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《基于.oracle+spatial的湖北省耕地資源空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及其應(yīng)用的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2009屆碩士學(xué)位論文1．1空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)背景1．1．1空間數(shù)據(jù)特點(diǎn)及其管理的特殊需求不像傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，空間數(shù)據(jù)管理要求數(shù)據(jù)庫(kù)能夠理解更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，如：點(diǎn)、線和多邊形等的數(shù)據(jù)類型，與那些在簡(jiǎn)單類型上進(jìn)行的操作相比，在這些數(shù)據(jù)類型上進(jìn)行的操作更為復(fù)雜，因此我們需要更新的技術(shù)來(lái)處理空間數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)主要有5種不同于傳統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)的特性：1)空間化每個(gè)空間幾何對(duì)象都具有空間坐標(biāo)，即空間幾何對(duì)象隱含了空間分布特征，這就意味著空間數(shù)據(jù)庫(kù)在空間數(shù)據(jù)組織方面，要考慮它的分布特征，除了要具備通用的數(shù)據(jù)庫(kù)所具有的關(guān)鍵字索
2、引外，一般還要具備空間索引能力。2)非結(jié)構(gòu)化在當(dāng)前通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)記錄一般是結(jié)構(gòu)化的。即它滿足關(guān)系數(shù)據(jù)模型的第一范式，每一條記錄是定長(zhǎng)的，數(shù)據(jù)項(xiàng)的表達(dá)只能是原子結(jié)構(gòu)，不允許嵌套記錄。而空間數(shù)據(jù)則不能滿足這種結(jié)構(gòu)化的要求。若將一條記錄表達(dá)一個(gè)空間對(duì)象，它的數(shù)據(jù)項(xiàng)可能是變長(zhǎng)的，它可能是2對(duì)坐標(biāo)，也可能是10萬(wàn)對(duì)坐標(biāo)；其二，1個(gè)對(duì)象可能包含另外的1個(gè)或多個(gè)對(duì)象，例如，1個(gè)多變形，它可能含有多條段弧段。若一條記錄表示1個(gè)弧段，在這種情況下，1條多邊形的記錄就可能嵌套多條弧段的記錄，所以不能滿足關(guān)系數(shù)據(jù)的范式要求，這也是為
3、什么空間幾何數(shù)據(jù)難以直接采用通用的關(guān)系數(shù)據(jù)管理的主要原因。3)空間關(guān)系空間數(shù)據(jù)除了前面所述的空間坐標(biāo)隱含了空間分布關(guān)系外。空間數(shù)據(jù)中記錄的拓?fù)湫畔⒈磉_(dá)了多種空間關(guān)系。這種拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一方面方便了空間查詢和空間分析，另一方面也給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護(hù)增加了復(fù)雜度，特別是有些幾何對(duì)象，沒(méi)有直接記錄空間坐標(biāo)的信息，如拓?fù)涞孛鏍钅繕?biāo)，僅記錄組成它的弧段的標(biāo)識(shí)，因而進(jìn)行查詢、顯示和分析操作時(shí)都要操作和檢索多個(gè)數(shù)據(jù)文件方能得以要實(shí)現(xiàn)。4)分類編碼一般而言，每一個(gè)空間對(duì)象都有一個(gè)分類編碼，而這種分類編碼往往屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，或地
4、區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，每一種空間幾何對(duì)象的類型在某個(gè)GIS中的屬性項(xiàng)個(gè)數(shù)是相同的。因而在許多情況下，一種空間幾何對(duì)象類型對(duì)應(yīng)于一個(gè)屬性數(shù)據(jù)表文件。當(dāng)然，如果幾種空間幾何對(duì)象類型的屬性項(xiàng)相同，也可以多種空間幾何對(duì)象類型共用一個(gè)屬性數(shù)據(jù)表文件。5)海量空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量是巨大的，通常稱為海量數(shù)據(jù)。之所以稱之為海量數(shù)據(jù)是指2基于OracleSpatial的湖北省耕地資源空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及其應(yīng)用研究的數(shù)據(jù)量一般比通常的數(shù)據(jù)要大得多，這源于其不僅包含對(duì)象的屬性信息還包含空間位置信息。一個(gè)城市級(jí)的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量可能達(dá)幾十GB，如果考慮影象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，可
5、能多達(dá)幾百GB：對(duì)于全國(guó)范圍的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其數(shù)據(jù)量更大，達(dá)到幾十TB，甚至是幾百TB，這樣大的數(shù)據(jù)量要求空間數(shù)據(jù)庫(kù)也必須具有海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能力，在二維空間上分塊或者分幅，在垂直方向上劃分圖層進(jìn)行組織。綜上所述，利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理應(yīng)該重點(diǎn)解決如下四個(gè)方面的問(wèn)題：1)數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)使用空間概念提供了更高層次的空間數(shù)據(jù)抽象，例如空間幾何對(duì)象如何表達(dá)，空間幾何對(duì)象和點(diǎn)、線、面等基本元素又是如何聯(lián)系在一起等。2．)查詢語(yǔ)言很明顯，傳統(tǒng)SQL不適合用來(lái)表達(dá)典型的空間查詢，這己經(jīng)促使各方面進(jìn)行努力來(lái)擴(kuò)展它友好的空間構(gòu)造
6、能力，同時(shí)各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)最著名的OGC正在致力于制訂擴(kuò)展SQL的種屬功能規(guī)格，對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)需要這種功能。3)空間查詢處理空間查詢經(jīng)常通過(guò)使用過(guò)濾和提取技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在第一個(gè)過(guò)濾階段，對(duì)于一定的空間查詢，用一個(gè)空間對(duì)象的近似表示來(lái)判斷可能會(huì)滿足要求的候選對(duì)象，這個(gè)近似值被選擇出來(lái)(如果對(duì)象A和B的近似值確實(shí)滿足一個(gè)關(guān)系，那么對(duì)象A和B很可能就具有那種關(guān)系，例如，如果近似值是不相交的，則對(duì)象A和B可能是不相交的。然而，如果近似值是非不相交的對(duì)象A和B，仍有可能是不相交的)；第二個(gè)提起階段，是在第一階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它對(duì)第一
7、個(gè)過(guò)濾階段所得的候選對(duì)象進(jìn)行精確比較，求出滿足條件的對(duì)象。應(yīng)用這個(gè)過(guò)濾和提取策略，有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一、空間對(duì)象一般都比較大，會(huì)消耗大量的主存儲(chǔ)器空間，但是只需消耗少得多的時(shí)間和空間就可以把一個(gè)對(duì)象的估計(jì)表示值載入內(nèi)存。第二、空間對(duì)象上的計(jì)算一般都非常復(fù)雜而昂貴，對(duì)象越復(fù)雜，計(jì)算空間關(guān)系的處理要求就越多，計(jì)算估計(jì)對(duì)象速度會(huì)提高很多，而且對(duì)計(jì)算周期的要求會(huì)少得多?？臻g查詢可以分成兩類：a、窗口查詢；b、聯(lián)合查詢。窗口查詢捕獲一個(gè)空間對(duì)象稱之為窗口，對(duì)象然后從滿足窗口對(duì)象二元關(guān)系的表格中尋找空間對(duì)象。41空間索引化索引通過(guò)提供更快的數(shù)據(jù)
8、訪問(wèn)途徑，有利于提高SQL語(yǔ)句的執(zhí)行速度，在操作數(shù)據(jù)時(shí)空間索引也是減少磁盤I／O的重要途徑，數(shù)據(jù)庫(kù)為純數(shù)據(jù)提供了索引機(jī)制，但它不適用于空間數(shù)據(jù)。建立空間索引的目的是使空間選擇變得容易，也就是說(shuō)對(duì)于一個(gè)查詢，空間索引只需對(duì)嵌入到空間里的對(duì)象子集進(jìn)行搜索，從而找出查
