特征、非结构化特征、分类编码特征、复杂性与多样性4.空间数据管理的五种方式：基于文件管理方式、文件与关系数据库混合型空间数据库、全关系型空间数据库、对象-关系型空间数据库、面向对象空间数据库5.空间类型的表现形式：感知空间、认知空间、符号空间6.空间认知模式：空间特征感知、空间对象认识、空间格局认知7.空间认知的三层模型：空间概念数据模型、空间逻辑数据模型、物理数据模型8.矢量数据结构主要有spaghetti结构和拓扑矢量数据结构9.最基本的拓扑关系：关联、临接、包含10.栅格数据结构实际实质就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合11.栅格数据取值的四种方法：中心归属法、面积占优法、长度占优法、重要性法12.四叉树编码的方式：规则四叉树、线性四叉树、一对四式四叉树13.栅格数据的存储：全栅格式存储、链式编码、行程编码、块式编码、四叉树编码14.空间关系可分为：拓扑关系、度量关系、顺序关系15.面向对象的数据模型涉及四个抽象概念：分类，概括，聚集，联合、以及继承和传播两个语义模型工具16.TIN常用的算法：逐点插入法、分治算法、三角形生长法17.空间构模方法可归纳为：基于面模型、基于体模型、基于混合模型18.根据模型所具有的主要特征大致可以将其分为4类：三维矢量模型、三维体元模型、混合或集成数据模型、面向实体的数据模型19.图形数据与专题数据的链接基本上有4种方式：图形数据与专题属性数据分别管理、对通用DBMS扩展以增加空间数据库的管理能力、属性数据与图形数据有统一的结构、图形数据与属性数据自成体系20.目前空间索引技术超过50多种，可概括为树结构、线性映射和多维空间区域变换三种类型，从应用范围上可以分为静态索引和动态索引21.典型的空间索引技术包括：R树索引、四叉树索引、网格索引22.四叉树索引的方法有：点四叉树索引、MX四叉树索引、PR四叉树索引、CIF四叉树索引、基于固定网格划分的四叉树索引、线性可排序四叉树索引23.SQL查询语言的优点：非过程化语言、统一的语言、所有关系数据库的公共语言24.SQL查询语言的功能：查询、操纵、定义、控制25.SQL可细分为：DDL、DML、DCL26.主要的空间查询包括：点查询、区域查询、最邻近查询27.空间查询采用的算法：过滤筛选步骤、细化步骤28.查询分析的类型：属性查询、空间查询、空间分析29.空间数据交换的方式：①外部数据交换模式②直接数据访问模式③基于空间数据转换标准的转换④空间数据互操作模式30.空间数据库的设计可分为：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库的实现，数据库的运行和维护6个阶段31.空间数据库需求分析主要包括三方面内容：用户基本需求调研、分析空间数据现状、系统环境/功能分析三、问答题1.空间数据库与传统数据库的差异：①信息描述差异。（1）空间数据库中，数据比较复杂，包括地理要素的属性数据以及描述地理要素空间位置分布的数据。（2）空间数据库是一个复杂的系统，其数据量往往很大。②（1）空间数据是连续的具有很强的相关性，传统数据则是不连续的，相关性较小的字符或数字。（2）传统数据库管理的实体类型少，且实体类型之间仅有简单的空间关系，空间数据库的实体类型繁多，关系复杂，且能够产生新的关系（3）地理空间数据存储操作的对象可能是一、二、三维，甚至高维，传统数据库存储的数据通常为等长记录的原子（4）空间数据库有许多与关系数据库不同的显著特征。③数据操作差异。空间数据管理中需要进行大量的空间数据操作和查询④数据更新差异。（1）数据更新周期不同（2）数据更新角色不同（3）访问的数据量不同（4）数据更新策略不同⑤服务应用差异。（1）空间数据库的应用和服务范围相当广泛（2）空间数据库是一个共享或分享式的数据库（3）传统的关系数据库中存储和处理的大都是关系数据2.空间数据库引擎的作用：①与空间数据库联合，为任何支持的用户提供空间数据服务②提供开放的数据访问③SDE对外提供了空间对象几何模型，用户可以在此基础上建立空间几何对象④快速的数据提取和分析⑤SDE提供了链接DBMS数据库的接口，其他的涉及DBMS数据库进行的操作都是在此基础上进行的⑥与空间数据库联合可以管理海量空间信息⑦无缝的数据管理，实现空间数据与属性数据统一存储⑧并发访问3.R树和R+树的比较：（1）R树的结构类似于B+树的平衡树，对于一个M阶的R树，R树中每个非叶结点由若干个数据对组成，R树的特点：①除根结点外，每个叶结点包含m~M条索引记录②一个结点上的每条索引记录了最小外包矩形③除根结点外，每个中间结点至多M个子结点，至少有m个子结点④对于非叶结点中的每个条目，子结点指针是在空间上包含其子结点中矩形的最小外包矩形⑤若根结点不是叶结点，则至少包含两个子结点⑥所有叶结点出现在同一层⑦所有MBR的边与一个全局坐标系的坐标轴平行（2）R+树索引的主要特征是R+树中兄弟结点对应的空间区域没有重叠，这样划分空间可以使空间搜索的效率提高。R+树的特点有：①对于一个中间结点的每个数据项，p指针所指的子树包含一个矩形R②对于结点的任意两个数据项，这两个矩形不相交③根结点至少有2个子结点④叶结点的数据矩形允许并可能重叠⑤所有叶结点在同一层（3）R+树与R树的区别：①R+树的结点中对数据项和索引项的填充个数没有严格限制，而R树至少要有m个②R+树中叶结点的目录矩形不允许重叠，而R树目录矩形允许重叠③R+树中空间目标标识重复存储在多个叶结点，而R树无目标重复存储4.在空间数据库领域，扩展关系模型需要从以下几个方面进行：①突破关系模型中关系必须是第一范式的限制，允许定义层次关系和嵌套关系②增加抽象数据类型③增加空间谓词④增加适合于空间数据索引的方法5.空间数据库的设计原则：①空间数据库设计应与应用系统设计相结合的原则②数据独立性原则③共享度高、冗余度低原则④用户与系统的接口简单性原则⑤系统可靠性、安全性与完整性原则⑥系统具有重新组织、可修改与可扩充原则