空间数据管理模式

在早期的GIS软件中，空间数据的几何数据（位置数据） 和属性数据是由分开的数据库系统分别存储管理的，几何数据以图形文件保存，用文件系统管理，属性数据用关系数据库存储管理，图形文件中的一个图形要素对应于关系数据库中数据表中的一个属性记录，彼此通过要素的标识码（ID）来连接，这种存储管理模式称为地理相关模型，如早期的Arc/lnfb软件。面向对象的数据模型在数据的存储与管理方面，不用分开存储管理几何数据和属性数据，而是在同一个数据库中同时存储着两种数据，通常是使用经过扩展的标准商业化关系数据库，这种存储管理模式称为地理关系模型。它消除了两种数据文件系统之间因须同步带来的复杂性，如现在的ArcGIS软件。

空间数据库是地理信息系统的核心，地理信息系统几次重大的技术革命都是与空间数据库管理系统的技术发展相关的。20世纪80年代，文件系统与关系数据库管理系统结合的空间数据管理方式和 20世纪90年代末出现的对象关系数据库管理系统都代表着当时GIS软件的基本特征。下图表明了由第一代GIS到第四代GIS的数据管理模式的变化。

第一代GIS是直接建立在文件系统之上的，这些系统提供的功能非常有限。这些系统多数是依靠人工编码，缺少数据的定义可能性和进化能力。

第二代GIS使用了传统的数据库系统，通常是关系数据库，管理非空间数据，使用另—个文件系统管理空间数据。

第三代GIS试图对空间数据和非空间数据进行一体化管理。通常是在传统的关系数据库之上，增加一个管理和处理空间数据的附加系统。

第四代GIS是新近出现的一种类型，建立在扩展的数据库系统之上，全面支持将空间信息和非空间信息的处理，它们依靠空间基本数据类型和操作，取得系统的高度集成。

空间数据库管理系统除了提供数据存储与管理的必要操纵功能外，空间数据的逻辑组织也是创建有效空间数据库必须考虑主要因素之一。建立空间数据库的主要目的是将分幅分层生产的数据进行整理，使之符合统一的规范和标准；并对数据进行有效组织、管理，便于空间数据的査询、分发与制图。所以，空间数据库的基本要求是：数据是标准化、规范化的，采用统一的编码和统一的格式。当需要在整个区域范围内对空间数据进行操作时，必须建立逻辑上或物理上无缝的数据库，在平面方向，分幅的数据要组织成无缝的—个整体；在垂直方向，各种数据通过一致的空间坐标定位，能够相互叠加和套合。空间数据库管理系统要有高效的空间数据查询、调度、漫游以及数据分发与制图等功能。