《空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)》教學(xué)大綱

《空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)》教學(xué)大綱課程編號:課程名稱:空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)學(xué)分:4總學(xué)時:72實驗學(xué)時:36適用專業(yè):地理信息系統(tǒng)本科一、本課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程的性質(zhì):是高等院校地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)的必修課程。本課程的任務(wù):通過該課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生熟練掌握空間數(shù)據(jù)庫的基本知識和基本原理:空間信息基礎(chǔ)、空間數(shù)據(jù)庫的基本概念、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫模型及空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計等內(nèi)容，而且為以后其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。二、本課程的教學(xué)內(nèi)容和基本要求第一章緒論第一節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫概述一、GIS數(shù)據(jù)庫定義二、GIS數(shù)據(jù)庫特征三、GIS數(shù)據(jù)庫作用第二節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫的形成與發(fā)展一、數(shù)據(jù)庫發(fā)展綜述二、GIS數(shù)據(jù)庫歷史發(fā)展三、GIS數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)性與共享行性第三節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫與DBMS原理和關(guān)系模型一、GIS數(shù)據(jù)庫基本概念二、DBMS的基本原理三、RDBMS的基本特征第四節(jié)本書對GIS數(shù)據(jù)庫的研究特色基本要求:1.掌握GIS數(shù)據(jù)庫的定義、特征與作用2.了解數(shù)據(jù)庫及GIS數(shù)據(jù)庫的形成與發(fā)展背景和歷程3.掌握GIS數(shù)據(jù)庫與DBMS原理和關(guān)系模型第二章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)與管理第一節(jié)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)一、地理系統(tǒng)與地理現(xiàn)象二、空間對象及其定義三、空間對象關(guān)系和表達(dá)第二節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與組織一、柵格數(shù)據(jù)模型二、矢量數(shù)據(jù)模型三、柵格矢量一體化數(shù)據(jù)模型四、數(shù)字高程模型第三節(jié)空間索引一、格網(wǎng)索引二、四叉樹索引三、R樹和R+樹空間索引第四節(jié)空間數(shù)據(jù)管理一、文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理方式二、純關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理方式三、對象,關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方式四、OracleSpatial介紹五、遙感影像數(shù)據(jù)庫管理六、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫管理第五節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫查詢語言一、GIS數(shù)據(jù)庫查詢語言的特征二、當(dāng)前幾種空間信息查詢語言第六節(jié)空間數(shù)據(jù)挖掘一、數(shù)據(jù)挖掘的概念二、空間數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)三、空間數(shù)據(jù)挖掘的方法基本要求:1.掌握空間數(shù)據(jù)的表達(dá)與組織2.掌握三種空間索引技術(shù)3.掌握空間數(shù)據(jù)的管理4.重點掌握,，,數(shù)據(jù)庫查詢語言5.了解空間數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)概念與方法第三章GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建立第一節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述一、GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計的內(nèi)容二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計目標(biāo)第二節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計一、概念設(shè)計的一般步驟和方法二、實體,聯(lián)系模型(E-R)三、實體,聯(lián)系擴(kuò)展模型(EER)四、E-R模型設(shè)計步驟與方法五、E-R模型的操作六、空間數(shù)據(jù)分層第三節(jié)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計一、關(guān)系模型的基本概念二、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟與方法第四節(jié)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計一、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫及其基本特征二、面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計第五節(jié)地理信息元數(shù)據(jù)的設(shè)計一、地理信息元數(shù)據(jù)確定的原則二、地理信息元數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容三、地理信息元數(shù)據(jù)的組織第六節(jié)基于Geodatabase的數(shù)據(jù)庫設(shè)計一、Geodatabase數(shù)據(jù)模型二、Geodatabase數(shù)據(jù)庫設(shè)計三、廣東省佛山市南海區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫設(shè)計第七節(jié)空間數(shù)據(jù)采集建庫一、資料預(yù)處理二、分幅數(shù)字化三、數(shù)據(jù)編輯與圖幅接邊四、數(shù)據(jù)分層五、拓樸編輯與處理六、屬性數(shù)據(jù)錄入七、其他處理八、數(shù)據(jù)庫建立基本要求:1.掌握,，,數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計2.掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計3.掌握面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計4.了解地理信息元數(shù)據(jù)的設(shè)計5.掌握空間數(shù)據(jù)采集建庫的過程與方法第四章WebGIS數(shù)據(jù)庫技術(shù)第一節(jié)WebGIS概述一、互聯(lián)網(wǎng)與GIS結(jié)合的發(fā)展二、WebGIS的基本概念三、WebGIS的信息內(nèi)容構(gòu)建四、WebGIS的實現(xiàn)模式第二節(jié)WebGIS的空間數(shù)據(jù)組織一、WebGIS空間數(shù)據(jù)的特點二、WebGIS地理信息服務(wù)空間數(shù)據(jù)流程三、基于超圖的分布式空間數(shù)據(jù)組織四、基于GML的異構(gòu)WebGIS空間數(shù)據(jù)組織第三節(jié)WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器一、WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器開發(fā)技術(shù)二、WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器框架三、地理信息網(wǎng)上發(fā)布案例第四節(jié)基于WebService的開放式WebGIS一、WebService概述二、開放式WebGIS基本要求:1.了解WebGIS的概念2.掌握WebGIS的空間數(shù)據(jù)組織3.掌握WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器4.了解基于WebService的開放式WebGIS第五章GIS數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)化第一節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)體系一、標(biāo)準(zhǔn)原因與特點二、GIS標(biāo)準(zhǔn)體系的編制原則和內(nèi)容三、國內(nèi)外GIS標(biāo)準(zhǔn)的研究進(jìn)展四、國家標(biāo)準(zhǔn)《地球空間數(shù)據(jù)交換格式》介紹第二節(jié)GIS數(shù)據(jù)的分類與編碼一、GIS數(shù)據(jù)分類編碼的意義二、GIS數(shù)據(jù)分類編碼的原則三、GIS數(shù)據(jù)分類編碼的方法四、GIS數(shù)據(jù)的分類體系和指標(biāo)體系第三節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量一、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量概述二、GIS數(shù)據(jù)源的質(zhì)量問題三、GIS數(shù)據(jù)庫建立過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題四、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與評價第四節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫行業(yè)規(guī)范基本要求:1.了解GIS數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)體系2.掌握GIS數(shù)據(jù)的分類與編碼3.掌握GIS數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)問題第六章GIS數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)應(yīng)用第一節(jié)在城鄉(xiāng)地形地籍?dāng)?shù)據(jù)建庫中的應(yīng)用一、概述二、建庫規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)三、數(shù)據(jù)建庫總體方案四、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方案五、數(shù)據(jù)預(yù)處理與入庫六、地籍?dāng)?shù)據(jù)庫安全保護(hù)方案第二節(jié)在國土資源基礎(chǔ)地理信息建庫中的應(yīng)用一、綜述二、項目技術(shù)特色和創(chuàng)新點第三節(jié)在水資源規(guī)劃管理中的應(yīng)用一、特色與創(chuàng)新二、GIS數(shù)據(jù)庫建庫的基本構(gòu)架三、建庫分析四、GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計五、GIS數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)第四節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的展望基本要求:詳細(xì)了解,，,數(shù)據(jù)庫在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用第七章GIS數(shù)據(jù)庫發(fā)展前沿第一節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫研究和應(yīng)用現(xiàn)狀一、國外研究現(xiàn)狀二、國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀第二節(jié)OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)與GIS互操作一、OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)二、GIS互操作第三節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步研究探討一、空間數(shù)據(jù)倉庫二、智能GIS數(shù)據(jù)庫三、定制WebGIS數(shù)據(jù)庫四、面向?qū)ο驡IS數(shù)據(jù)庫基本要求:1.了解GIS數(shù)據(jù)庫研究和應(yīng)用現(xiàn)狀2.了解OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)與GIS互操作3.GIS數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步研究探討三、其他教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容和基本要求實驗內(nèi)容與基本要求:一、數(shù)據(jù)庫的定義實驗:(,學(xué)時)包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和察看數(shù)據(jù)庫屬性;創(chuàng)建表、確定表的主碼和約束條件，為主碼建索引;查看和修改表結(jié)構(gòu);熟悉SQLServerEnterpriserManager和QueryAnalyzer工具的使用方法，服務(wù)管理與服務(wù)器注冊二、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)實驗:(,學(xué)時)使用SQL、Transact-SQL和SQLServerEnterpriserManager向數(shù)據(jù)庫輸入數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)和刪除數(shù)據(jù)三、數(shù)據(jù)庫的簡單查詢和連接查詢實驗:(3學(xué)時)使用SQLServerQueryAnalyzer進(jìn)行簡單表的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)排序和數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)查詢四、數(shù)據(jù)庫的嵌套查詢實驗:(3學(xué)時)在SQLServerQueryAnalyzer中使用IN、比較符、ANY或ALL個EXISTS操作符進(jìn)行嵌套查詢操作五、數(shù)據(jù)庫的組合查詢和統(tǒng)計查詢實驗:(3學(xué)時)使用SQLServerQueryAnalyzer進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢中分組、統(tǒng)計、計算和組合六、數(shù)據(jù)庫的視圖和圖表的定義及使用實驗:(,學(xué)時)創(chuàng)建、查看、修改和刪除視圖;創(chuàng)建、編輯和刪除數(shù)據(jù)庫圖表七、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全性實驗:(,學(xué)時)在SQLServerEnterpriserManager中，設(shè)置SQLServer的安全認(rèn)證模式，實現(xiàn)對SQLServer的用戶和角色管理，設(shè)置和管理數(shù)據(jù)操作權(quán)限;使用Transact-SQL設(shè)計規(guī)則、缺省、約束和觸發(fā)器，通過SQLServerEnterpriserManager定義它們。八、數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)實驗:(,學(xué)時)SQL的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制及其方法九、SQLServer的其他功能實驗:(3學(xué)時)使用VB編寫SQLServer數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，完成自設(shè)計的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用項目的程序設(shè)計、編程和調(diào)試工作。十、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(,學(xué)時)自選一個小型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用項目，深入其中的現(xiàn)實世界，進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計。要求寫出系統(tǒng)需求分析報告、數(shù)據(jù)庫信息要求報告、數(shù)據(jù)庫的操作和應(yīng)用要求報告十一、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的設(shè)計:(,學(xué)時)要求對自選的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用項目進(jìn)行信息模型和數(shù)據(jù)模型的設(shè)計，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計報告，內(nèi)容包括系統(tǒng)概念模型和系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型。四、課程學(xué)時分配其中實驗(上機(jī))序號內(nèi)容學(xué)時備注學(xué)時1第一章緒論42第二章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)與管理83第三章GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建立84第四章WebGIS數(shù)據(jù)庫技術(shù)45第五章GIS數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)化46第六章GIS基礎(chǔ)應(yīng)用67第七章GIS數(shù)據(jù)庫發(fā)展前沿28數(shù)據(jù)庫的定義實驗:49數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)實驗:410數(shù)據(jù)庫的簡單查詢和連接查詢實驗:311數(shù)據(jù)庫的嵌套查詢實驗:312數(shù)據(jù)庫的組合查詢和統(tǒng)計查詢實驗:313數(shù)據(jù)庫視圖和圖表的定義及使用實驗414數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全性實驗:415數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)實驗:416SQLServer的其他功能實驗:317數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計218關(guān)系數(shù)據(jù)模型的設(shè)計2合計3672五、其它1、先修課程:無2、教學(xué)方法建議:通過大量練習(xí)鞏固所學(xué)知識3、考核方式:(1)成績由理論部分考試(50%)和實驗部分考試(50%)組成(2)理論考試為筆試，實驗考試為操作技能考試(2)平時成績占30%，考試成績占70%4、作業(yè)要求至少,次作業(yè)5、教材及主要參考書:教材:《地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫》，張新長等，北