初识数据库——空间数据

一、数据库

以前听说过很多次，感觉应用蛮广，但是数据库到底是什么并不是特别清楚，由于我学的专业是GIS(地理信息系统)，数据库的在GIS方面的应用很广泛，所以今天小小了解了一下数据库，以后会进行深入的学习。

所谓数据库，百度百科上的定义是：数据库是"按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

我的理解是：本来用文件也可以存储数据的，但是一旦数据量非常大的时候，在文件中进行查找、插入、删除等操作就会变得非常困难，而且可靠性也不高，为了解决这些问题，出现了数据库，就是方便管理数据。现在数据库的应用十分广泛，如：考试管理系统、医院管理系统、淘宝的订单管理系统。。。


二、数据库的分类

从数据库的发展历史看，按数据模型数据库可分为：

1、层次数据库

2、网状数据库

3、关系数据库

4、对象数据库

5、对象关系数据库

6、知识、智能数据库

7、网络、网格数据库

三、空间数据库

1、空间数据库（百度百科）：

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。

2、空间数据库的特点

(1)数据量庞大：说起庞大的数据量，就不得不提到现在正在火热进行的“数字中国”，数字中国就是：以整个中国作为对象的数字地球技术体系。其实最早是美国提出的是“数字地球”的概念，由“数字地球”——“数字中国”——“数字省区”，数字化已经成为了一种流行趋势。但是这数据量究竟有多大呢？就拿“数字湖南”来说吧，是“四个湖南”（绿色湖南、创新型湖南、数字湖南和法治湖南）之一，地面上的地理信息（点数据、线数据、面数据）全部展现在地图上，加之专题属性数据、质量描述数据、时间因素等属性数据，数据量大的难以想象，可以这么说，没有空间数据库，就没有“数字湖南”。

(2)具有高可访问性 :其实就是查找、检索数据的高效性

(3)空间数据模型复杂:　空间数据库存储的不是单一性质的数据，而是涵盖了几乎所有与地理相关的数据类型，这些数据类型主要可以分为 3 类：

　　 属性数据：与通用数据库基本一致，主要用来描述地学现象的各种属性，一般包括数字、文本、日期类型。

　　         图形图像数据：与通用数据库不同，空间数据库系统中大量的数据借助于图形图像来描述。

　　 空间关系数据：存储拓扑关系的数据，通常与图形数据是合二为一的。

　　(4)属性数据和空间数据联合管理；

　　(5)应用范围广泛:拿“数字湖南”来说，可能地理空间框架与地理信息服务平台建设是最基础的一步，这一步实现了，将来诸如公共设施智能化转型、民生服务信息化、智慧城市建设、“数字三农”等工程就可以在此基础上快速地实现了。

3、空间数据

空间数据：也叫图形数据，用来表示物体的位置、形态、大小、分布等各方面信息，是对现实世界中存在的具有定位意义的事物和现象的定量描述。

根据空间数据的几何特点，地图数据可以分为点数据、线数据、面数据。

空间数据格式有矢量和栅格两种：





矢量数据：以矢量方式存储的数据，它由表示位置的标量和表示方向的矢量两部分构成。

在地理信息系统空间数据库中，矢量数据用于表达既有标量属性又有方向属性的地理要素。

矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误。矢量图形最大的优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真。

矢量数据：

优点：数据量小，图形的精度高

缺点：获取昂贵，数据共享难以实现

矢量数据的昂贵是有原因的，因为要把栅格数据矢量化是需要一定工作量的。就拿MapGIS软件来说，我们平时做练习时矢量化一张地图就意味着我们要重新把这张图画出来，点数据其实还好，只是地名、注记之类的，相对较少；面数据也好可以，将区域的边界描出来填色就好；我们最头疼的的就是线数据，数据量很大，想想密密麻麻的道路、河流，这些都不是最恐怖的，密密麻麻的等高线才真的是让人望而却步，经常坐着几个小时一动不动就只是在矢量化等高线，这还只是一副小图，最多也就几十条等高线，一幅面积比较大的图，可能有成千上万条等高线， 想想就恐怖。我听过一个学姐的暑期实习报告，她用的是洞庭湖的一部分地图制作DEM(数字高程模型)，矢量化只是其中的一小步，但是却花费了所有实习时间的80%左右。也许有人问，难道不能自动矢量化吗？其实现在有很多软件，如MapGIS就有全自动矢量化和半自动矢量化的功能，但是它矢量化出来的图总是比较粗糙，尤其像地图这种对精度要求比较高的，自动矢量化的效果还远远满足不了我们的需求。不过，自动矢量化是一个挺热门的研究方向。

数据共享：矢量数据格式，如CorelDraw的.cdr格式、AutoCAD的.dwg .dxf等都用专业的软件才能打开，其他的软件要么就是打不开、要么就是会丢失数据，目前世界流行的制图软件是ArcGIS，国内流行的是MapGIS，这两个软件之间的数据共享就并不是太好，当然他们也一直在努力能更大限度的共享数据。

栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色的阵列数据。

栅格数据：

优点：获取便宜，数据共享容易实现

缺点：数据量大，图形精度低

我们平时还是用栅格数据多一些，BMP、.jpg、.jpeg等都是栅格数据，数据共享比较容易。

图形的精度低也是显而易见的，受分辨率的影响也很大，图形一旦放大，边缘就会呈现为不规则的锯齿状。

刚刚接触数据库，还是个外行，今天只是小小写一写自己的认识和感受，可能会比较浅显，如果有什么说的不对的，希望大家多多指正。