高等学校遥感科学与技术系列教材 时空数据库原理与技术PDF电子书下载

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第1章 时空数据库概述 1

1.1 背景介绍 1

1.2 时空数据库基本概念与主要特征 2

1.2.1 数据与信息 2

1.2.2 空间数据与伪空间数据 2

1.2.3 时态数据与时空数据 4

1.2.4 数据库与数据库系统 4

1.3 时空信息的概念和技术进展 7

1.3.1 空间信息系统的定义 7

1.3.2 时间与时空信息系统 7

1.3.3 时空数据库与时空信息系统 8

1.4 时空数据库与GIS 9

1.4.1 空间信息与传统信息技术的融合 9

1.4.2 时空数据库系统与GIS 10

1.5 时空数据库技术内容 12

1.6 时空数据管理发展历程及趋势 13

1.6.1 时空数据管理技术发展历程 13

1.6.2 时空数据管理技术发展趋势 14

1.7 本章小结 15

思考题 15

参考文献 16

第2章 数据库基础 17

2.1 数据库基本概念 17

2.1.1 数据库 17

2.1.2 数据库管理系统 17

2.1.3 数据库系统 18

2.2 数据模型 18

2.2.1 概念层数据模型简介 19

2.2.2 E-R数据模型 19

2.2.3 组织层数据模型简介 22

2.2.4 层次数据模型 22

2.2.5 网状数据模型 24

2.2.6 关系数据模型 24

2.3 关系数据库 26

2.3.1 关系数据结构的形式化定义 26

2.3.2 关系代数 28

2.3.3 关系模型的完整性约束 34

2.4 SQL语言基础与数据定义 37

2.4.1 SQL基本概念 37

2.4.2 数据定义 38

2.4.3 数据查询 41

2.4.4 数据视图 46

2.5 数据库保护 47

2.5.1 安全性控制 48

2.5.2 完整性控制 50

2.5.3 并发控制 53

2.5.4 数据库的恢复 60

2.6 本章小结 63

思考题 64

参考文献 64

第3章 时空信息建模与表示 65

3.1 空间信息模型 65

3.1.1 地理现象建模 65

3.1.2 地理现象表示模型 69

3.2 时空信息基准与模型 77

3.2.1 时间认识 77

3.2.2 时间系统 79

3.2.3 时间尺度 81

3.2.4 时空信息建模 82

3.2.5 时空信息表示 84

3.3 时空关系表示 86

3.3.1 时态拓扑关系 86

3.3.2 时空拓扑关系 88

3.4 时空数据类型 90

3.4.1 空间数据类型 90

3.4.2 时空数据类型 91

3.5 本章小结 92

思考题 92

参考文献 93

第4章 时空数据库模型 94

4.1 数据建模 94

4.2 空间数据概念建模 95

4.2.1 空间数据的概念模型 95

4.2.2 空间数据的E-R模型 95

4.2.3 扩展E-R模型以支持空间概念 97

4.2.4 空间数据的UML概念模型 102

4.2.5 E-R模型与UML类图的比较 103

4.3 空间数据库逻辑模型 104

4.3.1 层次型空间数据库模型 104

4.3.2 网状型空间数据库模型 104

4.3.3 关系型空间数据库模型 105

4.3.4 面向对象的空间数据库模型 106

4.3.5 地理关系空间数据库模型 110

4.3.6 对象关系空间数据库模型 112

4.4 时态数据库模型 117

4.4.1 时间概念模型 118

4.4.2 时态数据库逻辑模型 119

4.5 时空数据库模型 123

4.5.1 时空立方体模型 124

4.5.2 快照模型 125

4.5.3 基态修正模型 125

4.5.4 时空复合模型 125

4.5.5 基于事件的时空数据模型及其扩展 127

4.5.6 三域时空数据模型 127

4.5.7 基于版本的时空数据模型 130

4.5.8 面向对象的时空数据模型 132

4.6 数据建模的原则与技术 134

4.6.1 数据建模的四项原则 134

4.6.2 系统和数据库的开发生命周期 135

4.6.3 数据建模文档 138

4.7 空间数据组织 140

4.7.1 空间数据分层组织 140

4.7.2 空间数据分块组织 142

4.8 本章小结 143

思考题 144

参考文献 144

第5章 时空数据库索引 147

5.1 索引的基本原理 147

5.1.1 索引简介 147

5.1.2 索引层次结构 149

5.1.3 树形索引 150

5.2 空间数据库索引 153

5.2.1 格网空间索引 154

5.2.2 基于对象的空间索引 159

5.3 时空数据库索引 162

5.3.1 三维格网时空索引 163

5.3.2 3D R树时空索引 164

5.3.3 HR树时空索引 169

5.4 本章小结 172

思考题 172

参考文献 172

第6章 时空数据库查询与管理 174

6.1 数据库查询 174

6.1.1 数据库查询处理 174

6.1.2 标准SQL基础 176

6.2 时空数据库查询 178

6.2.1 扩展标准SQL 178

6.2.2 空间运算符 183

6.2.3 时空运算符 184

6.2.4 时空拓扑谓词 187

6.2.5 空间连接运算 188

6.3 查询优化 189

6.3.1 空间过滤 189

6.3.2 查询路径动态规划 190

6.4 时空数据库完整性管理 190

6.4.1 完整性管理原理 190

6.4.2 空间数据完整性管理 193

6.4.3 时态数据完整性管理 202

6.5 长事务管理 204

6.5.1 长事务基础 204

6.5.2 长事务管理机制 206

6.5.3 版本机制与长事务管理 207

6.6 本章小结 215

思考题 215

参考文献 215

第7章 时空数据库系统结构 218

7.1 早期数据库系统结构 218

7.1.1 单用户结构 218

7.1.2 主从式结构 219

7.2 分布式结构数据库系统 220

7.2.1 分布式数据库定义与特点 220

7.2.2 分布式数据库结构 221

7.3 客户机/服务器模式 223

7.4 联邦数据库 225

7.4.1 联邦数据库系统的特征 225

7.4.2 联邦数据库集成框架 226

7.5 基于Web的数据库系统结构 229

7.6 云存储系统结构 232

7.6.1 云存储 232

7.6.2 云存储系统结构 233

7.6.3 云存储类型 235

7.7 本章小结 236

思考题 236

参考文献 236

第8章 空间数据质量管理 237

8.1 概述 237

8.1.1 质量概念和重要性 237

8.1.2 空间数据质量问题及成因 238

8.1.3 质量控制目的和过程 239

8.2 理论基础 240

8.2.1 误差理论 240

8.2.2 不确定性理论 245

8.2.3 抽样检验理论 249

8.3 空间数据质量标准 253

8.4 空间数据质量检查 255

8.4.1 质检基本流程 255

8.4.2 检查内容与方法 256

8.5 空间数据质量控制与评价 261

8.5.1 质量控制流程 261

8.5.2 质量控制措施 263

8.5.3 质量评价 263

8.6 本章小结 266

思考题 266

参考文献 266

第9章 时空数据挖掘 269

9.1 数据仓库 269

9.1.1 从数据库到数据仓库 269

9.1.2 数据仓库的基本特征 270

9.1.3 数据仓库体系结构 270

9.2 数据挖掘 272

9.2.1 数据挖掘概念 272

9.2.2 知识发现 273

9.2.3 数据挖掘方法 275

9.3 空间数据挖掘方法 277

9.4 时空数据聚类及应用 278

9.4.1 聚类 279

9.4.2 空间数据聚类 282

9.4.3 时空数据聚类 287

9.4.4 时空数据挖掘应用案例 290

9.5 本章小结 301

思考题 301

参考文献 301

第10章 空间数据管理案例 304

10.1 业务需求 304

10.2 案例设计 306

10.2.1 总体结构设计 306

10.2.2 数据库构成设计 307

10.2.3 数据组织与存储 307

10.2.4 数据库逻辑模型设计 308

10.2.5 数据库系统结构与安全设计 312

10.3 案例实施 312

10.3.1 空间数据初始化 312

10.3.2 数据整理 313

10.3.3 数据库配置 314

10.3.4 用户管理 314

10.3.5 数据库连接与下载 315

10.3.6 数据定位与浏览 316

10.3.7 数据编辑 317

10.3.8 数据更新 317

10.3.9 冲突检测 318

10.3.10 数据上传 318

10.4 本章小结 318

思考题 319

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