‘壹’ 空间数据库
（一）区域级潜力与适宜性空间数据库
1.数据库设计
区域级评价空间数据库采用了MapGIS数据管理技术和Geodatabase技术，数据保存为MapGIS数据、ShipeFile、文件和Access数据库，见表12-2。
数据比例尺为1∶500万，采用投影坐标WGS84。
数据来源：全国1:500万矢量数据、全国1∶100万矢量数据、遥感影像数据、Dem数据、搜集的各娄图件、数据标准化获得的数据和区域级评价成果数据等；
数据格式：Shape File、Geodatabase、Raster(Grid、Tiff、Image）、MapGIS等；
数据处理步骤及方法：收集资料、划分图层、维护属性表、配准并矢量化图形、设置可视化参数、属性关联、投影变换；
数据容量：Geodatabase(Access、Shape File）共1G;Raste（r卫星影像、DEM）共计500G；处理后的数据共计约600G；
数据内容：共63个全国基础地理矢量图层；78个评价专题图层；Dem数据；卫星影像数据。
数据库主要成果图层属性字段设置示例见表12-2。
表12-2 区域级评价主要成果图层属性字段设置示例
续表
‘贰’ 常见的关系数据库和空间数据库
关系数据库:是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。
目前主流的关系数据库有oracle(甲骨文)、sql、access、db2(IBM)、sqlserver，sybase等。
空间数据库:地理信息系统中的数据库,具有明显的空间特征,是某一区域关于一定地理空间要素的数据集合。
主要有:地形数据库、地名数据库、数字栅格地图数据库、数字正射影像数据库、数字高程模型(DEM、重力数据库、大地数据库。
‘叁’ 什么是空间数据库
和虚拟主机类似，是一种租用的远程数据库空间。
‘肆’ 空间数据库在GIS中的应用有哪些
数据是一个GIS应用系统的最基础的组成部分.空间数据是GIS的操作对象,是现实世界经过模型抽象的实质性内容确良.图3展示了GIS对现实世界的信息表达与分层.
一个GIS应用系统必须建立在准确合理的地理数据基础上.数据来源包括室内数字化和野外采集,以及从其他数据的转换.数据包括空间数据和属性数据,空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式.空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系.
属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特征,属性数据主要是对空间数据的说明.如一个城市点,它的属性数据有人口,GDP,绿化率等等描述指标.
数据的有效组织与管理,是GIS系统应用成功与否的关键.主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力.矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储
GIS的主要数据结构.数据结构的选择在相当程度上决定了系统所能执行的功能.
数据结构确定后,在空间数据的存储与管理中,关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接.目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法,用GIS管理空间数据,用关系数据库管理属性数据.
‘伍’ 矢量空间数据库
空间矢量数据库是整个系统各种信息要素所依附的骨架，本次调查的矢量数据涉及地质背景、区域地球化学、遥感解译、农产品安全、非点源污染、特色农产品立地环境、社会经济、基础地理等，均要求以空间数据分层形式存储与管理。下面以地球化学数据子库建立为例简述矢量空间数据库建库工作流程（图4-4），其他矢量数据的建库过程基本类似于地球化学数据子库的建设。
（1）收集数据资料
资料收集主要是对入库数据的采集、分类，其内容包括野外采样记录、点位数据、测试分析数据、监控数据、统计单元划分图等。
（2）数据预处理
数据预处理就是在全面收集资料的基础上，对需入库的纸质图件进行扫描、校正、矢量化等处理，并检查采样点位、组合点位坐标数据的正确性，以保证其点位误差在允许范围之内。再对测试数据采用“速成等值线图”的方法分析研究、综合整理及筛选等，若不合理，则要反向检查测试分析数据的正确性。然后就可进行“扩边”处理，根据浙江省农业地质环境调查的实际情况，一般要求使用最外围的分析测试数据再往外填充8km。
图4-4 地球化学数据建库流程图
（3）数据网格化
数据网格化是对离散的、随机采样的分析数据点进行网格化处理，将不规则的离散数据点网格化为规则的数据点。网格化模型算法有最近点、距离倒数加权、三角剖分插值及克里金插值（包含多种漂移方式）等。数据网格化时要根据实际选择恰当的模型，比较常用的是最近点位和克里格插值模型。如在GeoMDIS 2002中，网格化时先选择欲操作的数据对象，设置坐标字段和网格化的分析项元素并给定网格文件名称，然后选择网格化模型算法和相关参数，设置网格化的特征值后即可以进行数据网格化。
（4）定色阶
各种分析元素含量值差异性大，为使之有一个统一的尺度，使用0.1lg
（5）生成等值线
在GeoMDIS 2000中，根据插值生成的网络数据文件，并设置上一步形成的色阶等参数，就可生成彩色等值线图件。
（6）数理统计
按行政区统计单元、不同土壤类型统计单元、不同地质背景统计单元进行相关地球化学参数统计，生成相应的专题图。
（7）图形编辑
对GeoMDIS 2000生成的等值线、极值点、注释等导入到编辑功能强大的编辑软件（如MapGIS）中根据需要进行编辑。处理等值线的“尖锐化”、“孤高点”等现象。要保证等值线自封闭、圆滑，然后对生成的等值线与水系图层（主要考虑较大范围水域边界线）一起重新造区，和第六步生成的统计专题图一起进行必要的图形整饰，最后形成合理的地球化学面色图件。
（8）分层与检查
按照浙江省农业地质环境信息系统属性数据格式、图层划分要求建立分层文件，并对建立的分层文件进行检查，主要检查是否丢失图元和内容，同时要对各图层进行拓扑错误检查，如果发现拓扑错误，则返回第七步进行修改。要确保数据质量合格才能转入下一步。
（9）属性采集
根据图面内容填写相应的属性采集表，做到属性表记录内容和图形上标注的编码一一对应。填好的属性采集表可在Excel、Dbase、Foxpro等软件录入，形成DBF格式的数据文件（蔡子华等，2002）。也可直接在GIS软件的属性管理库中完成，如利用参数赋属性或单独逐一赋值。输出属性数据表要进行系统检查、修改。
（10）属性挂接
先进行图元和属性的一致性检查。对原图和属性表及属性库进行一一对应检查，如果发现漏图元或属性紊乱则要进行返回到上一步重新处理。然后将属性数据文件和图形数据文件利用图元编号（ID号）或特殊标识意义的关键字段进行挂接，使空间图形和属性数据联系在一起。
（11）投影变换
根据《浙江省农业地质环境数据库图层及属性文件格式要求》对完成属性挂接的图层进行投影变换，转换至以度为单位的无投影地理坐标系。
（12）格式转换
因为AGEIS是矢量数据并以Arc/Info格式数据入库，所以MapGIS格式完成的数据，需转换成Arc/Info格式才能进行入库。转换成功的Arc/Info格式数据还需进行Clean拓扑重建操作，在Arc/Info中使用Clean命令时需注意下列2个容限参数（樊红，1999）的选取：
第一个参数为Dangle Length（悬挂长度），用Clean命令使任何短于该长度的悬挂线段都被删掉，一般使用0.000 001。
第二个参数为Fuzzy Tolerance（坐标距离），用Clean命令使间距小于坐标距离容差的2个或2个以上的坐标点就合并成一个，一般使用0.000 001。MapGIS格式向Arc/Info格式转换后，对可能出现的错误需进行全面检查。
（13）数据入库
利用AGEIS系统提供的数据导入功能进行数据入库，形成地球化学数据子库。
‘陆’ 什么是空间数据库
空间数据库是随着地理信息系统GIS的开发和应用发展起来的数据库新技术，主要用来处理空间数据。想必你了解数据库吧，那它主要用来处理数据，你也知道了吧，只不过空间数据库SDB主要用来处理空间数据，即二维、三维等特征数据，而不是传统的数值、字符串等。
‘柒’ 空间数据库的组成部分
空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，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。《空间数据库》范围及重点 1. 第一章：绪论 1) 空间数据库基本概念、组成部分、名称简写之间的联系与区别与联系； 答；利用当代的系统方法，在地理学、地图学原理的指导下，对地理空间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技术——空间数据库 或者SDBMS是海量SD的存储场所、提供SD处理与更新、交换与共享，实现空间分析与决策的综合系统。 组成：存储系统、管理系统、应用系统 是SDBS的简称 2) 目前空间数据库实现方案； 答：ORDBMS 3) GIS，RS与空间数据库之间的联系； 4) 常见的空间数据库产品 答：轻量级： MS的Access、FoxPro、 SUN的MySQL 中等：MS的SQL Server系列 重量级：Oracle的Oracle 不太熟悉的有： Sybase、Informix、DB2 、Ingress、 PostgreSQL（PG）等 5) 产生空间数据库的原因； 答：直接利用？ SD特征 ：空间特性 非结构化特征 空间关系特征 多尺度与多态性 海量数据特性 存在的问题：复杂图形功能：空间对象 复杂的空间关系 数据变长记录 6）空间数据库与普通关系数据库的主要区别。 答：关系数据库管理属性数据，空间数据采用文件库或图库形式；增加大二进制数据类型(BLOB)，解决变长数据存储问题；将空间数据/属性数据全部存放在数据库中；但空间特性由程序处理 2. 第二章：空间数据库模型 1) 如何理解空间数据库模型； 2) 空间数据及空间关系； „ (1) 空间数据类型 几何图形数据 影像数据 属性数据 地形数据 元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据， 数据来源、数据权属、数据产生的时间 数据精度、数据分辨率、元数据比例尺 地理空间参考基准、数据转换方法… (2) 空间关系 指地理空间实体之间相互作用的关系： 拓扑关系：形状、大小随投影改变。在拓扑变换下不变的拓扑变量，如相邻、包含、相交等，
反映空间连续变化的不变性 方位关系：地理空间上的排列顺序，如前后、上下、左右和东、南、西、北等方位 度量关系：距离远近等 3) 空间数据库如何建模； DB设计三步骤 ‹ Conceptual Data Model：与应用有关的可用信息组织、数据类型、联系及约束、不考虑细节、E-R模型 Logic Data Model 层次、网状、关系，都归为关系，SQL的关系代数(relational algebra, RA) Physical Data Model：解决应用在计算机中具体实现的各种细节，计算机存储、数据结构等 4) 模型之间如何转换？ 5) 可行的空间数据库建模方案。 面向对象的空间数据库模型GeoDatabase 3. 第三章：空间数据库存储与索引 1) 空间数据如何组织、存储的，采用什么技术或者方法； 为有效表达空间信息内容，空间数据必须按照一定的方式进行组织与存储：适合外存操作的数据结构、记录和文件的多种组织方式 SDB空间数据组织：数据项、记录、文件、数据库 SDB空间数据存储：二级存储器、缓冲区管理器、空间聚类(clustering)、空间索引 2) 空间近似与空间聚类； 目的：降低响应大查询的寻道时间和等待时间，在二级存储中空间上相邻的/查询上有关联的空间对象在物理上存放在一起， 内部聚类(internal clustering)：加快单个对象的访问，一个对象都存放在一个磁盘块（页面）；如超出则存放在连续扇区，本地聚类(local clustering)：加快多个对象访问。一组空间相邻对象存放在一个页面 空间聚类比传统聚类技术复杂。多维空间对象无天然的顺序 磁盘：一维存取，高维：将高维映射到一维， 一一对应，保持距离(distance preserving)：一一对应，容易；距离不变，近似，映射技术、Z序(z-order)、Hilbert曲线 3) 空间数据库性能提升的关键问题是什么？如何提升； 数据库索引，基于树：ISAM、B树、B 树等，基于Hash：静态、可扩展、线性等 4) 空间索引技术是什么？为什么产生？有哪些常见的空间索引；各有何特点及适用范围？ 依据空间对象的位置和形状或者空间对象之间的空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，介于空间操作算法和空间对象之间，通过筛选，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，提高效率，空间数据库关键的技术 空间索引产生的原因:空间数据的特点：空间定位、空间关系、多维、多尺度、海量、复杂，传统数据库索引处理的一维的字符、数字，对多维处理采用组合字段 1、基于二叉树的索引技术：二分索引树结构主要用于索引多维数据点；对复杂空间目标（线、面、体等）的索引却必须采用近似索引方法和空间映射技术 2、 基于B树的索引技术 ‹B树的变体如R树系列，外包矩形；对大型数据库具有出色表现；需要解决：减少区域重叠，提高搜索效率 3、基于哈希的网格技术
‘捌’ 空间数据库和关系数据库的区别是什么
空间数据库和关系数据库往往互不关联,存在着 数据冗余,数据结构与命名冲突,多重界面等问 题,难以进行协同管理和集成化软件开发! !
‘玖’ 设计一个空间数据库应该有哪些功能
通过设计和建立database空间数据库，掌握空间数据库设计和建设流程，学会利用所学GIS知识独立分析和解决问题的能力，对所学建库知识进行一个完整的串接。
3、需求分析
旅游业是一个综合性很强的信息依赖型产业，旅游信息的获取、加工、传播和利用对旅游业的发展起着举足轻重的作用。从旅游者和旅游规划管理部门的需求出发建立旅游信息数据库，不仅可以使旅游者和旅游规划管理部门能够快速、准确地查找和检索自己所需要的旅游信息，而且能够促进旅游信息规范化和标准化，促进旅游信息的共享，打破对旅游信息的封锁；旅游信息数据库的建立有利于从整体上对旅游业进行宏观的调控和管理，有利于旅游业协调、健康有序的发展。
四川省旅游空间数据库的建立以arcgis为平台，以database为载体，内涵四川主要景点的各种信息（属性和空间），可以为使用者提供一定的信息服务。
4、功能分析与数据组织
4.1 数据组织
本实验的数据组织为：矢量数据采用简单数据格式shapefile存储，具体文件如下表所示：
文件名称
用途
主要景点
记录四川省的主要旅游景点信息，并进行分类
交通要道_国道
存储四川省的交通要道国道的走向，便于分析路径
交通要道_高速路
存储四川省的交通要道高速路的走向，便于分析路径
交通要道_铁路
存储四川省的交通要道铁路的走向，便于分析路径
主要城市
记录四川省的主要城市信息，便于查询信息
主要河流
记录四川省的主要河流信息
4.2 功能分析
本数据库主要的功能设计为：
1、可以通过地图空间信息查询到景点的属性信息，如景点的类型、票价、主要的景点以及景点的具体位置信息等；
2、可以通过属性的查询方式找到具体景点的位置，并可以通过提供的信息找到到该景点的路径。
5、数据库建设流程
5.1 环境配置
5.1.1 硬件配置
计算机一台（windowxp 操作系统）
5.1.2 软件配置
专业软件：PCI8.2，ArcGIS9.2 desktop
其它软件：Office Access 2003、抓图软件等
‘拾’ 空间数据库主要有哪些数据来源于
GIS是世界上独一无二的一种数据库――空间数据库（Geodatabase）.它是一个“用于地理的信息系统”.从根本上说,GIS是基于
一种使用地理术语来描述世界的结构化数据库.这里我们来回顾一些在空间数据库中重要的基本原理.· 地理表现形式
作为GIS空间数据库设计工作的一部分,用户要指定要素该如何合理的表现.例如,地块通常用多边形来表达,街道在地图中是中心线（centerline）
的形式,水井表现为点等等.这些要素会组成要素类,每个要素类都有共同的地理表现形式.每个GIS数据集都提供了对世界某一方面的空间表达,包括：·
基于矢量的要素（点、线和多边形）的有序集合 诸如数字高程模型和影像的栅格数据集 网络 地形和其它地表 测量数据集
其他类型数据,诸如地址、地名和制图信息 描述性的属性
除了地理表现形式以外,地理数据集还包括传统的描述地理对象的属性表.许多表和空间对象之间可以通过它们所共有的字段（也常称为“关键字”）相互关联.就
像它们在传统数据库应用中一样,这些以表的形式存在的信息集和信息关系在GIS数据模型中扮演着非常关键的角色.空间关系：拓扑和网络
空间关系,比如拓扑和网络,也是一个GIS数据库的重要部分.使用拓扑是为了管理要素间的共同边界、定义和维护数据的一致性法则,以及支持拓扑查询和漫游
（比如,确定要素的邻接性和连接性）.拓扑也用于支持复杂的编辑,和从非结构化的几何图形来构建要素（例如,用线来构建多边形）.地理要素共享几何形状.
可以使用节点、边、面的关系来描述要素的几何形状
在这个网络示例中,街道要素代表连接它们的端点（称为“连接”）的边.转向模型可用于控制从一边到另一边的通行能力 · 专题图层与数据集
GIS将空间数据组织成一系列的专题图层和表格.由于GIS中的空间数据集具有地理参考,因此它们具有现实世界的位置信息并互相叠加.GIS集成了多种类
型的空间数据
在一个GIS中,同类型的地理对象集合被组织成图层,例如地块、水井、建筑物、正射影像以及基于栅格的数字高程模型（DEM）.明确定义的地理数据集对于
一个实用的地理信息系统是相当重要的,同时专题信息集合使用层来组织,这样的思想也是GIS数据集一个关键的思想.数据集可以用于表达：原始量测值（例如
卫星影像） 经过解译的信息 l 通过空间分析和建模处理而得来的数据
通过层之间共同的地理位置,我们可以很容易地得到多个层之间的空间关系.GIS使用普通的对象类来管理这些简单的图层,同时凭借一套功能丰富的工具获取数
据层之间的关键联系.GIS会使用通常是来自不同组织机构,并且具有各种表现方式的大量数据集.因此对于GIS数据集很重要的是：· 使用简单并易于理解
· 易于同其他的地理数据集结合使用 · 能够被有效地编辑与校验 · 能够形成具有内容详实,使用和目标描述明确的清晰文档
任何的GIS数据库或者用基于文件的数据组织方式都遵循这些共同的原则与概念.每个GIS都需要有一个机制依据这些原则来描述地理数据,并且通过一套综合
的工具来使用和管理此信息.