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空间数据库为访问、存储和管理空间数据帝国提供了坚实的基础。 数据库是允许存储、输入、输出和组织数据的相关信息的集合。 数据库管理系统 (DBMS) 充当用户和数据库之间的接口。 空间数据库包括位置， 它具有点、线和多边形等几何图形。 GIS 将来自许多来源的空间数据与许多不同的人结合在一起。 数据库将用户连接到 GIS 数据库。 例如，一个城市可能连接了废水处理部门、土地记录部门、交通部门和消防部门， 并使用公共空间数据库中的数据集。 让我们更仔细地阅读本文关于空间数据库， 以及如何在 GIS 中使用。
首先，让我们来看一下基本知识： 默认情况下， 空间矢量要素始终与 GIS 中的非空间属性表相关联。 空间要素存储对象在地图上的位置， 非空间属性表解释了地图上的对象所代表的内容， 属性表类似于电子表格。
字段有不同的类型， 如文本 (字符串)、整数和日期 (YYYY/MM/DD)。 字段名是列名的标题。 字段名称应描述在该列中输入的信息。 例如，平均人口的字段名称可能为 AVG_POP。
属性表中的行表示数据集中的空间要素或该数据集的关联记录。 属性中的行可以与空间要素有关系， 有三种类型的关系：
GIS 中的一对一关系是什么？ 将一个要素链接到表中的一个条目时， 这是一种一对一的关系（1-1）。
GIS 的独特之处在于， 一个表格与地理坐标联系在一起。 例如，以下是德国三个城市的地理位置：
如您所见， 我们可以获得有关这五个城市的一些额外信息， 了解它们的纬度和经度， 不仅如此，还会看到其他信息， 例如人口。
什么是一对多关系？
当将一个空间要素与属性表中的多个记录相关联时， 是一对多关系(1-M)。 在这种情况下， 空间表中有一个唯一的标识符， 它唯一地标识表中的每一行。 这些键必须同时存在于空间和非空间属性表中。
这个唯一 ID（主键）是地理数据和属性表之间的主要链接。 该键必须作为外键存在于相关表中， 可通过连接唯一 ID 来设置 1-M 关系类。
例如，一个调查站点可以在几年内进行多个观测。 调查站点将具有地理坐标， 与其绑定的表将具有与该唯一ID相关联的对应记录。 链接这些属性表的两个字段是主键， 并且必须存在于两个表中。
因此可以看到我们是如何减少冗余的， 我们不再在每次观察中存储纬度和经度。 这是因为每个纬度和经度仅在测量点表中存储一次。 GIS 中的多对多关系在 GIS 中不太常见。 当相关属性表中有很多条目时， 就会存在这种关系， 反之亦然， 同时可生成交集表以将许多记录关联在一起。
什么是关系数据库管理系统(RDBMS)？
如上所述， 连接这些属性表的两个字段是主键的 ID。 将这些表联系在一起的是用户设置 1-M 关系。 如 RDBMS，RDBMS 是数据的关系存储概念。 关系数据库包含保存记录的表， 每个记录都包含该记录数据的字段。 它使用规范化来分离表并将表链接在一起。 标准化不会浪费空间。 它将信息分解为离散的组件， RDBMS 减少了重复信息。 在上面的示例中， 我们将重复信息放入多个表中。 一个表上有一个外键， 可通过关系访问该表。 RDBMS 可能变得非常复杂，例如下面的示例：
布尔代数由用于选择具有一组代数条件的要素的条件组成， 条件包括 AND、OR、或 NOT。
通过使用布尔代数设置定义查询来过滤地图中显示的要素时。 例如，CITY = “LARGE” AND COUNTRY = “NORTH AMERICA” 将过滤出符合这些条件的所有记录。 在 GIS 中， 布尔代数会创建一组条件， 用于选择具有一组代数条件的要素。 条件包括 AND、OR、或 NOT。 我们使用维恩图来表示布尔运算。 布尔代数这个名字是由创始人乔治·布尔于1847年首创的。
结构化查询语言 (SQL) 是用户使用布尔代数与数据库交互的方式。
专有的 Esri 文件地理数据库存储矢量数据、栅格数据、表格、拓扑和关系。 模式确保数据完整性。 文件地理数据库具有结构、性能和数据管理优势。 开源 PostGIS 将空间对象添加到跨平台 PostgreSQL 数据库中。 PostGIS 为 PostgreSQL DBMS 提供的三个特性是空间类型、索引和函数。
通过支持不同的几何类型，PostGIS 空间数据库允许查询和管理有关位置和制图的信息。 其他数据库示例包括SQL Server（其中几何只是另一种数据类型，如 char 和 int）和 Microsoft Access（在 ArcGIS 中称为个人地理数据库）。 空间数据库为多个用户提供了一种同时访问共享空间数据的机制, 类似于 DBMS。
关于空间数据库的最终决定
数据库管理系统 (DBMS) 允许用户在数据库中存储、插入、删除和更新信息。 RDBMS 更进了一步。 它通过规范化减少了冗余, 并通过主键和外键将表链接在一起。 空间数据库更进一步， 因为它使用地理坐标记录数据。 从地理数据库到 PostGIS， 空间数据库已迅速成为管理空间数据的主要方法。