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
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,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.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
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………………………………………………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…………………………………………………………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
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………………………………………115
§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

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