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第1章 绪论1

1.1空间数据1

1.1.1地理实体的地图表达1

1.1.2地理实体的计算机表达3

1.1.3空间数据的类型4

1.1.4空间数据的特征4

1.2空间数据管理方式的演变6

1.2.1数据库管理技术的发展6

1.2.2空间数据管理方式的发展与演变8

1.3空间数据库的组成10

1.3.1空间数据库硬件系统10

1.3.2空间数据库软件10

1.3.3空间数据库管理与技术人员11

1.4空间数据库的研究与发展12

1.4.1空间数据库研究内容12

1.4.2空间数据库发展概况13

1.4.3空间数据库新发展15

1.5我国空间数据库建设与应用19

1.5.1代表性空间数据库建设项目19

1.5.2代表性空间数据库20

1.5.3空间数据库的应用23

第2章 空间现象的数据表达26

2.1地理实体及数据表达26

2.1.1地理实体26

2.1.2地理实体的表达26

2.1.3基于实体的地理空间数据模型27

2.2地理实体形态的表达29

2.2.1空间现象形态的栅格表达29

2.2.2数字地形模型34

2.2.3空间现象的矢量表达38

2.2.4矢量数据结构与栅格数据结构的比较43

2.3空间关系的描述44

2.3.1地理要素的空间关系表示44

2.3.2地理要素的分层管理与空间关系48

2.3.3地图数据的分幅与空间关系连接48

2.3.4其他空间关系49

第3章 空间数据模型52

3.1从现实世界到数据世界52

3.2数据模型的概念54

3.3基本数据模型55

3.3.1层次模型55

3.3.2网状模型56

3.3.3关系模型56

3.3.4对象模型58

3.4面向对象空间数据模型58

3.5三维数据模型62

3.5.1八叉树三维数据结构62

3.5.2三维边界表示法64

3.6时空数据模型64

第4章 空间数据的组织与管理66

4.1空间数据组织与管理的要求66

4.2空间数据的管理方式68

4.2.1文件管理模式68

4.2.2文件和数据库混合管理模式69

4.2.3全关系型数据库管理模式70

4.2.4对象-关系数据库管理模式71

4.2.5面向对象数据库管理模式72

4.3空间数据库引擎73

4.3.1空间数据库引擎的工作原理73

4.3.2空间数据库引擎的研究内容74

4.3.3空间数据库引擎的作用76

4.3.4几种典型的空间数据库引擎77

4.4矢量与栅格数据的管理80

4.4.1矢量数据的管理81

4.4.2栅格数据的管理84

4.5空间数据的组织86

4.5.1空间数据的基本组织方式86

4.5.2多比例尺空间数据的组织87

4.5.3多媒体数据的组织92

第5章 空间数据库索引技术95

5.1概述95

5.1.1数据库索引技术95

5.1.2空间数据库索引技术95

5.1.3空间索引的基本概念96

5.2网格空间索引96

5.2.1网格索引的概念96

5.2.2网格索引构建的主要步骤97

5.2.3网格索引的应用99

5.3 R-树空间索引99

5.3.1 R-树索引概念99

5.3.2 R-树索引构建的主要步骤100

5.3.3 R-树索引的应用102

5.4四叉树空间索引102

5.4.1四叉树索引概念102

5.4.2四叉树索引构建的主要步骤103

5.4.3四叉树索引的应用103

5.5填充曲线空间索引104

5.5.1填充曲线索引概念104

5.5.2填充曲线索引构建的主要步骤106

5.5.3填充曲线索引的应用107

5.6 B-树及BSP树109

5.6.1基本概念109

5.6.2索引构建的主要步骤109

5.6.3索引应用110

第6章 空间数据的查询与优化111

6.1关系数据库结构化查询语言111

6.1.1 SQL的构成与特点111

6.1.2表的创建、修改和删除112

6.1.3记录的插入、更新和删除115

6.1.4查询116

6.2空间查询语言118

6.2.1空间查询对象119

6.2.2基于SQL扩展的空间查询语言120

6.2.3自然空间查询语言130

6.3空间查询处理与优化140

6.3.1基于属性特征的查询处理与优化140

6.3.2基于空间特征的查询处理和优化142

第7章 数据库系统的体系结构147

7.1数据库系统内部的体系结构147

7.1.1三级模式结构148

7.1.2两级模式映射149

7.1.3三级数据模式数据库系统的特点149

7.2集中式数据库体系结构150

7.2.1单机或主机/终端体系结构150

7.2.2客户/服务器体系结构151

7.2.3浏览器/服务器体系结构152

7.2.4 C/S结构与B/S结构的比较154

7.3分布式数据库体系结构155

7.3.1模式结构156

7.3.2数据分配158

7.3.3数据分片162

7.3.4数据库设计165

7.4并行数据库体系结构168

7.4.1研究内容169

7.4.2并行硬件结构170

7.4.3数据的物理组织172

7.4.4并行查询处理173

7.5分布式文件系统和云存储174

7.5.1分布式文件系统174

7.5.2云存储181

第8章 空间数据库设计186

8.1空间数据库设计概述186

8.1.1空间数据库设计过程和步骤187

8.1.2空间数据库的设计原则187

8.2空间数据库设计的主要内容188

8.2.1空间数据需求分析188

8.2.2概念结构设计188

8.2.3逻辑结构设计190

8.2.4物理结构设计193

8.2.5空间数据库的运行和维护193

8.3空间数据库建设194

8.3.1建设流程195

8.3.2空间数据的获取197

8.3.3空间数据的处理203

8.3.4空间数据入库207

第9章 空间数据共享与集成209

9.1空间元数据209

9.1.1元数据的概念209

9.1.2空间数据元数据的内容框架214

9.1.3空间数据元数据的标准化216

9.2空间数据标准化217

9.2.1空间数据标准化的意义和作用217

9.2.2空间数据标准化220

9.2.3地理信息应用及其支持标准222

9.2.4地理信息标准有关的组织及其活动223

9.3空间数据共享、集成与融合224

9.3.1空间数据共享224

9.3.2空间数据集成228

9.3.3空间数据融合230

第10章 空间数据质量与安全控制237

10.1空间数据质量评价237

10.1.1空间数据质量基本概念237

10.1.2空间数据质量评价的理论239

10.1.3空间数据质量分析方法240

10.1.4空间数据质量评价方法241

10.2空间数据质量控制244

10.2.1空间数据质量控制途径244

10.2.2空间数据生产过程质量监理246

10.3空间数据库安全控制247

10.3.1数据库数据的安全247

10.3.2数据库基本安全架构248

10.3.3数据库加密250

10.3.4数字水印技术252

10.3.5云计算环境下数据库安全控制253

参考文献258