ArcGIS基础——要素数据格式（四）
作者：互联网
地理数据库实现了一个面向对象的GIS数据模型——地理数据库数据模型。地理数据库将每一个要素以行的形式存储在表中，要素的矢量数据存储在表中的shape字段中，属性数据存储在其他字段中，每个表存储一个要素类。除了存储矢量数据外，地理数据库还可以存储栅格数据、数据表以及其他数据表的参考。地理数据库可以将所有空间数据存储在一个地方，将coverages、shape文件、栅格数据添加到DBMS中类似。当然，还扩充了基于文件的数据模型所没有的的重要的新功能。
地理数据库（Geodatabase）
地理数据库实现了一个面向对象的GIS数据模型——地理数据库数据模型。地理数据库将每一个要素以行的形式存储在表中，要素的矢量数据存储在表中的shape字段中，属性数据存储在其他字段中，每个表存储一个要素类。
除了存储矢量数据外，地理数据库还可以存储栅格数据、数据表以及其他数据表的参考。地理数据库可以将所有空间数据存储在一个地方，将coverages、shape文件、栅格数据添加到DBMS中类似。当然，还扩充了基于文件的数据模型所没有的的重要的新功能。
地理数据库的优点是：其中的要素可以有内建行为；要素完全存储在单一的数据库中；数据量大的地理数据库要素类可以实现不分块、无缝存储。
除点、线和面这些基本要素之外，还可以创建自定义要素，如变压器、管道和地块等。自定义要素可有特定的行为，以更好地表达现实世界中的物体。我们可以使用这种特定行为来支持复杂的网络建模，防止数据录入出错，自定义要素的表现形式，以及定制属性数据的录入和检验方式。
地理数据库中的要素
由于用户可以定制对象，这意味着在地理数据库中潜在的数据类是无限的。地理数据库要素的基本几何图形有点、多点、网络接合点、线、网络边以及多边形。也可以创建新的几何要素。
所有的点、线和多边形要素类均具有以下特征：
1.由多个部分组成（如coverage中的多点和区域）；
2.具有x，y；x，y，z；或x，y，m坐标（m坐标存贮距离，如沿公路分布的里程碑之间的距离）；
3.以连续的无缝图层进行存储。
点和多点地理数据库要素，与shape文件中相应的要素类型相似。
例如，基本点要素可以代表城市中建筑物的位置。
自定义点要素也可以代表建筑物，但它们可能有一个交互界面，用于显示所有者、面积和建筑物估价信息，或展示该建物的照片或示意图。
网络接合点要素(Network junction features)是在网络中起拓扑作用的点，有点像coverage中的节点。有简单网络接点和复杂网络接合点两种。
简单接合点要素(simple junction feature)可用来表示连接两根管道的装置。它具有一种校验行为以确保连接的管道有正确的直径和材料。
复杂接合点要素(complex junction feature)在网络中扮演更复杂的角色。在一个更大的网络中，可以包含具有逻辑和拓扑作用的内部部分，如一个复杂接合点要素可以表示电网的转换开关。在某一条件下，开关连通点A和点B；在另外的条件下，它连通点A和点C。
这个开关遵循编辑校验规则，可控制与之相连接的电线类型。它也可以有自定义行为，在不同状态下——如开或关的状态——用不同的符号来描绘开关。
线要素(Line features)是由三种类型段构成的线：直线段(line segments)、圆弧(circular arcs)和贝塞尔样条曲线(Bézier splines)。正如右下图所示，一条线可以由这三种类型的段组成。
线可以代表线状地理要素，如公路或等高线。可以自定义线状要素绘制方式，如可以根据地图比例尺生成线，也可以控制沿线放置注记的位置。
络边要素(Network edge features)是网络中起到拓扑作的线。它可以用来追踪和流分析。
下图中，A、B两点间的网络被追踪。网络中包含有简单的和复杂的两种网络边要素。
简单网络边要素(simple edge feature)在终端连接接合点要素线状网络要素。在这一方面，简单网络边要素与具有终端节点的弧相类似。简单网络边要素可以表示供水网络中的一根管道。
简单网络边要素具有连通规则。例如，一个10厘米口径的管道只能与10厘米口径的设备连接。它们也可以有一些特殊的类方法，如可以根据管道的直径、粗糙度和长度计算水流从一端流到另一端的压力。它们还可以有特殊的查询、辑和数据录入界面。
复杂网络边要素(complex edge feature)也是一线性网络要素，它可以包含一个或多个位于线上的接合点，却仍然为一个单一的要素。下图中，从A到B的线就是一个复杂网络边要素。
一根电线可以表示成一个复杂的网络边要素。它的终点有接合点要素，以及在它的长度内其它线段与之相交处有附加的接合点要素。和简单的网络边要素一样，复杂网络边要素也可以有特殊的类方法和交互界面。
多边形(polygon)要素代表区域。它的边界可以由线段(line segments)、圆弧(circular arcs)和贝塞尔样条曲线(Bézier splines)组成——与生成线状要素的几何体相同。它可以是简单的封闭多边形，也可以由多个不连续的部分组成。多边形要素也可具有嵌套的“岛”和“湖”的结构。
可以用多边形要素来表示地理要素，比如建筑物、人口普查区或森林区。与地理数据库其它要素一样，也可以自定义多边形要素的行为和交互界面。例如，一个自定义建筑物多边形，可以在某一比例尺下绘制成平面视图，而在另一比例尺下绘制成概化的建筑物标志，在其它比例尺下绘制成点状符号。多边形也可以有一个编辑和浏览其属性的自定义界面。
我们可以从头创建自定义地理数据库，也可以修改现有数据库中的元素。
地理数据库中的拓扑结构
地理数据库中的拓扑结构用来表达一个要素类内的要素之间或不同要素之间共有的几何图形。我们也可以组织地理数据库中的要素类来创建平面拓扑或几何网络。
在一个平面拓扑结构中，要素类可以和另一个要素类共享几何模型。例如，我们可以在街道、街区、街区组以及抽样区建立拓扑关系。街道段定义了它们所包围的街区的边界。街区构成街区组，街区组构成抽样区。
平面拓扑结构由一系列节点、边和面(face)组成。当更新某一要素的边界时，公共边界也随之更新。
在一个数据集中拓扑关联的边和接合点要素可以组成一个几何网络。这对于要素之间实现无缝连接很有用。例如，可以将管道、阀门、泵站和供水装置组织成一供水网络。
地理数据库要素的存储
地理数据库要素存在于地理数据库中，多用户地理数据库可以通过在任何一种主要的商业关系数据库中使用ArcSDE软件来实现，单用户或个人地理数据库可以用微软公司的Access数据库*.mdb文件来实现。
可以用包括ArcMap和ArcCatalog在内的ArcGIS软件访问数库。
每一个地理数据库要素类只包含一种几何要素类型。相关的要素类可以组成要素数据集。要素数据集对于组织具有公共拓扑关系的要素类非常有用。也可以用来按主题组织要素类，例如，在一个水域要素数据集中可能有三个要素类：代表池塘的点要素；代表河流的线要素和代表湖泊的多边形要素。
在ArcCatalog中查看地理数据库时可以看到数据库表是由一系列的要素数据集和要素类构成，或仅由单一要素类构成。
地理数据库要素类按空间索引来存储，所以可以在一个完整的大型数据库中高效操作一块很小的区域，这样就不需要对大型复杂的数据集进行分块处理了。
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