空间数据库_中国地质大学(武汉)

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1、空间数据库郭际元周顺平刘修国编著中国地质大学(武汉)信息工程学院1前言空间数据库(地图数据库)是地理信息系统的重要组成部分，因为地图是地理信息系统的主要载体。地理信息系统是一种以地图为基础，供资源、环境以及区域调查、规划、管理和决策用的空间信息系统。在数据获取过程中，空间数据库用于存贮和管理地图信息；在数据处理系统中，它既是资料的提供者，也可以是处理结果的归宿处；在检索和输出过程中，它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。然而，地理与地图数据以其惊人的数据量与空间相关的复杂性，使得通用的数据库系统难以胜任。为此

2、，就要用当代的系统方法，在地理学、地图学原理的指导下，对地理环境进行科学的认识与抽象，将地理数据库化为计算机处理时所需的形式与结构，形成综合性的信息系统。目前，已形成商品的GIS系统中，多数是基于二维地图数据上进行存储、处理和分析。随着GIS应用领域的不断扩大，应用功能的不断增强，系统对空间数据的要求也越来越高。因此，传统GIS中空间数据库的管理能力已不能满足当前GIS对空间数据管理的需要。现今，GIS业内人士在空间数据库的研究上正在进行新的探索和尝试，以求得能满足GIS各种需要的空间数据的管理模式和数据模型。

3、例如，三维空间数据模型、时态GIS空间数据模型、空间数据关系化模型、网络GIS空间数据模型等。本教材主要是围绕GIS系统中各种空间数据的管理模式和数据模型予以介绍，其中包括传统GIS系统中用到的各种数据模型，例如矢量数据模型、栅格数据模型、符号库、海量空间数据2的管理等；同时也对上述的GIS专业人员正在研究的一些新的数据模型进行了叙述；教材中还融入了我院近年的部分科研成果。通过本教材的学习，读者既可以掌握已成熟的空间数据库的管理模式和数据模型，也可以了解当前空间数据库的最新动态和发展趋势。本教材是在2001年编

4、写的《空间数据库》讲义的基础上，经过三年的教学实践，在广泛征求意见的前提下，进行第三次修编的。在教材的编写过程中，始终得到吴信才教授的关心和指导，并为本教材编写的指导思想和内容组织提出建议；谢忠教授也为本教材提出了修改意见，在这里向他们表示感谢。由于本书的很多内容正处于研究探索之中，再加上我们水平有限，编写时间仓促，所以书中错误在所难免，欢迎同行专家和读者批评指正。作者2004年5月12日3目录第一章数据库概述……………………………………1§1.1数据库的概念…………………………………………1§1.2数据模型…

5、……………………………………………3§1.3数据库设计的三个步骤………………………………17§1.4新型数据库系统………………………………………26§1.5空间数据挖掘技术及应用……………………………41习题……………………………………………………49第二章矢量地图数据库………………………………………50§2.1地图数据模型总论……………………………………50§2.2矢量数据模型…………………………………………57§2.3空间索引…………………………………………63习题………………………………………………………

6、…87第三章栅格地图数据库………………………………………88§3.1栅格数据的基本概念…………………………………88§3.2栅格数据的组织与存储………………………………89§3.3栅格数据库的检索……………………………………99§3.4海量影像数据库……………………………………101习题…………………………………………………………103第四章地图符号库…………………………………………104§4.1地图符号库概述……………………………………104§4.2地图符号数据结构…………………………………107§4.3地图

7、符号的显示……………………………………109习题…………………………………………………………114第五章三维空间数据模型…………………………………115§5.1空间维数讨论………………………………………1154§5.2空间构模技术分类…………………………………117§5.3基于面模型的准3D空间构模…………………118§5.4基于体模型的真3D空间构模…………………120§5.5基于面-体混合的3D空间构模…………………138§5.6三维空间拓扑关系………………………………141习题……………………………………

8、……………………145第六章海量空间数据组织与管理…………………………146§6.1数据库中图幅的组织方法…………………………147§6.2图幅间被分割目标的组织方法……………………147§6.3跨图幅地图漫游……………………………………149习题…………………………………………………………152第七章时态GIS数据库…………………………………154§7.1地理信息的时态性分析…………