第四章+属性数据的输入与管理.ppt

1、第四章 属性数据的输入与管理,第一节 地理信息系统中的属性数据,1.属性数据是空间数据的重要组成部分 空间数据 在地理系统中，描述地理要素和地理现象的数据称为空间数据，主要包括空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。 其中，描述空间位置和拓扑关系的数据，与地图要素的几何特征有关，称为空间特征数据，描述地理要素和地理现象属性的数据为属性数据。,2.空间数据库模型,（1）地理关系数据库模型 1）概念 采用分开的数据系统存储空间特征数据和属性数据，即把空间特征数据与属性数据分别以单独的文件存储。这两种数据文件由要素ID码来相互关联，从而达到同步化，使得两种数据都可进行查询、分析和显示。 是一中比较经

2、典的数据管理模式,2）属性数据与空间特征数据的关联： 通过要素ID码来关联属性数据与空间特征数据 每一地图要素有一个惟一的ID码。 属性数据保存在要素属性表中，该表含有标识ID码和默认属性(诸如多边形要素的面积和周长等)。 要素属性表的每一行代表一个地图要素，每一列代表地图要素的一个属性。一行称为一个记录，一列称为一个字段。,（2）面向对象数据库模型,概念 也是将空间特征数据与属性数据区分开来，但将两种数据存在同一数据库中。 面向对象数据库模型正处于发展中。,3.属性数据的类型 GIS软件包所允许使用的数据类型包括字符型、整型、浮点型或实数、日期型、时间间隔等。 属性表中的每一个字段以数据类型

3、定义，定义的数据类型用于整个字段范围。,4.属性的表示测量尺度,为了描述地理世界，对任何事物都要根据一定的标准对其赋值或打分量测。 量测的尺度大致可以分成四个层次，由粗略至详细依次为：命名或类型、次序、间隔以及比率。 对应的属性数据的形式有： 命名（nominal）数据 次序（ordinal）数据 间隔（interval ）数据 比率 (ratio)数据,（1）命名（nominal）数据,命名式的测量尺度也称为类型测量尺度，只对特定现象进行标识，赋予一定的数值或符号而不定量描述。 例如，可以用不同数值表示不同的土地利用类型、植被类型或岩石类型，但是这些数值之间无数量关系。 对命名数据的逻辑运算

4、只有“等于”或“不等于”两种形式，而其近似均值只能使用众数。,（2）次序（ ordinal ）数据,次序测量尺度是基于对现象进行排序来标识的。 例如，可以把山峰按高度分级为极高山、高山、中山、低山和丘陵等，将坡度分为陡、中、缓等。不同次序之间的间隔大小可以不同。 次序数值相互之间可以进行“等于”或“不等于”的逻辑运算， 还可比较大小，即“大于”或“小于” 等。但不能进行加、减、乘、除等算术运算。,（3）间隔（ interval ）数据,不参照某个固定点，而是按间隔表示相对位置的数。 按间隔量测的值相互之间可以比较大小，并且它们之间的差值大小是有意义的。 间隔尺度的测量值无真的零值。 例如，温度

5、是间隔尺度的数据而不是比率数据，因为它的“0”测量值随着所使用的不同温度测量单位而不同。 间隔数据可用于加、减、乘、除等运算，而且可以求算术平均。,（4）比率(ratio)数据,比率测量尺度的测量值指那些有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据，比率测量尺度与使用的测量单位无关。 如年降雨量、海拔高度、人口密度、发病率等。 可以进行与某一固定点的比值计算。支持多种算术操作，如加、减、乘、除等。,（5）特点比较,比率数据或间隔数据可以比较容易地被转变成次序或命名数据。 而命名数据则很难被转化成次序、间隔数据或比率数据。 命名数据或次序数据便于使用，易于理解，但有时不够精确，不能用于较高级的算术运算

6、。 比率数据或间隔数据比较精确，便于计算机处理。 在较复杂的GIS应用中，往往上述几种测量尺度的数据均需用到。,第二节 属性数据库的数据模型,1.四种模型 平面文件(flat file） 层次型(hierarchical) 网络型(network) 关系型(relational),101,102,103,104,Wang,Chang,Smith,Jones,Smith,Costello,居住区,商业区,宗地示意图,（1）平面文件（flat file）,平面文件是在一张大表中包括了所有数据,是一张电子数据表格(spreadsheet) 。 从结构上，就像一个平面文件。,（2）层次型(hierar

7、chical),层次数据库分层次组织数据，在不同层之间仅使用“一对多”关联。,（2）层次型(hierarchical),层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每个部分，并假定关键属性和数据项之间可能具有紧密的相关性。 关键字是指识别标志，如记录序号、数据项名称和其它属性等。,（2）层次型(hierarchical),优点：存取方便且速度快，容易理解，数据修改和数据库扩展都较容易，检索关键属性十分方便等。层次结构最适合于文献目录、银行等管理系统。 层次结构用于环境数据时则有如下缺点：结构呆板，没有灵活性，且不得不保留大量的索引文件，同样一个属性数据要存储多次，因而引起大量冗余数据。,（3）网络型

8、(network),网络数据库是在表格之间建立联系,（3）网络型(network),网络型数据库是把多个按照属性之间的组织关系建立的数据表格进行联结。 优点：具有多对多类型的数据组织方法，连接迅速。 缺点：用于数据表格联结的指针数据项使数据量增大，当数据复杂时，指针部分会占大量数据库存储空间。另外，数据库中的数据变化（或修改）时，指针也必须随着变化。因此网络数据库中指针的建立和维护可能成为相当大的额外负担。,（4）关系型(relational),是一个表格的集合（也称为关系表)，他们之间通过关键字联系,（4）关系型(relational),关系数据库以记录组（或数据表）的形式组织数据，以便于利

9、用各种实体（图形）与属性之间的关系进行数据存取和变换，不分层也无指针。 从关系数据库中提取数据时，用户按自己的需要定义数据间的关系，数据库管理程序则用关系代数法取出用户需要的数据，重新建立数据表。,（4）关系型(relational),优点：结构特别灵活，可满足所有布尔逻辑运算和数字运算规则形成的询问要求。关系数据库还能搜索、组合和比较不同类型的数据；加入和删除数据都非常方便。,（4）关系型(relational),缺点：许多操作都要求在文件中顺序查找满足特定关系的数据。如果数据库很大的话，这一查找过程要花很多时间。 （商业性的关系数据库必须非常精心地设计才能达到一定的速度，这是关系数据库的主

10、要技术指标，也是建立关系数据库花费高的主要原因。）,2.关系型数据库的正规化（normalization）,（1）正规化概念 正规化是一个分解的过程，将一个包括所有属性的数据表格分解成小的表格，同时保持它们之间的必要的链接。,2.关系型数据库的正规化（normalization）,（2）正规化目的 通过正规化可以达到以下几个目标： (1)避免表中多余数据浪费数据库空间和可能导致的数据完整性问题。 (2)确保单独表格中属性数据可以被单独维护、更新，并可在需要时被链接起来。 (3)有利于形成分布式数据库。,3.关系型数据库的关系类型,(1)关系类型的定义 为把一个表中的属性数据加到要素属性表中，则

11、要素属性表是目标表，另外一个表就是源表。,3.关系型数据库的关系类型,(2）表格之间的三种数据关系类型：一对一、多对一和一对多。 “一对一”源表和目标表中都只有一个记录 是互相关联的。 “一对多”目标表中的一条记录可以与源表中的多条记录关联。 “多对一”目标表中两个以上的记录与源表中的一个记录关联。 “一对多”或“多对一”的关系确定下来，则目标表与源表的设计即可确定。,关系型数据库的关系类型,第三节 属性数据的输入与管理,1 .Arcview中的属性数据管理 (基于Windows的GIS软件包在表格操作和表格之间不同关系的处理上具有灵活性。) ArcView有两种管理表格的功能：连接(JOIN

12、)和关联(LINK)。,(1)连接JOIN,假如目标表和源表都有一个关键字段，ArcView的JOIN就可把它们连到一起。该关键字被称为相关字段，它们不必有相同的名称或定义。,(1)连接JOIN,连接JOIN的适用范围： JOIN适用于“一对一”或“多对一”的关系。 假如是“一对一”关系，两个表以记录连接。 假如是“多对一”关系，源表中的一个记录值在目标表中有多个记录值与其对应。 JOIN对于“一对多关系不很适用，因为源表中只有第一条匹配记录与目标表中的一个记录对应。,（2）关联 LINK,LINK保持表格相互分离，但关注表格中的关联记录。,（2）关联 LINK,LINK在“一对一”、“多对一

13、”和“一对多”关系中都有用。它也可以同时进行两个以上的表格操作。,2. Arcinfo中的属性数据管理,JOINITEM JOINITEM命令以共享项将两个表格永久连接。两个表格的共享项必须定义得完全相同。 JOINITEM可用于“一对一”，或“多对一”关系。,2. Arcinfo中的属性数据管理,(2) RELATE RELATE操作具有一个或多个关系，可以将要素属性表与内部或外部属性表连接。执行完RELATE后，就将一个表中的一条记录与另外的表的相应记录连接起来。这个关系是暂时的，在每次Arcinfo工作结束时消失。 与JOINITEM相似，RELATE最好用于“一对一，或“多对一”关系。,2. Arcinfo中的属性数据管理,(3) CURSOR CURSOR命令可用于“一对多”关系。CURSOR的功能与Arcview中的LINK相同。它将源表中与目标表相对应的单一记录高亮显示。这样CURSOR使得用户可以一次一个记录地涉及加亮(选中)的记录,3.属性数据输入,(1)字段定义 数据宽度：为每一字段预留的位数，应满足数据中最大的数目或最长的字符串(包括负号和小数点) 类型：GIS软件允许的字段类型 小数位数：实数数据类型中小数的位数,3.属性数据输入,(2)数据输入 键盘输入 （关