一、GIS数据库特点

　　数据库（Data Base）是以一定的组织方式存储在一起的相互关联的数据集合，能以最佳方式，最少重复（冗余）为多种目的服务。数据库也可看成是与某方面有关的所有文件的集合，数据库对数据文件重新组织，最大限度地减少数据冗余，增强数据间的联系，实现对数据的合理组织和灵活存取。

　　GIS数据库是某区域内关于一定地理要素特征的数据集合，主要涉及对图形和属性数据的管理和组织。它与一般数据库相比，具有以下特点：

　　1.GIS数据库不仅有与一般数据库数据性质相似的地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。

　　2.地理系统是一个复杂的巨系统，要用数据来描述各种地理要素，尤其是地理的空间位置数据量往往大得惊人，即使是一个极小区域的数据库也是如此。

　　3.数据的应用相当广，如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等等。

　　上述特点，尤其是第一点，决定了建立GIS数据库时，一方面应该遵循和应用通用的数据库的原理和方法，另一方面还必须采取一些特殊的技术和方法，来解决其它数据库所没有的管理空间数据的问题。由于GIS数据库具有明显的空间特性，所以有人又称它为空间数据库。

二、数据库结构

数据库由许多文件和文件中的大量数据组成。为便于从一个文件或多个文件中存取数据，必须用某种方式来构造或组织数据库。目前通用的有三种数据库结构，即层次结构、网络结构和关系结构。

　　（一）层次数据库结构

　　层次数据库结构是将数据组成一对多（或父结点与子结点）关系的结构。例如，土壤族下属的土类、类下的亚类就是常见的分级结构之一。环境科学中多用这种数据组织系统，除土壤外还用于动物、植物、岩石等分类。

　　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。

　　层次数据库结构的优点是存取方便且速度快，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不足之处：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。

　　（二）网络数据库结构

　　层次数据库结构中数据的联结只限于上下通路。许多情况下，特别是图形数据的数据库结构要求具有更多的通路，以便更为快速地把需要的数据组织起来。例如，一个复杂的图形中，各图形要素（甚至相邻接的要素），常常存储在数据库的不同部分，要把这些元素组织在一起，需要进行多通路连接，才能迅速形成图形。网络数据库结构满足这种要求。

　　网络数据库结构是用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，且具有多对多类型的数据组织方法。

　　网络数据结构的缺点是：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。

　　（三）关系数据库结构

　　关系数据库以记录组（或数据表）的形式组织数据，以便于利用各种实体（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。

　　就地理科学来说，分析研究工作离不开空间（主要指图形）数据和非空间（主要指属性）数据。关系数据库则以建立这两类数据之间的关系为主要目标来组织数据。点、线、面图形数据的记录中都包含一个有序特征值，此特征值也可成为关键字，其后存储其它信息。整个记录称为一个“元组”，多个元组组成一张二维表，称为“关系”。每个关系通常是一个独立的文件。图3-2是两个多边形的图形数据在关系数据库中的存储方式。其中多边形Ⅰ和Ⅱ是特征值（关键字）。另一个存储坐标的表格图中未绘出。
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