基于.oracle+spatial的湖北省耕地资源空间数据库建设及其应用的研究

《基于.oracle+spatial的湖北省耕地资源空间数据库建设及其应用的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中农业大学2009届硕士学位论文1．1空间数据库管理技术背景1．1．1空间数据特点及其管理的特殊需求不像传统的数据库应用程序，空间数据管理要求数据库能够理解更复杂的数据类型，如：点、线和多边形等的数据类型，与那些在简单类型上进行的操作相比，在这些数据类型上进行的操作更为复杂，因此我们需要更新的技术来处理空间数据。空间数据主要有5种不同于传统属性数据的特性：1)空间化每个空间几何对象都具有空间坐标，即空间几何对象隐含了空间分布特征，这就意味着空间数据库在空间数据组织方面，要考虑它的分布特征，除了要具备通用的数据库所具有的关键字索

2、引外，一般还要具备空间索引能力。2)非结构化在当前通用的关系数据库管理系统中，数据记录一般是结构化的。即它满足关系数据模型的第一范式，每一条记录是定长的，数据项的表达只能是原子结构，不允许嵌套记录。而空间数据则不能满足这种结构化的要求。若将一条记录表达一个空间对象，它的数据项可能是变长的，它可能是2对坐标，也可能是10万对坐标；其二，1个对象可能包含另外的1个或多个对象，例如，1个多变形，它可能含有多条段弧段。若一条记录表示1个弧段，在这种情况下，1条多边形的记录就可能嵌套多条弧段的记录，所以不能满足关系数据的范式要求，这也是为

3、什么空间几何数据难以直接采用通用的关系数据管理的主要原因。3)空间关系空间数据除了前面所述的空间坐标隐含了空间分布关系外。空间数据中记录的拓扑信息表达了多种空间关系。这种拓扑数据结构一方面方便了空间查询和空间分析，另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂度，特别是有些几何对象，没有直接记录空间坐标的信息，如拓扑地面状目标，仅记录组成它的弧段的标识，因而进行查询、显示和分析操作时都要操作和检索多个数据文件方能得以要实现。4)分类编码一般而言，每一个空间对象都有一个分类编码，而这种分类编码往往属于国家标准，或行业标准，或地

4、区标准，每一种空间几何对象的类型在某个GIS中的属性项个数是相同的。因而在许多情况下，一种空间几何对象类型对应于一个属性数据表文件。当然，如果几种空间几何对象类型的属性项相同，也可以多种空间几何对象类型共用一个属性数据表文件。5)海量空间数据空间数据的数据量是巨大的，通常称为海量数据。之所以称之为海量数据是指2基于OracleSpatial的湖北省耕地资源空间数据库建设及其应用研究的数据量一般比通常的数据要大得多，这源于其不仅包含对象的属性信息还包含空间位置信息。一个城市级的系统的数据量可能达几十GB，如果考虑影象数据的存储，可

5、能多达几百GB：对于全国范围的系统来说，其数据量更大，达到几十TB，甚至是几百TB，这样大的数据量要求空间数据库也必须具有海量空间数据的存储能力，在二维空间上分块或者分幅，在垂直方向上划分图层进行组织。综上所述，利用空间数据库对空间数据进行管理应该重点解决如下四个方面的问题：1)数据模型空间数据库通过使用空间概念提供了更高层次的空间数据抽象，例如空间几何对象如何表达，空间几何对象和点、线、面等基本元素又是如何联系在一起等。2．)查询语言很明显，传统SQL不适合用来表达典型的空间查询，这己经促使各方面进行努力来扩展它友好的空间构造

6、能力，同时各个标准委员会最著名的OGC正在致力于制订扩展SQL的种属功能规格，对象关系数据库管理系统需要这种功能。3)空间查询处理空间查询经常通过使用过滤和提取技术来实现。在第一个过滤阶段，对于一定的空间查询，用一个空间对象的近似表示来判断可能会满足要求的候选对象，这个近似值被选择出来(如果对象A和B的近似值确实满足一个关系，那么对象A和B很可能就具有那种关系，例如，如果近似值是不相交的，则对象A和B可能是不相交的。然而，如果近似值是非不相交的对象A和B，仍有可能是不相交的)；第二个提起阶段，是在第一阶段的基础上进行的，它对第一

7、个过滤阶段所得的候选对象进行精确比较，求出满足条件的对象。应用这个过滤和提取策略，有几个优点：第一、空间对象一般都比较大，会消耗大量的主存储器空间，但是只需消耗少得多的时间和空间就可以把一个对象的估计表示值载入内存。第二、空间对象上的计算一般都非常复杂而昂贵，对象越复杂，计算空间关系的处理要求就越多，计算估计对象速度会提高很多，而且对计算周期的要求会少得多。空间查询可以分成两类：a、窗口查询；b、联合查询。窗口查询捕获一个空间对象称之为窗口，对象然后从满足窗口对象二元关系的表格中寻找空间对象。41空间索引化索引通过提供更快的数据

8、访问途径，有利于提高SQL语句的执行速度，在操作数据时空间索引也是减少磁盘I／O的重要途径，数据库为纯数据提供了索引机制，但它不适用于空间数据。建立空间索引的目的是使空间选择变得容易，也就是说对于一个查询，空间索引只需对嵌入到空间里的对象子集进行搜索，从而找出查