地理空间基础知识空间数据库
来源：CPDA数据分析师网 / 时间：2021-04-01
制图与文明本身一样古老，从穿越大洋到计划中的城市，信息被收集并记录在纸上，正如我们对文本和数字进行数字化处理一样，制图人员也开始将点，线和面数据放入数字系统中，这创建了地理信息系统（GIS）域，空间数据可以绘制为地图上的图形层，但也可以分析地理特征和位置关系，森林管理，土地利用规划，运输，测量等等，都利用了这些系统，这些是矢量数据类型，因为它们是根据数据点（考虑x，y，z坐标）和连接它们的方向构建的，将几个点串成一条线或闭合循环，以形成一个多边形区域，另一方面，栅格数据是由像素形式的图像或数字值的网格构成的，例如卫星图像，高程模型等，此类数据不在本文的讨论范围之内。
空间很特别
关系数据库管理系统具有空间对象支持，但被空间分析人员广泛使用。这些特殊类型的矢量数据和数据库对于应用程序和Web开发人员来说有些深奥，您必须具有特殊知识才能使用来自特殊GIS软件的特殊数据。然后必须将数据加载到空间数据库中，以进行进一步的分析和应用程序连接，当然一旦Google地图问世，人们就开始对空间数据有了更多的了解，并且趋势转向了第三方地图数据集成，但这是另一回事了，地理学家通常使用ESRI的桌面制图软件来创建（静态）地图图像和PDF，近免费和开放源代码项目席卷了整个世界，他们还可以导出该数据以在完全不同的数据库中使用，Web开发人员可以将该数据导入空间数据库，然后使用位置感知的Web映射应用程序层对其进行查询，以为其用户生成图像。
什么是空间数据库？
建立空间数据库（也称为“地理空间数据库”）是为了捕获和存储我们称为空间数据的制图信息的点，线和面，这些数据库通常很普通，但是在它们的其中一个字段中具有处理二进制对象（BLOB）的扩展-SQL Server，Oracle，PostgreSQL，Ingres，SQLite都具有空间附加组件，随着数据量的增加和工作流程的变化，问题变得更加复杂，开发人员不仅被迫产生和共享数据，还被迫从数据中产生更多的信息和知识，互操作性和效率也得到了推动，这为创建针对网络优化的地理空间服务的标准提供了新的机会-共享地图或原始表格数据的图像，以供其他可识别位置的应用程序使用，尽管ESRI的基于文件的格式，在桌面用户中很流行，但许多Web开发人员都希望在企业数据库（如PostgreSQL）中获取数据，而SQL多年来一直是领先的开源空间数据库，一旦数据存储在数据库中，开发人员就可以对工作流程进行更多控制，同样越来越多的空间分析师开始使用数据库系统的空间功能。
什么是GeoJSON？
随着针对网络空间数据的更多技术标准的发展，开发人员使用了内置了地理编码标准的JSON（JavaScript对象表示法）格式。GeoJSON诞生了，它可以在点的坐标对旁边保存属性数据的字段，以定义矢量点，线和面。基于JSON，它允许多个嵌入式对象，列表和键/值映射–非常适合地理数据。
开发人员知道，JSON是从地理学家的同事那里从平面文件或数据库中获取数据的一种方法。在请求时，空间数据库将从表格格式转换为JSON，然后再将其发送到使用的应用程序。
NoSQL对齐
NoSQL数据库的好处是它们被构建为直接使用，灵活模式也是一个好处-不需要将严格的表格结构的模式验证作为应用程序的一部分，这使得根据需要进行调整变得更加容易，尤其是在原型阶段，其中数据类型和架构可能会发生变化，并非所有空间数据都以表格形式存在，也没有意义，那么为什么要强制使用它呢？例如应用程序的用户配置文件可能希望具有层次结构数据，其中地址是NoSQL数据模型中的可选对象，或者也许可以选择拥有多个电话号码，但并非每个人都可以拥有一个，在这些情况下，您不希望在表中维护空列，以防万一，当您开始将空间数据视为具有坐标列表的另一个对象时，您会发现它与NoSQL数据库的对齐程度如何。
NoSQL的分布式计算特性始终为将其用于地理空间应用程序增加了奢华
因为它们是为处理艰巨的工作负载而构建的。通过使用基于群集的计算，空间数据可以随时间增长，并且可以根据需要轻松添加更多查询资源，这些只是企业选择NoSQL数据平台的几个原因，地理空间数据库功能，绘制地图，开发人员访问空间数据的常见功能是制作地图-无论是在线，在移动应用程序中还是在台式机上，这可以采用几种形式，但主要是对应用程序随后为用户呈现的特定文档记录集的请求。
渲染地图本身就是一个领域
但是大多数帮助实现此目的的在线API都具有一些基本的默认值，这些默认值可以使用户快速启动并运行，老实说，大多数在线地图仅在图像顶部显示一些点标记，因此这是地图数据的一个用例，但实际上并不是GIS用户在进行分析时会选择的用例，除了仅请求一组文档外，空间数据库还需要允许基于查询对特定功能/文档进行过滤。自然，使用提供WHERE子句的SQL语言有助于实现这一点。有更高级的地理数据过滤方法（例如，针对特定区域/区域），我们也将进行介绍。
空间索引
为了进行更高级的空间过滤以绘制地图，或者进行所谓的空间联接（基于记录的接近位置来联接记录，例如区域内的商店），您需要对地理数据进行索引，就像您将数据库中的其他字段索引一样，地理空间字段类型也有特殊的索引方法，空间数据库通常只计算数据集中每个要素周围的矩形，并将其用作查询的粗略索引。这也称为小边界矩形（MBR），并且也使用一种索引。
返回列表