空間數(shù)據(jù)庫復(fù)習(xí)資料整理v3

1、一、 名詞解釋1空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)和應(yīng)用的相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總合。2空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):能進(jìn)行語義和邏輯定義存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)庫上的空間數(shù)據(jù),提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢、檢索和存取功能,以及能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)。3空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)提供給用戶訪問和操作空間數(shù)據(jù)庫的用戶界面,是應(yīng)用戶數(shù)據(jù)處理需求而建立的具有數(shù)據(jù)庫訪問功能的應(yīng)用軟件。一般需要進(jìn)行二次開發(fā),包括空間分析模型和應(yīng)用模型。4什么是arcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎(SDE: Spatial Database Engine)ArcSDE是一個(gè)用于訪問存儲(chǔ)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)中的海

2、量多用戶地理數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器軟件產(chǎn)品。5什么是空間數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(簡稱空間數(shù)據(jù)庫或地理數(shù)據(jù)庫)是某一區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合。6空間數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)(庫)模型:就是對空間實(shí)體及其聯(lián)系進(jìn)行描述和表達(dá)的數(shù)學(xué)手段,使之能反映實(shí)體的某些結(jié)構(gòu)特性和行為功能。空間數(shù)據(jù)模型是衡量GIS功能強(qiáng)弱與優(yōu)劣的主要因素之一。7空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同空間數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)和表達(dá)方式。8場模型在空間信息系統(tǒng)中，場模型一般指的是柵格模型，其主要特點(diǎn)就是用二維劃分覆蓋整個(gè)連續(xù)空間9對象模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（ObjectOriented Data Model,簡稱OO Data Model）是一種可擴(kuò)充的數(shù)

3、據(jù)模型,在該數(shù)據(jù)模型中,數(shù)據(jù)模型是可擴(kuò)充的,即用戶可根據(jù)需要,自己定義新的數(shù)據(jù)類型及相應(yīng)的約束和操作。10概念數(shù)據(jù)模型按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模。用于組織信息世界的概念，表現(xiàn)從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出來的事物以及它們之間的聯(lián)系。如E-R模型。11結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型從計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)建模，是信息世界中的概念和聯(lián)系在計(jì)算機(jī)世界中的表現(xiàn)方法。如層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ汀?2空間元數(shù)據(jù)空間元數(shù)據(jù)是指在空間數(shù)據(jù)庫中用于描述空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方法、空間參考和管理方式等特征的數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)地理空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一。13空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型就是對空間實(shí)體及其聯(lián)系進(jìn)行描述和表達(dá)的數(shù)學(xué)

4、手段，使之能反反映實(shí)體的某些結(jié)構(gòu)特性和行為功能。基本分為兩類：1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，如層次、網(wǎng)狀、關(guān)系數(shù)據(jù)模型。2新型數(shù)據(jù)模型，如面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型、時(shí)空數(shù)據(jù)模型等。14空間網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)，圖中的結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。15 Gis關(guān)系型空間數(shù)據(jù)模型是以記錄組或數(shù)據(jù)表的形式組織數(shù)據(jù)，不分層也無指針，是建立空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間關(guān)系的一種非常有效的數(shù)據(jù)組織方法。16面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型為了有效地描述復(fù)雜的事物或現(xiàn)象，需要在更高層次上綜合利用和管理多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型，并用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行統(tǒng)一的抽象。17面向?qū)ο蟮膸缀螖?shù)據(jù)模型從幾何方面劃分，GIS的各種地物對象

5、為點(diǎn)、線、面狀地物以及由它們混合組成的復(fù)雜地物。每一種幾何地物又可能由一些更簡單的幾何圖形元素構(gòu)成。18什么是UMLUML即統(tǒng)一建模語言，是一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ言，它是運(yùn)用統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)記和定義實(shí)現(xiàn)對軟件系統(tǒng)進(jìn)行面向?qū)ο蟮拿枋龊徒！?9什么是ODLODL即對象定義語言，它是CORBA的一個(gè)組件，是建立數(shù)據(jù)庫概念模型的工具，可以向DBMS支持的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化。20對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（O-RDBMS）ORDBMS是將傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫加以擴(kuò)展，增加面向?qū)ο筇匦?，即支持已被廣泛使用的SQL，具有良好的通用性，又具有面向?qū)ο筇匦?，支持?fù)雜對象和復(fù)雜對象的復(fù)雜行為，適應(yīng)了新應(yīng)用領(lǐng)域的需要和傳統(tǒng)應(yīng)用

6、領(lǐng)域發(fā)展的需要21什么是GeodatabaseGeodatabase是一種采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來表現(xiàn)地理信息的數(shù)據(jù)模型。22空間索引為便于空間目標(biāo)的定位及各種空間數(shù)據(jù)操作，按要素或目標(biāo)的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系來組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。23OLTPOLTP即聯(lián)機(jī)事務(wù)處理，它是對數(shù)據(jù)庫聯(lián)機(jī)的日常處理，當(dāng)用于與RDBMS交互時(shí)，通過事務(wù)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢或修改。24分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)在幾臺(tái)計(jì)算機(jī)中，這幾臺(tái)計(jì)算機(jī)之間通過高速網(wǎng)絡(luò)或電話線等各種通信設(shè)備相互通信，計(jì)算機(jī)之間沒有共享公共的內(nèi)存或磁盤25并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以并行計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，將數(shù)

7、據(jù)庫管理與并行技術(shù)相結(jié)合，以高性能和可擴(kuò)展性為目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。（26 數(shù)據(jù)字典）描述數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)屬性與組成的數(shù)據(jù)集合，它是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理的有力工具。二、簡答題1. 標(biāo)準(zhǔn)DBMS存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的局限性 空間數(shù)據(jù)記錄是變長的，而一般的數(shù)據(jù)庫只允許把記錄的長度設(shè)定為固定； 在存儲(chǔ)和維護(hù)空間數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系方面存在著嚴(yán)重缺陷； 一般都難以實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、連通、包含、疊加等基本操作； 不能支持復(fù)雜的圖形功能； 單個(gè)地理實(shí)體的表達(dá)需要多個(gè)文件、多條記錄，一般的DBMS也難以支持； 難以保證具有高度內(nèi)部聯(lián)系的GIS數(shù)據(jù)記錄需要的復(fù)雜的安全維護(hù)。因此，一般的DBMS都難以保證空間特性的表達(dá)與再現(xiàn)。2.

8、 空間數(shù)據(jù)（庫）管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是建立在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的管理功能。主要包括兩種具體的實(shí)現(xiàn)方法： 常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)擴(kuò)展：直接對常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，加入一定數(shù)量的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能。如Oracle。 空間數(shù)據(jù)庫引擎：在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上加一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)于管理。如ESRI的SDE。3. 簡述空間數(shù)據(jù)的來源及特征來源：空間數(shù)據(jù)的來源主要包括地圖數(shù)據(jù)；遙感數(shù)據(jù)；地形數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)；元數(shù)據(jù)。特征：空間特征；非結(jié)構(gòu)化特征；空間關(guān)系特征；分類編碼特征；海量數(shù)據(jù)特征。4. 例舉幾種常用GIS空間數(shù)據(jù)模型場模型；基于對象的模型

9、；網(wǎng)絡(luò)模型。5. 列舉空間關(guān)系的種類并舉例點(diǎn)點(diǎn)：重合、分離、一點(diǎn)為其他諸點(diǎn)的集合中心、一點(diǎn)味其他諸點(diǎn)的地理中心等；點(diǎn)線：點(diǎn)在線上、線的端點(diǎn)、線的交點(diǎn)、點(diǎn)與線的分離等；點(diǎn)多邊形、點(diǎn)在多邊形內(nèi)、點(diǎn)為多邊形的幾何中心、點(diǎn)在多邊形邊界上、點(diǎn)在多邊形外部等； 線線：重合、相接、相交、相切、并行等； 線多邊形：多邊形包含線、線穿過多邊形、線環(huán)繞多邊形、線與多邊形分離等； 多邊形多邊形：包含、重合、相交多邊形、相鄰、分離等。6. 空間數(shù)據(jù)模型（庫）的種類（一） 邏輯數(shù)據(jù)模型 基于對象的邏輯模型：實(shí)體聯(lián)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ汀?基于記錄的邏輯模型：關(guān)系模型、網(wǎng)狀模型、層次模型。（二） 物理數(shù)據(jù)模型7. 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)

10、模型的弱點(diǎn)（1）以記錄為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)不能很好面向用戶（2）不能以自然的方式表示實(shí)體間的聯(lián)系（3）語義貧乏（4）數(shù)據(jù)類型太少8. 復(fù)雜對象及其特點(diǎn)復(fù)雜對象指具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和操作的對象。復(fù)雜對象可以由多種關(guān)系聚合抽象而成，或由不同類型的對象構(gòu)成，或具有復(fù)雜的嵌套關(guān)系等。其特點(diǎn)可歸結(jié)為：一個(gè)復(fù)雜對象由多個(gè)成員對象構(gòu)成，每個(gè)成員對象又可以參與其他對象的構(gòu)成；具有多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如矢量、柵格、關(guān)系表等；一個(gè)復(fù)雜對象的不同部分可由不同的數(shù)據(jù)模型所支持，也就是說，可以分布于不同的數(shù)據(jù)庫中。9. 畫出復(fù)雜地物及其組織結(jié)構(gòu)圖10. 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)方式目前，采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，建立面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，主要有三種實(shí)

11、現(xiàn)方式：擴(kuò)充面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言（OOPL），在OOPL中增加DBMS的特性。擴(kuò)充RDBMS，在RDBMS中增加面向?qū)ο蟮奶卣?。建立全新的支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的OODBMS。11. 空間數(shù)據(jù)庫維護(hù)包含的基本內(nèi)容 維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性：調(diào)整授權(quán)和密碼、備份和回恢復(fù)。 檢測和改善數(shù)據(jù)庫性能 擴(kuò)充增加新功能 修改錯(cuò)誤12. 簡述（CS）客戶端服務(wù)器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理（系統(tǒng)）的主要功能（服務(wù)器：為多用戶管理和維護(hù)一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫；管理并處理客戶的請求；管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全等客戶端：是提供用戶界面；建立同服務(wù)器的鏈接；向服務(wù)器提交和接受請求；數(shù)據(jù)的輸入輸出及驗(yàn)證等）13. Geodatabase模

12、型結(jié)構(gòu)包含的元素類型對象類、要素類、要素?cái)?shù)據(jù)集、關(guān)系類、幾何網(wǎng)絡(luò)、Domains、Validation Rules、Raster Datasets、TIN、Datasets、Locators。14. ？15. 列舉空間信息的查詢途徑，并詳述空間擴(kuò)展GeoSQL查詢途徑： 基于屬性特征查詢 基于空間關(guān)系和屬性特征的查詢（SQL） 一種空間擴(kuò)展SQL查詢語言GeoSQL空間擴(kuò)展GeoSQL：相對于一般SQL，空間擴(kuò)展SQL主要增加了空間數(shù)據(jù)類型和空間操作算子，以滿足空間特征的查詢?？臻g特征包含空間屬性和非空間屬性，空間屬性由特定的“Location”字段來表示?？臻g數(shù)據(jù)類型除具有一般的整型、實(shí)型、

13、字符串外，還具有下列空間數(shù)據(jù)類型：點(diǎn)類型、弧段類型、不封閉的線類型、多邊形類型、圖像類型、復(fù)雜空間特征類型。空間操作算子主要分為兩類：一元空間操作算子和二元空間操作算子。16. 畫圖說明GeoSQL的運(yùn)行過程17. 簡述空間數(shù)據(jù)挖掘、支持發(fā)現(xiàn)的概念及其主要用途空間數(shù)據(jù)挖掘即SDM，就是從空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中抽取隱含的、人們感興趣的空間模式和特征、空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)之間的普遍關(guān)系的過程。SDM可以輔助人們更好地理解空間數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)之間內(nèi)在的隱含關(guān)系，構(gòu)建空間知識(shí)庫，優(yōu)化空間查詢等。18. 空間數(shù)據(jù)挖掘未來的發(fā)展方向在面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)采掘進(jìn)行不確定性采掘多邊形聚類技術(shù)

14、 多維規(guī)則可視化 基于泛化的空間數(shù)據(jù)采掘機(jī)制需要進(jìn)一步的開拓，以處理多專題地圖和多層次的交互式采掘，并與空間索引、空間存取方法和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)有效結(jié)合?？臻g數(shù)據(jù)分類領(lǐng)域尚需找到真正高效的空間分類方法，以處理帶有不完整信息的問題。 基于模式或基于相似性的采掘以及元規(guī)則指導(dǎo)的空間數(shù)據(jù)采掘尚需探討。 空間數(shù)據(jù)采掘查詢語言SDMQL需進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化。 大量的遙感圖像要求更多的數(shù)據(jù)采掘方法，用以檢測異常、查找相似的圖片，以及發(fā)現(xiàn)不同現(xiàn)象間的關(guān)系。19. 需求分析的意義和主要內(nèi)容需求分析是整個(gè)空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建立的基礎(chǔ)，主要進(jìn)行以下工作：調(diào)查用戶需求：了解用戶特點(diǎn)和要求，取得設(shè)計(jì)者與用戶對需求的一致看

15、法。需求數(shù)據(jù)的收集和分析：包括信息需求、信息加工處理要求、完整性與安全性要求等編制用戶需求說明書：包括需求分析的目標(biāo)、任務(wù)、具體需求說明、系統(tǒng)功能與性能、運(yùn)行環(huán)境等，是需求分析的最終成果20. 空間數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念和內(nèi)容空間數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)果是得到一個(gè)合理的空間數(shù)據(jù)模型，是空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。其內(nèi)容是概念模型的設(shè)計(jì)，即將現(xiàn)實(shí)世界簡化成概念模型邏輯模型設(shè)計(jì)，即把概念模型轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)庫支持的數(shù)據(jù)模型物理模型設(shè)計(jì)，即有效地將空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)在物理存儲(chǔ)器上實(shí)現(xiàn)，確定數(shù)據(jù)在戒指上的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。三、論述題1. 與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對比論述空間數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及其優(yōu)勢答：與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比

16、，空間數(shù)據(jù)庫具有以下特征：數(shù)據(jù)量特別巨大；空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一，數(shù)據(jù)種類多；應(yīng)用廣泛。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比，空間數(shù)據(jù)庫具有以下優(yōu)勢：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)；查詢功能和效率強(qiáng)大；海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；并發(fā)控制機(jī)制；安全機(jī)制；可以進(jìn)行空間操作。2. 列出幾種GIS空間數(shù)據(jù)庫的管理方案并分別論述其特點(diǎn)（一）文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理方案 用一組文件形式來存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)及其拓?fù)潢P(guān)系，利用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，通過唯一的標(biāo)識(shí)符來建立它們之間的連接。 優(yōu)點(diǎn):文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合應(yīng)用，空間數(shù)據(jù)可用不定長文件格式記錄；GIS可通過DBMS提供的高級(jí)編程語言的接口，直接操縱屬性數(shù)據(jù)，查詢屬性數(shù)據(jù)庫

17、，并在GIS的用戶界面下，顯示查詢結(jié)果。缺點(diǎn):屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)通過ID聯(lián)系起來，使查詢運(yùn)算，模型操作運(yùn)算速度慢；數(shù)據(jù)發(fā)布和共享困難；屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制以及數(shù)據(jù)損壞后的恢復(fù)方面缺少基本的功能；缺乏表示空間對象及其關(guān)系的能力。（二）全關(guān)系式數(shù)據(jù)庫管理方案 基于關(guān)系模型方式，將圖形數(shù)據(jù)按關(guān)系模型組織。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，即將圖形文件轉(zhuǎn)成關(guān)系存放在目前大部分關(guān)系型數(shù)據(jù)庫提供的二進(jìn)制塊中。將圖形數(shù)據(jù)變長部分處理成Binary Block字段 優(yōu)點(diǎn):在全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中加入了二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊形式省去大量關(guān)系

18、連接操作,可提高查詢速度；便于數(shù)據(jù)的維護(hù)。 缺點(diǎn):不定長記錄造成存儲(chǔ)效率的下降；實(shí)現(xiàn)SQL查詢要附加接口，因此它只適用于功能簡單的GIS （三）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理方案 面向?qū)ο笮涂臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)最適合空間數(shù)據(jù)的表達(dá)和管理。 優(yōu)點(diǎn):支持變長記錄，還支持對象的嵌套，信息的繼承和聚集。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許定義合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作。 缺點(diǎn):不支持SQL語言，在通用性上受局限。面向?qū)ο笮涂臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還不夠成熟，價(jià)格又昂貴，目前在GIS領(lǐng)域還不通用領(lǐng)域還不通用。（四）對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方案 優(yōu)點(diǎn):解決了空間數(shù)據(jù)的變長記錄管理，使

19、數(shù)據(jù)管理效率大大提高；空間和屬性之間聯(lián)結(jié)有空間數(shù)據(jù)管理模塊解決，不僅具有操作關(guān)系 數(shù)據(jù)的函數(shù)，還具有操作圖形的API函數(shù)；對象關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫是在標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫上加一層空間數(shù)據(jù) 管理模塊；用該層功能將地理結(jié)構(gòu)查詢語言轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢，空間數(shù)據(jù)查詢速度快。 缺點(diǎn):空間數(shù)據(jù)對象還不能有用戶任意定義，用戶使用受一定限制。如定義的空 間函數(shù)支持的對象不帶拓?fù)潢P(guān)系，用戶不能定義帶拓?fù)潢P(guān)系的數(shù)據(jù)模型。3. 論述空間數(shù)據(jù)庫質(zhì)量包含的內(nèi)容及空間數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制手段有哪些答：所謂空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是指空間數(shù)據(jù)在表達(dá)實(shí)體空間位置,特征和時(shí)間所能達(dá)到的準(zhǔn)確性,一致性,完整性和

20、三者統(tǒng)一性的程度,以及數(shù)據(jù)適用于不同應(yīng)用的能力.基本指標(biāo)包括：誤差、準(zhǔn)確性、精度、空間分辨率、比例尺、不確定性、可得性、現(xiàn)勢性。常見數(shù)據(jù)質(zhì)量控制手段有：手工方法：將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行逐一比較。元數(shù)據(jù)方法：在元數(shù)據(jù)中描述數(shù)據(jù)的質(zhì)量信息，以供使用過程中掌握。地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量，如建筑物一般不會(huì)建筑在水面上等。4. 分別論述各種數(shù)據(jù)庫模型運(yùn)用于GIS的局限性和優(yōu)勢（一） 層次數(shù)據(jù)模型用樹結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型叫層次模型。局限性：很難描述復(fù)雜的地理實(shí)體之間的聯(lián)系，描述多對多的關(guān)系時(shí)導(dǎo)致物理存儲(chǔ)上的冗余；對任何對象的查詢都必須從層次結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)開始，

21、低層次對象的查詢效率很低，很難進(jìn)行反向查詢；數(shù)據(jù)獨(dú)立性較差，數(shù)據(jù)更新設(shè)計(jì)許多指針，插入和刪除操作比較復(fù)雜，父節(jié)點(diǎn)的刪除意味著其下層所有子結(jié)點(diǎn)均被刪除；層次命令具有過程式性質(zhì)，要求用戶了解數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)操縱命令中顯式地給出數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑；基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎(chǔ)。優(yōu)勢：存取方便且速度快；結(jié)構(gòu)清晰，容易理解；數(shù)據(jù)修改和數(shù)據(jù)擴(kuò)展容易實(shí)現(xiàn)；檢索關(guān)鍵屬性十分方便。（二） 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型局限性：由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，增加了用戶查詢的定位困難，要求用戶熟悉數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，知道自己所處的位置；網(wǎng)狀數(shù)據(jù)操作命令具有過程式性質(zhì)，存在于層次模型相同的問題；不直接支持對于層次結(jié)構(gòu)的表達(dá)；基本不具備演繹

22、功能和操作代數(shù)基礎(chǔ)。優(yōu)勢：能明確而方便地表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系；數(shù)據(jù)冗余小。（三） 關(guān)系數(shù)據(jù)模型局限性：無法用遞歸和嵌套的方式來描述復(fù)雜關(guān)系的層次和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，模擬和操作復(fù)雜地理對象的能力較弱；用關(guān)系模型描述本身具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和涵義的地理對象時(shí)，需要對地理實(shí)體進(jìn)行不自然的分解，導(dǎo)致存儲(chǔ)模式、查詢途徑及操作等方面均顯得語義不甚合理；由于概念模式和存儲(chǔ)模式的相互獨(dú)立性，及實(shí)現(xiàn)關(guān)系之間的聯(lián)系需要執(zhí)行系統(tǒng)開銷較大的聯(lián)接操作，運(yùn)行效率不夠高；空間數(shù)據(jù)通常是變長的，而一般RDBMS只允許記錄的長度設(shè)定為固定長度，此外，通用DBMS難于存儲(chǔ)和維護(hù)空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系；一般RDBMS都難以實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、聯(lián)通、

23、包含、疊加等基本操作；一般DBMS不能支持GIS需要的一些復(fù)雜圖形功能；一般RDBMS難以支持復(fù)雜的地理信息，因?yàn)榈哪莻€(gè)地理實(shí)體的表達(dá)需要多個(gè)文件、多條記錄，包括大地網(wǎng)、特征坐標(biāo)、拓?fù)潢P(guān)系、屬性數(shù)據(jù)和非空間專題屬性等方面信息；GIS管理的是具有高度內(nèi)部聯(lián)系的數(shù)據(jù)，為了保證地理數(shù)據(jù)庫的完整性，需要復(fù)雜的安全維護(hù)系統(tǒng)，而這行完整性約束條件必須與空間數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)，由地理數(shù)據(jù)庫來維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。否則一條記錄的改變會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤、相互矛盾的數(shù)據(jù)存在，而一般RDBMS難以實(shí)現(xiàn)這一功能。優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)靈活，滿足所有布爾邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)則形成的查詢要求；能搜索、組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)；增加和刪除數(shù)據(jù)非常方

24、便。5. 3種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型在空間數(shù)據(jù)庫運(yùn)用中的優(yōu)缺點(diǎn)比較（一） 層次數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(diǎn)：存取方便且速度快；結(jié)構(gòu)清晰，容易理解；數(shù)據(jù)修改和數(shù)據(jù)擴(kuò)展容易實(shí)現(xiàn)；檢索關(guān)鍵屬性十分方便。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)呆板，缺乏靈活性；同一屬性數(shù)據(jù)要存儲(chǔ)多次，數(shù)據(jù)冗余大；不適合于拓?fù)淇臻g數(shù)據(jù)的組織。（二） 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(diǎn)：能明確而方便地表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系；數(shù)據(jù)冗余小。缺點(diǎn)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，增加了用戶查詢和定位的困難；需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)間聯(lián)系的指針，使得數(shù)據(jù)量增大；數(shù)據(jù)的修改不方便。（三） 關(guān)系數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)靈活，滿足所有布爾邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)則形成的查詢要求；能搜索、組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)；增加和刪除數(shù)據(jù)非常方便。缺點(diǎn)：數(shù)

25、據(jù)庫大時(shí)，查找滿足特定關(guān)系的數(shù)據(jù)費(fèi)時(shí)；對空間關(guān)系無法滿足。6. 空間數(shù)據(jù)管理方案有哪些，各有什么特點(diǎn)基于文件與關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)混合管理方案特點(diǎn)：1屬性數(shù)據(jù)建立在RDBMS上，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索比較可靠、有效；2幾何數(shù)據(jù)采用圖形文件管理，功能較弱，特別是在數(shù)據(jù)的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制方面，比商用數(shù)據(jù)庫要遜色得多。3空間數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的完整性有可能遭到破壞。GIS軟件：Arc/Info，MGE，GenMap等基于全關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理方案特點(diǎn)：1屬性數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)同時(shí)采用關(guān)系式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理2空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)不必進(jìn)行煩瑣的連接，數(shù)據(jù)存取較快3屬間接存取，效率比DBMS的直接

26、存取慢，特別是涉及空間查詢、對象嵌套等復(fù)雜的空間操作GIS軟件：System9，Small World、Geovision等基于對象關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理方案。特點(diǎn)：1對現(xiàn)有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行擴(kuò)展，增加空間數(shù)據(jù)類型q2解決了空間數(shù)據(jù)變長記錄的存儲(chǔ)問題，由數(shù)據(jù)庫軟件商開發(fā)，效率較高用戶不能根據(jù)GIS要求進(jìn)行空間對象的再定義，因而不能將設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)，沒有解決數(shù)據(jù)的嵌套紀(jì)錄問題qGIS軟件：TIGER，Geo+、Geo Tropics等7. 列舉主要空間索引類型，畫圖說明每種索引類型的組織結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)答： （一） R樹結(jié)構(gòu)與R+樹結(jié)構(gòu)索引（二） CELL樹索引（三） BSP樹空間索引BSP

27、樹是一種二叉樹，它將空間逐級(jí)進(jìn)行一分為二的劃分。BSP樹能很好地與空間數(shù)據(jù)庫中空間對象的分布情況相適應(yīng)，但對一般情況而言，BSP樹深度較大，對各種操作均有不利影響。（四） KDB樹空間索引KDB樹是B樹向多維空間的一種發(fā)展，它對于多維空間中的點(diǎn)進(jìn)行索引具有較好的動(dòng)態(tài)特征，刪除和增加空間點(diǎn)對象也可以很方便地實(shí)現(xiàn)；其缺點(diǎn)是不直接支持占據(jù)一定空間范圍的地物要素，如二維空間中的線和面。（五） 層次網(wǎng)格結(jié)構(gòu)空間索引（六） 包絡(luò)線空間索引包絡(luò)線索引實(shí)質(zhì)是無索引文件的一種圖形檢索方法。對所擊點(diǎn)的圖，通過判別是在哪個(gè)包絡(luò)線矩形之內(nèi)，基本決定其位置。8. 論述空間數(shù)據(jù)挖掘和發(fā)現(xiàn)支持的類型有哪些（空間數(shù)據(jù)挖掘可發(fā)

28、現(xiàn)的知識(shí)類型？）（一） 普遍的幾何知識(shí)：普遍的幾何知識(shí)是指某類目標(biāo)的數(shù)量、大小、形態(tài)特征等的普遍的幾何特征。（二） 空間分布規(guī)律：是指目標(biāo)在地理空間的分布規(guī)律，分成在垂直向、水平向以及垂直向和水平向的聯(lián)合分布規(guī)律。（三） 空間關(guān)聯(lián)規(guī)則：是指空間目標(biāo)間相鄰、相連、共生、包含等空間關(guān)聯(lián)規(guī)則。（四） 空間聚類規(guī)則：是指特征相近的空間目標(biāo)聚類成上一級(jí)類的規(guī)則，可用于GIS的空間概括和綜合。（五） 空間特征規(guī)則：是指某類或幾類空間目標(biāo)的幾何的和屬性的普遍特征，即對共性的描述。（六） 空間區(qū)分規(guī)則：指兩類或多類目標(biāo)間幾何的或?qū)傩缘牟煌卣?，即可以區(qū)分不同類目標(biāo)的特征。（七） 空間演變規(guī)則：是指空間目標(biāo)依時(shí)

29、間的變化規(guī)則，即哪些地區(qū)易變，哪些地區(qū)不易變，哪些目標(biāo)易變及怎么變，哪些目標(biāo)固定不變。9. 論述空間數(shù)據(jù)挖掘的方法（一） 空間分析方法：利用GIS的各種空間分析模型和空間操作對空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工，從而產(chǎn)生新的信息和知識(shí)?？砂l(fā)現(xiàn)目標(biāo)在空間上的相連、相鄰和共生等關(guān)聯(lián)規(guī)則，或發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之間的最短路徑、最優(yōu)路徑等輔助決策的知識(shí)。（二） 統(tǒng)計(jì)分析方法：統(tǒng)計(jì)方法一直是分析空間數(shù)據(jù)的常用方法，著重于空間物體和現(xiàn)象的非空間特性的分析。統(tǒng)計(jì)方法有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，擁有大量成熟的算法。（三） 歸納學(xué)習(xí)方法：歸納學(xué)習(xí)方法是從大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中歸納抽取一般的規(guī)則和模式。（四） 聚類與分類方法：聚類和分類方法按一定

30、的距離或相似性系數(shù)將數(shù)據(jù)分成一系列相互區(qū)分的組。常用的經(jīng)典聚類方法Kmean、Kmeriod、ISO DATA等（五） 探測性的數(shù)據(jù)分析方法（EDA）：EDA采用動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)圖形和動(dòng)態(tài)鏈接窗口技術(shù)將數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)特征顯示出來，可發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中非直觀的數(shù)據(jù)特征及異常數(shù)據(jù)。（六） 粗集方法：可用于空間數(shù)據(jù)庫屬性表的一致性分析、屬性的重要性、屬性依賴、屬性表簡化、最小決策和分類算法生成等。（七） 云理論：可進(jìn)行概念和知識(shí)的表達(dá)、定量和定性的轉(zhuǎn)化、概念的綜合與分解、從數(shù)據(jù)中生成概念和概念層次結(jié)構(gòu)、不確定性推理和預(yù)測等。 （八） 空間特征和趨勢探測方法：空間趨勢探測挖掘是從一個(gè)開始點(diǎn)出發(fā)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)非空間性質(zhì)的變化規(guī)律。（九） 數(shù)字地圖圖像分析和模式識(shí)別方法：一些圖像分析和模式識(shí)別方法可直接用于挖掘數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)知識(shí)，或作為其他挖掘方法的預(yù)處理方法。（十） 可視化方法：例如，把數(shù)據(jù)庫中的多維數(shù)據(jù)變成多種圖形，這對揭示