空间数据库简介

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空间数据是用于表是空间物体的位置、形状、大小和分布特征等方面信息的数据，适用于描述二维、三维和多维分布的关于区域的现象。
空间数据的特点是不仅包括物体本身的空间位置及状态信息，还包括表示物体的空间关系的信息。属性数据为非空间数据，用于描述空间物体的性质，对空间物体进行语义定义。
空间数据库系统则是描述、存储和处理空间数据及其属性数据的数据库系统。空间数据库是随着地理信息系统的开发和应用而发展起来的数据库新技术。目前，空间数据库系统尚不是独立存在的系统，它与应用紧密结合，大多数作为地理信息系统的基础和核心的形式出现。
空间数据库的研究始于20世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统数据库在空间数据的表示、存储和检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一新的数据库研究领域。它涉及计算机科学、地理学、地图制图学、摄影测量与遥感、图像处理等多个学科。
空间数据库技术研究的主要内容
空间数据库数据技术研究的主要内容包括以下几方面。
1．空间数据模型
空间数据模型是描述空间实体和空间实体关系的数据模型，一般来说可以利用传统的数据模型加以扩充和修改来实现，也可以用面向对象的数据模型来实现。
空间数据库常用的空间数据结构由矢量数据结构栅格数据结构两种。
矢量数据结构中，一个趋于或一个地图化分为若干个多边形，每个多边形由若干条线段或弧组成。每条线或弧包括两个结点，结点的位置用X,Y坐标表示。空间关系用点和边，边和面，面和面之间的关系隐含或显式表示。矢量数据结构数据存储量小，图形精度高，容易定义单个空间对象，但是处理空间关系比较费时，常用于描述图形数据。
栅格数据结构中，地理实体用格网单元的行和列为位置标识，栅格数据的每个元素（灰度）与地理实体的特征相对应。行和列的数目取决于栅格的分辨率（大小）。栅个数据简单，容易处理空间位置关系，但数据存储量大，图形精度低。常用于描述图像和影像数据。
2．空间数据查询语言
空间数据查询包括位置查询、空间关系查询和属性查询等。前两种查询是空间数据库特有的，基本方式有：面-面查询、线-线查询、点-点查询、线-面查询，点-线查询、点-面查询等。开发空间数据查询语言的目的是为了正确表达以上查询请求。
3．空间数据库管理系统
空间数据库管理系统的主要功能是提供对空间数据和空间关系的定义和描述；提供空间数据查询语言，实现对空间数据的高效查询和操作；提供对空间数据的存储和组织；提供对空间数据的直观显示等。空间数据库管理系统比传统的数据库管理系统在数据的查询、操作、存储和显示等方面要复杂许多。
目前，以空间数据库为核心的地理信息系统的应用已经从解决道路、输电线路等基础设施的规划和管理，发展到更加复杂的领域，地理信息系统已经广泛应用于环境和资源管理、土地利用、城市规划、森林保护、人口调查、交通、地下管网、输油管道、商业网络等各个方面的管理与决策。例如，人们研制了许多国土资源管理信息系统，洪水灾情预报分析系统以及地理信息系统GIS软件产品。

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