1.5.1.2 GIS数据库

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2023-12-01

开源数据库软件

PostGIS

PostgreSQL是一种对象-关系型数据库管理系统（ORDBMS），它起源于伯克利，在PostgreSQL中已经定义了一些基本的集合实体类型，这些类型包括:点、线、线段、方形、多边形；另外，PostgreSQL定义了一系列的函数和操作符来实现几何类型的操作和运算；同时，PostgreSQL引入空间数据索引R-tree。但是其提供的空间特性仍然很难达到GIS的要求，为了使得PostgreSQL更好的提供空间信息服务，PostGIS应运而生。PostGIS是对象关系型数据库系统PostgreSQL的一个扩展，PostGIS提供如下空间信息服务功能：空间对象、空间索引、空间操作函数和空间操作符。同时，PostGIS遵循OpenGIS的规范。

PostGIS的主要特点如下：

PostGIS支持所有的空间数据类型，这些类型包括:点、线、多边形、多点、多线、多多边形和集合对象集等。
PostGIS支持所有的对象表达方法，比如WKT和WKB。
PostGIS支持所有的数据存取和构造方法，如GeomFromText()、AsBinary()，以及GeometryN()等。
PostGIS提供简单的空间分析函数（如Area和Length）同时也提供其他一些具有复杂分析功能的函数，比如Distance。PostGIS提供了对于元数据的支持，如GEOMETRY_COLUMNS和SPATIAL_REF_SYS，同时，PostGIS也提供了相应的支持函数，如AddGeometryColumn和DropGeometryColumn。
PostGIS提供了一系列的二元谓词（如Contains、Within、Overlaps和Touches）用于检测空间对象之间的空间关系，同时返回布尔值来表征对象之间符合这个关系。
PostGIS提供了空间操作符（如Union和Difference）用于空间数据操作。

商用数据库软件

Oracle Spatial

oracle spatial是Oracle公司推出的空间数据库组件，用来存储、管理、查询空间数据。主要由几何数据类型，空间索引机制，一套操作函数，管理工具组成。Oracle Spatial主要通过元数据表、空间数据字段（即SDO_GEOMETRY字段）和空间索引（R-tree和四叉树索引）来管理空间数据，并在此基础上提供一系列空间查询和空间分析的函数，让用户进行更深层次的GIS应用开发。Oracle Spatial使用空间字段SDO_GEOMETRY存储空间数据，用元数据表来管理具有SDO_GEOMETRY字段的空间数据表，并采用R树索引和四叉树索引技术来提高空间查询和空间分析的速度。提供了SQL模式和函数来实现Feature Collection的存储、检索、更新和查询。 Oracle Spatial具有以下特点：

支持自定义的数据类型，可用数组，结构体或带有构造函数，功能函数的类来定义自己的对象类型。
采用对象关系模型表示几何对象，定义类型为MDSYS.SDO_GEOMETRY的字段，每个几何对象无需占用多行存储。自定义数据类型较多。
spatial 在此数据类型的基础上，实现了r树空间索引和四叉树空间索引，还以sql函数的形式实现了多种空间分析功能。
包含用于存储矢量数据类型、栅格数据类型和持续拓扑数据的原生数据类型。
将空间过程和操作直接转移到数据库内核中，从而提高了性能和安全性。
将所有的地理空间数据类型（矢量、栅格、网格、影像、网络、拓扑）统一在单一、开放的、基于标准的数据管理环境中，减少了管理单独、分离的专用系统的成本、复杂性和开销。

Geodatabase

Geodatabase是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。Geodatabase支持在标准的数据库管理系统（DBMS）表中存储和管理地理信息。 Geodatabase支持多种DBMS结构和多用户访问，且大小可伸缩。从基于Microsoft Jet Engine的小型单用户数据库，到工作组，部门和企业级的多用户数据库，Geodatabase都支持。目前有两种geodatabase结构：个人Geodatabase和多用户Geodatabase (multiuser geodatabase)。个人Geodatabase，对于ArcGIS用户是免费的，它使用Microsoft Jet Engine数据文件结构，将GIS数据存储在小型数据库中。 Geodatabase的存储不仅包括简单的空间坐标和属性数据的表格，还包括这些地理数据集的模式和规则。Geodatabase的三种基础数据集（要素类，属性表和栅格数据集）和其他的Geodatabase元素都以表格的形式存储。在Geodataset中空间表示或者以矢量要素的形式存储，或者以栅格数据存储。几何对象和传统的属性字段一起存储在表的列中。 Geodatabase的特点：

具有面向对象的特点
可创建智能化的要素
支持不同数据格式间的转换
可移植
数据输入和编辑更准确
可伸缩的存储解决方案
支持海量的，连续的GIS数据库；
多用户的并发访问；
长事务和版本管理的工作流。