[GIS教程] 5.2 空間資料組織
- 空間資料管理:解決的是**“存”的問題、索引的問題**
- 空間資料組織:而存完之後,這些名稱、概念、概念之間的關係怎麼關注,是什麼時候去關注?解決如何有意義的“取”資料
空間資料組織的定義
【空間資料組織的定義】在空間資料提取的過程中,使用者對空間資料的理解(如專案,工作區域,圖幅,圖層,資料集等)及這些可理解元素的計算機邏輯表示,就是空間資料組織 【解釋】賦予資料一些概念(工程、工作區域、圖幅、集合、圖層、屬性表、要素),讓冷冰冰的資料變成了活生生的有機狀態,這種狀態是人賦予他的 【實質】第一,空間資料組織是這些概念;第二,是這些概念的關係問題(工程與工作區域有沒有關係)
空間資料組織方法
【空間資料的組織方法】依據於空間資料管理的模式,有幾種空間資料管理模式就有幾種空間資料的組織方法 --> 有四種空間資料管理的模式,對應四種空間資料組織方法
- 檔案-關係型空間資料管理模式下的空間資料組織
- 全關係型空間資料管理模式下的空間資料組織
- 物件-關係型空間資料管理模式下的空間資料組織
- 純物件空間資料管理模式下的空間資料組織
檔案-關係型方法
檔案-關係型空間資料管理模式下的空間資料組織
管理的方法
以圖幅是核心 【檔案-關係型空間資料管理的問題】在作業系統的層面來看,一個檔案大小不能太大 【怎麼辦】分幅,由大變小、化整為零 => 圖幅是核心 【現在空間資料庫已經可以把資料全部存起來,為什麼還要分幅?】為了方便更新,以圖幅為單元進行更新、組織、重新入庫 --> 圖幅目前還是一種很有效的資料組織方法,資料管理手段
檔案系統 | 單個檔案最大容量 |
---|---|
FAT | 2G |
FAT32 | 4G |
NTFS | 2T |
access 20003資料庫檔案 | 2GB |
SQL Express 2005資料庫檔案 | 4GB,企業版不限制大小 |
引發的問題
由圖幅所引發的問題
- 圖幅的資料組織問題:當將整體變為部分,如何在邏輯上保證部分的意志和統一 【例子】對百度地圖進行不斷的放大,實際上每放大一個級別,就是由無數個瓦片(小圖片)來組成的,每個小圖片在不同的比例尺上會不同的切,實際上就形成類似於金字塔的結構–>這些瓦片都是事先劃分好放在後臺的,在資料儲存分析的時間怎麼辦?邏輯上怎麼保持一致性,怎麼保持這種關聯?
- 圖形庫的管理問題:當圖幅增多的時間,如果實現對圖幅的查詢和管理
- 屬性資料的組織問題:當圖幅下的所有圖層(地物類)合併成一個檔案時,帶來了“屬性資料的組織”問題 【例子】一條鐵路橫亙了四個圖幅,這條鐵路的屬性資料不可能存四次
檔案-關係型下的空間資料組織
檔案-關係型資料管理模式–>實質是圖幅管理的形式–>圖幅所引發的問題–>使用圖幅資料組織來解決
圖幅資料組織
【解決的問題】如何把多個圖幅進行有效的組織起來 【圖幅資料的組織方法】GIS工程–>工作區–>圖幅–>工作層–>地物類–>地物
- GIS工程:將某一個問題或某一項GIS任務稱為一個GIS工程
- 工作區(workspace):根據問題的需要和工作方便通常將一幅或相鄰幾幅圖當做一個工作單元
- 圖幅:隨著工程範圍的擴大,必須將空間資料進行分幅管理
- 工作層:工作區由若干個工作層組成,一個工作層由一種或多種的地物類組成
- 地物類:型別相同的地物總稱
圖形庫的管理
【問題】圖幅的拼接、跨圖幅的裁切、漫遊、分析,每個圖幅放起來怎麼管理 【解決】建立圖幅的索引 【評價】大型GIS軟體必備的功能,管理效率衡量GIS軟體優劣的重要指標
屬性資料組織
- 屬性資料放表裡面
- 圖形資料放檔案裡面
【問題】屬性怎麼組織呢?
【方案一】一個地物類對應一張屬性表,放在工程的下面,進行集中管理,方便查閱 【優點】不同工作區的相同地物類的屬性是放在一起的,便於屬性的工程管理,大大提高了工程範圍內查詢某個屬性的速度 【缺點】過於呆板,不利於具有相同屬性資料檔案的組織,造成冗餘
【方案二】一個工作層對應一個屬性檔案 【缺點】一個工作層對應一個屬性檔案,如果工作層下再細分成邏輯層,採用這種方面,會對屬性資訊的檢索和更新帶來極大不便
【方案三】兩種方式混合
該組織方法缺陷
- 圖幅檔案資料太多,不便於管理
- 圖形和屬性資料分別組織,導致資料的一致性和完整性難以得到保證
- 資料的分散式共享和更新比較困難
- 資料安全性較差
舉例
coverage檔案-關係型下的組織形式
全關係型資料管理模型下的資料組織
【代表】ArcGIS的Geodatabase 【做法】用成熟的關係資料庫實現圖形資料和屬性資料的一體化儲存和組織
【具體組織的內容】
- 圖形資料的關係型組織
- 屬性資料的關係型組織
- 空間關係的關係型組織
【相關概念】
- 資料集
- 圖層
- 空間索引
- 要素
- 記錄
空間資料組織的內涵
- 揭示最基本的GIS原理 GIS是空間資料和屬性資料的綜合體,如何對空間資料和屬性資料進行組織是基本的GIS原理
- 空間資料模型的自然延伸 空間資料模型的抽象完之後–>如何進行儲存即涉及到了空間資料管理的問題–>如何理解操縱和取已存的冷冰冰的資料即是空間資料組織問題
- GIS平臺軟體的精髓體現 MapInfo,ArcInfo強調的正是空間資料組織,因為空間資料組織的不同而不同
- GIS軟體操縱空間資料的核心 各個GIS軟體,目錄樹是最核心的,是理解和操縱空間資料的入口
空間資料組織的“變”與“不變”
- 空間資料的組織方式 隨空間資料管理模式而變
- 不變的是空間資料組織的內涵:工程;工作區;圖幅;圖層;屬性表;關係表;資料集;要素類
【拓展】