GIS空间分析实验教程.pptx

What is the difference between these two pictures?Why?距离模型距离模型选址图制作选址图制作要求要求：1 1 离现有中学不能太近，如何实现？离现有中学不能太近，如何实现？2 2 应选在人口密集地方，如何实现？应选在人口密集地方，如何实现？3 3 某些用地不应该建中学某些用地不应该建中学建立离开现有中学距离图建立离开现有中学距离图建立人口密度图建立人口密度图具体指标：具体指标：离开现有中学：离开现有中学：0-500:0,500-1000:1,1000-1500:2,1500:3人口密度人口密度(人人/hm2)：0-50：0,50-100:1,100-200:2,200:3土地使用：土地使用：工业或绿地：工业或绿地：0,商业商业:1,居民地居民地:2选址问题选址问题生生成成距距离离图图重重分分类类距距离离图图人人口口密密度度图图人人口口密密度度重重分分类类图图土土地地利利用用矢矢量量转转栅栅格格图图土土地地利利用用重重分分类类图图综综合合评评定定指指标标图图地理信息系统空间数据库地理信息系统空间数据库地理信息系统空间数据库地理信息系统空间数据库q空间数据库基本概念空间数据库基本概念q空间数据库传统的数据模型空间数据库传统的数据模型v层次模型层次模型v网状模型网状模型v关系模型关系模型概述概述：q空间数据库是地理信息系统中空间数据的存储场所，在空间数据库是地理信息系统中空间数据的存储场所，在一个项目的工作过程中，空间数据库发挥着核心的作用。一个项目的工作过程中，空间数据库发挥着核心的作用。q空间数据库在土地信息系统中的重要性是不言而喻的。空间数据库在土地信息系统中的重要性是不言而喻的。q是信息系统发挥作用的关键是信息系统发挥作用的关键q空间数据库设计的成败。直接影响到信息系统开发与应空间数据库设计的成败。直接影响到信息系统开发与应用水平及成效。用水平及成效。通常，数据库是空间数据库系统的简称。通常，数据库是空间数据库系统的简称。一、基本概念一、基本概念q空间数据库定义：空间数据库定义：v是信息系统在计算机物理存储介是信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的空间数据质上存储和应用的相关的空间数据的总合。一般是以一系列特定结构的总合。一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的文件的形式组织在存储介质之上的。的。v数据库就是为了一定的目的，在数据库就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关联的数据存储、管理和应用的相关联的数据集合。集合。空间数据库与空间数据库系统不同空间数据库与空间数据库系统不同q空间数据库管理系统空间数据库管理系统是指能够对物理介质上存储的土地空间数据进行语义和是指能够对物理介质上存储的土地空间数据进行语义和逻辑上的定义；逻辑上的定义；提供必须的空间数据查询、检索和存取功能；提供必须的空间数据查询、检索和存取功能；能够空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。能够空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。q空间数据库应用系统空间数据库应用系统提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面，是应用提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面，是应用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件。件。一般需要进行二次开发。一般需要进行二次开发。一般由专业一般由专业GISGIS软件提供，如软件提供，如 Oracle,SDEOracle,SDE一、基本概念一、基本概念二、二、空间数据模型空间数据模型q数数据据结结构构：是是指指数数据据的的组组织织形形式式，在在计计算算机机存存储储、管管理理和和处理的数据逻辑结构。处理的数据逻辑结构。q数数据据模模型型：是是描描述述实实体体及及其其相相互互关关系系的的数数学学描描述述，是是空空间间数数据据库库建建立立的的逻逻辑辑模模型型。数数据据模模型型是是数数据据库库系系统统中中关关于于数数据据和和联联系系的的逻逻辑辑组组织织的的形形式式表表示示。每每一一种种数数据据模模型型都都以以不不同同的的数数据据抽抽象象与与表表示示能能力力来来反反映映客客观观事事物物，有有其其不不同同的的处处理数据联系的方式。理数据联系的方式。q两者之间的关系：混合的交叉关系，并不一一对应。两者之间的关系：混合的交叉关系，并不一一对应。q传传统统的的数数据据模模型型主主要要指指层层次次、网网状状和和关关系系三三种种模模型型，它它们们是计算机中以文件系统组织的数据模型的继承和发展。是计算机中以文件系统组织的数据模型的继承和发展。三、空间数据库的主要特征三、空间数据库的主要特征减少空间数据存储的冗余量减少空间数据存储的冗余量稳定的数据结构稳定的数据结构高效的查询功能高效的查询功能反映空间数据的复杂性反映空间数据的复杂性较强的应用适用性较强的应用适用性较高的共享性较高的共享性数据独立性数据独立性统一管理统一管理四、数据库的系统结构四、数据库的系统结构 数据库是一个复杂的系统。数据库的基本结构可以分数据库是一个复杂的系统。数据库的基本结构可以分成三个层次：物理级（内模式）、外模式、概念级（概成三个层次：物理级（内模式）、外模式、概念级（概念模式）和用户级。念模式）和用户级。1、物理级：数据库最内的一层。它是物理设备上实际存储、物理级：数据库最内的一层。它是物理设备上实际存储的数据集合的数据集合(物理数据库物理数据库)。它是由物理模式。它是由物理模式(也称内部模也称内部模式式)描述的。描述的。2、概念级（外模式）：数据库的逻辑表示，包括每个数据、概念级（外模式）：数据库的逻辑表示，包括每个数据的逻辑定义以及数据间的逻辑联系。它是由概念模式定的逻辑定义以及数据间的逻辑联系。它是由概念模式定义的，这一级也被称为概念模型。义的，这一级也被称为概念模型。3、用户级：用户所使用的数据库，是一个或几个特定用户、用户级：用户所使用的数据库，是一个或几个特定用户所使用的数据集合所使用的数据集合(外部模型外部模型)，是概念模型的逻辑子集。，是概念模型的逻辑子集。它由外部模式定义。它由外部模式定义。五、空间数据库的数据模型五、空间数据库的数据模型 数据模型是数据库系统中关于数据和联系的逻辑组数据模型是数据库系统中关于数据和联系的逻辑组织的形式表示。每一个具体的数据库都是由一个相应的织的形式表示。每一个具体的数据库都是由一个相应的数据模型来定义。每一种数据模型都以不同的数据抽象数据模型来定义。每一种数据模型都以不同的数据抽象与表示能力来反映客观事物，有其不同的处理数据联系与表示能力来反映客观事物，有其不同的处理数据联系的方式。数据模型的主要任务就是研究记录类型之间的的方式。数据模型的主要任务就是研究记录类型之间的联系。联系。目前，数据库领域采用的数据模型有层次模型、网目前，数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型，其中应用最广泛的是关系模型。状模型和关系模型，其中应用最广泛的是关系模型。它的特点是将数据组织成一对多关系的结构。它的特点是将数据组织成一对多关系的结构。层次结构采用关键字来访问其中每一层次的层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分。每一部分。层次数据库结构特别适用于文献目录、土壤层次数据库结构特别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。分类、部门机构等分级数据的组织。六、六、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型层次数据模型六、六、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型层次数据模型 层次模型是数据处理中发展较早、技木上也层次模型是数据处理中发展较早、技木上也比较成熟的一种数据模型。它的特点是将数据组比较成熟的一种数据模型。它的特点是将数据组织成有向织成有向有序的树结构有序的树结构。层次模型由处于不同层。层次模型由处于不同层次的各个结点组成。除根结点外，其余各结点有次的各个结点组成。除根结点外，其余各结点有且仅有一个上一层结点作为其且仅有一个上一层结点作为其“双亲双亲”，而位于，而位于其下的较低一层的若干个结点作为其其下的较低一层的若干个结点作为其“子女子女”。结构中结点代表数据记录，连线描述位于不同结结构中结点代表数据记录，连线描述位于不同结点数据间的从属关系点数据间的从属关系 六、六、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型层次数据模型Coverages 记录记录polygons 记录记录arcs 记录记录arcs 记录记录arcs 记录记录层次数据模型层次数据模型层次数据结构层次数据结构根结点、父结点、子结点、叶结点根结点、父结点、子结点、叶结点六、六、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型实例层次数据模型实例二、二、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型实例层次数据模型实例二、二、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型实例层次数据模型实例二、二、空间数据模型空间数据模型q层次数据模型实例层次数据模型实例总结层次模式的限制条件：总结层次模式的限制条件：1、有且公有一个结点无父结点，即根结点、有且公有一个结点无父结点，即根结点2、除根结点之外，所有结点有且公有一个父结点、除根结点之外，所有结点有且公有一个父结点优点：优点：0存取方便且速度快存取方便且速度快0结构清晰，容易理解结构清晰，容易理解0数据修改和数据库扩展容易实现数据修改和数据库扩展容易实现0检索关键属性十分方便检索关键属性十分方便缺陷：缺陷：0结构呆板，缺乏灵活性结构呆板，缺乏灵活性0同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）0不适合于拓扑空间数据的组织不适合于拓扑空间数据的组织q层次数据库模型优缺点层次数据库模型优缺点二、二、空间数据模型空间数据模型六、六、空间数据模型空间数据模型q网状数据模型网状数据模型网状模型用连接指令或指针来确定数据间的连接关网状模型用连接指令或指针来确定数据间的连接关系，是具有系，是具有多对多多对多类型的数据组织方式类型的数据组织方式 。polygon1polygon2网络数据模型是数据模型的另一种重要结构，它反映着显网络数据模型是数据模型的另一种重要结构，它反映着显示世界中实体间更为复杂的联系，其基本特征是，结点数示世界中实体间更为复杂的联系，其基本特征是，结点数据间没有明确的从属关系，一个结点可与其它多个结点建据间没有明确的从属关系，一个结点可与其它多个结点建立联系。如图所示的四个城市的交通联系，不仅是双向的立联系。如图所示的四个城市的交通联系，不仅是双向的而且是多对多的。而且是多对多的。六、六、空间数据模型空间数据模型q网状数据模型网状数据模型学生甲、乙、丙、丁、选修课程，其中的联系也属于网络学生甲、乙、丙、丁、选修课程，其中的联系也属于网络模型。模型。六、六、空间数据模型空间数据模型q网状数据模型网状数据模型系名化学系教师数学生数研究生系名地质系教师数49学生数257研究生71学校名称师范大学系名国测系教师数52学生数300研究生70系名教师数学生数研究生系名教师数学生数学号002312姓名张三年级3籍贯广东系名教师数学生数研究生系名教师数学生数教师号66姓名李四年龄30职称教授系名教师数学生数研究生系名教师数学生数课程号A01课程名GIS周学时4学分5系名教师数系名学号002312课程号A01二、二、空间数据模型空间数据模型q网状数据模型实例网状数据模型实例二、二、空间数据模型空间数据模型q网状数据模型优缺点网状数据模型优缺点优点：优点：能明确而方便地表示数据间的复杂关系能明确而方便地表示数据间的复杂关系数据冗余小数据冗余小缺陷：缺陷：网网状结构的复杂，增加了用户查询和定位状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难。的困难。需要存储数据间联系的指针，使得数据量需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大增大数据的修改不方便（指针必须修改）数据的修改不方便（指针必须修改）二、二、空间数据模型空间数据模型q关系数据模型关系数据模型关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利用各种土地实体与属性之间的关系进据，以便于利用各种土地实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。法。二、二、空间数据模型空间数据模型q关系数据模型实例关系数据模型实例1x1y12x2y23x3y34x4y45x5t56x6y6二、二、空间数据模型空间数据模型q关系数据模型优缺点关系数据模型优缺点优点优点：u结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求运算规则形成的查询要求u能搜索、组合和比较不同类型的数据能搜索、组合和比较不同类型的数据u增加和删除数据非常方便增加和删除数据非常方便缺陷缺陷：u数据库大时，查找满足特定关系的数据费时数据库大时，查找满足特定关系的数据费时 u对空间关系无法满足对空间关系无法满足