天津农学院：《空间数据库技术》课程教学资源（讲义，共九章，主讲：赵娜）

第1章-绪论 第2章空间现象抽象表达 第3章_空间数据模型 。第4章_空间数据组织与管理 第5章-空间数据索引技术 ·第6章_空间数据查询、访问 第7章时态空间数据库 ?第8章-空间数据元数据与空间数据共享 。第9章_空间数据库设计 绪论 主讲老师：赵娜 联系方式：zhaona0tjau.edu.cn 公闭卷考试 成绩=平时成绩(40%)+期末 成绩（60%) ·平时成绩 ·出勤情况 ·课堂考查

章节内容  第1章_绪论  第2章_空间现象抽象表达  第3章_空间数据模型  第4章_空间数据组织与管理  第5章_空间数据索引技术  第6章_空间数据查询、访问  第7章_时态空间数据库  第8章_空间数据元数据与空间数据共享  第9章_空间数据库设计 绪论 主讲老师：赵 娜 联系方式：zhaona@tjau.edu.cn 本课程教学安排 闭卷考试 成绩 = 平时成绩（40%）+ 期末 成绩（60%）  平时成绩 • 出勤情况 • 课堂考查

·实验成绩 哪些是空间数据？ ·日常生活中最直观，最经常用到的空 间数据 ·地图一地理空间数据 ■NASA卫星图像数据 ·千兆字节每天 ·气候数据 ·医学图像数据 哪些是非空间数据？ ·姓名，电话号码，邮件地址… 冬地图 ·运用一定的数学法则与地图语言，经 过制图综合，将地理信息表现在平面

• 实验成绩 1.1空间数据库概述 哪些是空间数据？  日常生活中最直观，最经常用到的空 间数据 • 地图——地理空间数据  NASA卫星图像数据 • 千兆字节每天  气候数据  医学图像数据 哪些是非空间数据？  姓名,电话号码,邮件地址… 空间数据库技术产生的历史背景 地图  运用一定的数学法则与地图语言，经 过制图综合，将地理信息表现在平面

上。 。 地理信息：描述地表形态及其所附的 自然和人文地物特征和属性的总称。 冬地图制图自动化 ·随着计算机技术的发展 ·摆脱手工制图 地图数据库系统技术 ·地图数据 ·地图比例尺影响— 详细程度不同 强调数据可视化一忽略了空间关 系 ·按地图印刷色彩分层管理 割裂 了地物之间的联系 ·地图图幅限制了数据范围

上。  地理信息：描述地表形态及其所附的 自然和人文地物特征和属性的总称。 地图制图自动化  随着计算机技术的发展  摆脱手工制图 空间数据库技术产生的历史背景 （续） 地图数据库系统技术  地图数据 • 地图比例尺影响——详细程度不同 • 强调数据可视化——忽略了空间关 系 • 按地图印刷色彩分层管理——割裂 了地物之间的联系 • 地图图幅限制了数据范围 研究空间数据库技术的价值

传统数据库管理系统一非空间 数据 ·允许并发连接数据 ·具有稳定的搜索查询功能一大数 据集 具有高效的非空间数据查询功能，但 不适用于空间数据 ?非空间数据查询举例 列出拥有书的数目在1000以上的书 店的名称 ·列出在2001年刷卡消费的消费者姓 名 ·空间数据查询举例 ·列出距离天津市10公里以内的书店 的名称 列出居住在天津市或者其相邻城市 的刷卡消费的消费者姓名

传统数据库管理系统——非空间 数据  允许并发连接数据  具有稳定的搜索查询功能——大数 据集  具有高效的非空间数据查询功能，但 不适用于空间数据 非空间数据查询举例  列出拥有书的数目在1000以上的书 店的名称  列出在2001年刷卡消费的消费者姓 名 空间数据查询举例  列出距离天津市10公里以内的书店 的名称  列出居住在天津市或者其相邻城市 的刷卡消费的消费者姓名

?很多重要的领域需要对空间数据 进行查询 ·军队指挥官一敌人从昨晚起是否 有明显的调动迹象？ 保险公司风险经理一黄河沿岸的 哪些家庭最可能受到洪水的影响？ 医生—根据该病人的核磁共振图 像，我们是否医治过类似病症的病 人？ 气象学家一怎样才能测试和检验 新研究出的全球变暖模型？ 冬地理信息系统 Geographic Information Systems 。 空间数据分析软件系统 ·科学界和政府部门的专家 地理信息服务 Geographic Information Services ·提供地理或空间服务 ·Google earth

很多重要的领域需要对空间数据 进行查询  军队指挥官——敌人从昨晚起是否 有明显的调动迹象？  保险公司风险经理——黄河沿岸的 哪些家庭最可能受到洪水的影响？  医生——根据该病人的核磁共振图 像，我们是否医治过类似病症的病 人？  气象学家——怎样才能测试和检验 新研究出的全球变暖模型？ 空间数据库技术的应用 地理信息系统  Geographic Information Systems  空间数据分析软件系统 • 科学界和政府部门的专家 地理信息服务  Geographic Information Services  提供地理或空间服务 • Google earth

·电子地图 空间（Space) 物理学：宇宙在3个互相垂直的方 向上所具有的广延性。 ·天文学：时空连续体系的一部分。 。 地理学：在地球表层空间实体集上 的关系。 地理空间(Geospace) ■ 该空间是一个相对空间，是一个空间 实体组合排列集，强调宏观的空间分 布和空间实体间的相关关系。 。 数学描述 设B,B2,B,,Bn为n个不同类的地理空间 实体； R表示地理空间实体值的相互联系，相互 制约关系； 2={E1,E2,E,,E}表示地理空间中 各组成部分（实体）的集合；

• 电子地图 1.1.1 空间数据库基本概念  空间（Space）  物理学: 宇宙在3个互相垂直的方 向上所具有的广延性。  天文学: 时空连续体系的一部分。  地理学: 在地球表层空间实体集上 的关系。  地理空间（Geospace）  该空间是一个相对空间，是一个空间 实体组合排列集，强调宏观的空间分 布和空间实体间的相关关系。  数学描述 设E1,E2,E3,…,En为n个不同类的地理空间 实体； R表示地理空间实体值的相互联系，相互 制约关系； Ω={E1,E2,E3,…,En}表示地理空间中 各组成部分(实体)的集合；

则地理空间可以表示为S={Q,R) 空间数据(Spatial Data) ·数据的一种特殊类型，指凡是带有空 间坐标的数据 ·建筑设计图数据 ·机械设计图数据 ·各种地图数据 地理空间数据(Geospatial Data) ·空间数据的一种特殊类型，指带有地 理坐标的数据 ·地理实体的空间特征和属性特征的 数字描述 ·空间特征（定位)：几何特征和实体 间空间关系

则地理空间可以表示为 S={Ω,R} 空间数据（Spatial Data）  数据的一种特殊类型，指凡是带有空 间坐标的数据 • 建筑设计图数据 • 机械设计图数据 • 各种地图数据 地理空间数据（Geospatial Data）  空间数据的一种特殊类型，指带有地 理坐标的数据  地理实体的空间特征和属性特征的 数字描述 • 空间特征（定位）：几何特征和实体 间空间关系

·属性特征（定性)：数量特征，质量 特征和时间特征 本课程研究主要研究地理空间数据， 在以后的讲解中统称为空间数据。 ?空间数据的组成 ·空间实体 ·对空间存在于自然世界中的地 理实体的抽象，主要包括点、线、 面以及实体等基本类型。 空间关系（拓扑关系) ·空间对象建立之后，进一步定 义其相互之间的关系。 。空间数据的复杂性 。 数据类型多一几何数据，关系数据 。 数据操作复杂—定位检索，拓扑关 系检索等 0 数据输出多样—数据，报表，图形 ·数据量大一来源多样，测量数据

• 属性特征（定性）：数量特征，质量 特征和时间特征  本课程研究主要研究地理空间数据， 在以后的讲解中统称为空间数据。  空间数据的组成  空间实体 • 对空间存在于自然世界中的地 理实体的抽象，主要包括点、线、 面以及实体等基本类型。  空间关系（拓扑关系） • 空间对象建立之后，进一步定 义其相互之间的关系。  空间数据的复杂性  数据类型多——几何数据，关系数据  数据操作复杂——定位检索，拓扑关 系检索等  数据输出多样——数据，报表，图形  数据量大——来源多样，测量数据

图形图像数据等 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 ·既能处理空间参考对象类型，也能处 理非空间参考对象类型 根据数据来源，概括为4种 ·地图数据 ·影像数据 ·地形数据 ·属性数据 卫星遥感影像 数字高程模型(Digita1 Elevation Mode1,缩写DEM)

图形图像数据等 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  既能处理空间参考对象类型，也能处 理非空间参考对象类型 1.1.2 空间数据类型 根据数据来源，概括为4种  地图数据  影像数据  地形数据  属性数据 影像数据 卫星遥感影像 地形数据 数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）

·数字高程模型是在某一投影平面（如 高斯投影平面)上规则格网点的平面 坐标（X,Y)及高程（Z)的数据集。 ·数字高程模型是描述地表起伏形态 特征的空间数据模型，根据不同的高 程精度，可分为不同类型。为完整反 映地表形态，还可增加离散高程点数 据。 ?根据表示对象 ·类型数据 面域数据 网络数据 样本数据 ·曲面数据 文本数据 符号数据

 数字高程模型是在某一投影平面（如 高斯投影平面）上规则格网点的平面 坐标（X，Y）及高程（Z）的数据集。  数字高程模型是描述地表起伏形态 特征的空间数据模型，根据不同的高 程精度，可分为不同类型。为完整反 映地表形态，还可增加离散高程点数 据。 根据表示对象  类型数据  面域数据  网络数据  样本数据  曲面数据  文本数据  符号数据 1.1.3 空间数据特征