地理数据库（Geodatabase）是一种面向对象的空间数据模型，它对于地理空间特征的表达更接近我们对现实世界的认识。地理数据库在一个公共模型框架下，对GIS处理和表达的空间特征，如矢量、栅格、不规则格网（triangulated irregular network, TIV、网络等进行统一描述和存储，是目前最先进的数据管理模式。本章主要介绍地理数据库的概念，Ueodatabase的数据管理.智能化操作，版本与长事务管理等的原理与操作方法。 3.1 Geodatabase概述
3.1.1 Geodatabase数据模型
Geodatabase和空间数据库（spatial database）在本质上没有很大的区别，只是提法的不同。GIS使用Geodatabase来描述地理数据库的概念与操作，方便起见，本章皆用Geodatabase 描述地理数据库。
Geodatabase是Esri公司经过多年研发，在先前数据模型的基础上进化而来的，是保存各种数据集的“容器”。它建立在标准的关系数据库（RDBMS）基础之上，使用标准关系数据库技术表现地理信息数据模型，并加入了空间数据管理的模式。Geodatabase中所有的数据都被存储在一个RDBMS中，既包括每个地理数据集的框架和规则，又包括空间数据和属性数据的简单表格。Geodatabase为ArcGIS更好地管
理和使用地理数据提供了数据接口和管理框架，它集成了所有在ArcGIS中可以使用的数据类型（如要素类、格数据集、表）及其显示、访问、存储、管理和处理的方法。 1.Geodatabase的数据组织
Geodatabase依据层次型的数据对象来组织空间数据，这些数据对象包括对象类（object class、要素类（feature class）和要素数据集（feature dataset）等。
1）对象类
在Geodatabase中，对象类是一种特殊的类，它没有空间特征，表现为可关联某种特定行为的表记录。如某块地的主人，在“地块”和“主人”之间，可以定义某种关系。
2）要素类
同类空间要素的集合即为要素类，如河流、道路、植被、用地、电缆等，也就是通常理解的矢量数据中的“图层”。要素类之间可以独立存在，也可以具有某种关系。当不同的要素类之间存在关系时，可将其组织到一个要素数据集中。
3）要素数据集
要素数据集由一组具有相同空间参考的要素类组成。一般而言，在以下三种情况下，可以考虑将不同的要素类组织到一个要素数据集（简称为要素集）中。
一专题归类表示。当不同的要素类属于同一范畴时，如全国范围内不同比例尺的公路交通专题数据，其点、线、面类型的要素类可组织成一个要素数据集。
一创建几何网络。构成几何网络的不同要素类必须组织到同一个要素数据集中。如燃气网络中，有阀门、减压阀、管路等设备，它们分别对应点或线类型的要素类，在进行燃气网络对应的几何网络建模时，这些要素类就必须放在同一要素数据集下。
一考虑平面拓扑。共享公共几何特征的要素类，如用地、水系、行政区界等。当移动其中的一个要素时，其公共的部分也要求一起移动，并保持这种公共关系不变。此种情况下，
必须将这些要素类放到同一要素数据集下。
4）关系类
关系类（relationship class）定义两个不同的要素类或对象类之间的关联关系。例如，可以定义房主和房子之间的关系，房子和地块之间的关系等。
5）几何网络
几何网络（geometric network）是由若干要素类构建的一种新的类，用于表示现实世界中公用网络基础设施的行为并对这种行为进行建模。几何网络由一组相连的边和交汇点以及连通性规则组成。如定义一个供水网络.指定同属一个要素数据集的“阀门”、“泵站”、“接头”对应的要素类加入其中，并扮演“连接点”的角；同时指定同属一个要素数据集的“供水干管”、“供水支管”和“入户管”等对应的要素类加入供水网络来扮演“边”的角。
6）地址定位器
地址定位器（locators）是地理数据库中的一个数据集，用于管理要素的地址信息，从而执行地理编码。地理编码是根据地址定位器匹配单个地址或地址表的过程。对于每个匹配的地址，都将返回一个经过地理编码的位置。
2. Geodatabase数据模型的优点
Geodatabase使用面向对象的数据建模，可以定义自己的对象类型，通过定义对象之间的拓扑、空间关联和普通关联，以及定义它们之间的相互作用关系，更自如地表现地理信息。Geodatabase数据模型的优势在于:
（1）Geodatabase数据模型是地理数据统一存储的仓库，所有数据都能在同一数据库里存储和管理。
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（2）数据输入和编辑更加准确。通过智能的属性验证能减少很多编辑错误，这是G eodatabase数据模型被广泛采用的最主要原因。
（3）更为直观地处理数据模型，包含了与用户数据模型相对应的数据对象。
（4）要素具有丰富的关联环境。使用拓扑关系、空间表达和一般关联，用户不仅可以定义要素的特征，还可以定义要素与其他要素的关联情况。当与要素相关的要素被移动、改变或删除的时候，用户预先定义好的关联要素也会作出相应的变化。
（5）可制作蕴含丰富信息的地图。通过直接在ArcMap中应用先进的绘图工具，可以更好地控制要素的绘制，还可以添加一些智能绘图行为。
男同姓恋（6）地图显示中，要素是动态的。在ArcGIS中处理要素时，它们能根据相邻要素的变化作出响应。
（7）更形象地定义要素形状。Geodatabase数据模型中，可以使用直线、圆弧、椭圆弧和贝塞尔曲线来定义要素形状。
（8）要素都是连续无缝的。Geodatabase中可以实现无缝无分块的海量要素存储。
（9）多用户并发编辑地理数据。Geodatabase数据模型允许多用户编辑同一区域的要素，并可以协调冲突。
Geodatabase数据模型的优势就是搭建了一个框架，从而轻易地创建智能化要素，模拟真实世界界中对象之间的作用和行为。
3.1.2 Geodatabase的类型
Geodatabase有以下三种类型：文件地理数据库、个人地理数据库和ArcSDE数据库。
1.文件地理数据库和个人地理数据库
文件地理数据库和个人地理数据库是地理数据库的完整信息模型，包含拓扑、栅格目录、网络数据集、Terrain数据集、地址定位器等，这两种地理数据库不支持地理数据库版本管理。
文件地理数据库是以文件夹形式存储的各种类型的GIS数据集的集合，可以存储、查询和
管理空间数据和非空间数据。在不使用DBMS的情况下能够扩展并存储大量数据。文件地理数据库可同时由多个用户使用，但同一数据同一时间只能由一个用户编辑。因此，一个文件地理数据库可以由多个编辑者访问，但必须编辑不同的数据。
个人地理数据库所有的数据集都存储于Microsoft Access数据文件内，在Microsoft Acess 数据文件中存储和管理空间数据和非空间数据。个人数据库存储在Access数据库中，其最大容量为2 GB，并且一次只有一个用户可以编辑个人地理数据库中的数据。
2. ArcSDE地理数据库
ArcSDE地理数据库是支持多用户同时并发编辑的大型地理数据库，它通过ArcSDE空间数据库引擎在关系数据库（如IBM DB2 , Oracle, PostgreSQL和SQL Server等）的基础上增加了处理空间数据的能力。主要优点：通过关系数据库存储空间数据；可以有弹性地选择数据库的规模和大小；便于使用结构化查询语句（structured query language, SQL）来访问Geodatabase的表和记录。
ArcSDE地理数据库可充分利用DBMS的基础架构实现以下内容：超大型连续GIS数据库，多用户的同时并发编辑，长事务和版本化工作流等。在大型企业级GIS中一般采用ArcSDE地理数据库进行空间数据的存储和服务。
3.2 Geodatabase的数据管理
Geodatabase可以看做是一种数据格式，它将矢量、栅格、地址、网络和投影信息等数据一体化存储和管理。Shapefile文件、Coverage文件在Geodatabase出现之前就已经广泛使用。Shapefile文件是使用最广泛的空间数据类型，Coverage文件是地理关系型数据类型的代表，被认为是第二代GIS数据模型（Geodatabase是第三代数据模型）。尽管两者不属于Geodatabase的范畴，但它们是Geodatabase数据的重要数据源，因此下面先对它们进行介绍。
3.2.1 Shapefile文件的创建
Shapefile文件是Esri研发的工业标准的矢量数据文件，一个完整的Shapefile文件至少包括3个文件：一个主文件（*. shp）、一个索引文件（* . shx）和一个dBase表文件（*. Dbf）。
一*.shp。存储地理要素的几何图形的文件。
一*.shx。存储图形要素与属性信息索引的文件。
一* . dbf。存储要素属性信息的dBase表文件。
一个Shapefile文件中的主文件、索引文件和dBase文件必须具有相同的前缀，且它们必须放在同一个文件夹下。如主文件:countries. shp；索引文件:countries. shx；dBase表:countries. dbf。
Shapefile文件并不存储拓扑关系、投影信息和地理实体的符号化信息，仅仅存储空间数据的几何特征和属性信息，所以要想在不同的机器迁移数据时保持符号化信息不变，必须使用地图文档格式（* . mxd）或者图层文件格式（* . lyr）。尽管Shapefile文件无法存储投影等信息，但是可以对它进行定义投影和构建空间索引等操作，在同一文件夹下生成具有不同扩展名的文件。如，* . prj文件用于存储坐标系的信息；*. xml文件为元数据文件，用于存储Shapefile 的相关信息等。
创建一个新的Shapefile时，必须定义它包含的要素类型，如点、线、面等类型。Shapefile 创建之后，这些类型不能被修改。创建Shapefile文件的操作步骤如下:
（1）在ArcCatalog目录树中，右击要存放Shapefile的文件夹，在弹出菜单中，单击【新建】→【已Shapefile】，打开【创建新Shapefile】对话框。
（2）在【创建新Shapefile】对话框中，设置文件【名称】和【要素类型】。要素类型可以为点、折线、面、多点、多面体。
（3）单击【编辑】按钮，打开【空间参考属性】对话框，如图3. 1所示。此处可定义Shapefile 的坐标系统，系统默认为“Unkown"。
（4）单击【确定】按钮，完成新建Shapefile文件的操作，新创建的Shapefile文件出现在文件夹中。
图3. 1【空间参考属性】对话框
注意事项
a）在【创建新Shapefile】对话框中，选中复选框【坐标将包含M值。用于存储路径数据】表示Shapefile要存储表示路径的折线；选中复选框【坐标将包含Z值。用户存储3D数据】表示Shapefile将存储三维要素。
b）在ArcCatalog（或任何ArcGIS程序）中查看Shapefile文件时，将仅能看到一个代表Shapefile的文件，使用Windows资源管理器则可看到所有与Shapefile相关联的多个文件信息。复制、删除Shapefile时，建议在ArcCatalog中执行该操作。如果使用Windows资源管理器进行操作，请确保选择组成该Shapefile的所有文件。
opcns3.2.2 Coverage文件的创建
Coverage模型是地理关系型数据类型的代表。其主要特征是:
（1）空间数据与属性数据相结合。空间数据存储在二进制索引文件中，可使显示和访问最优化；属性数据存储在表格中，用二进制文件中的要素数目的行数来表示，并且属性和要素使用同一ID连接。
旧金山对日和约（2）矢量要素之间的拓扑关系也被存储。存储线的结点用以推算哪些线在哪些地方相连，同时还包含线的右侧及左侧有哪些多边形。
Coverage作为一个目录存储在计算机中，目录的名称即为Coverage的名称，Coverage的有序集合被称为工作空间。每个Coverage工作空间都有一个info数据库，存储在子目录info 文件夹下。Coverage文件夹中的每个*. adf文件都与info文件夹中的一对文件（* . dat和、.nit）关联。因此，切勿删除info文件夹，这样会损坏Coverage文件。
创建新Coverage文件时，可将其他Coverage文件作为模板。使用ArcToolbox中的【转为Coverage】工具输入一个或多个要素类可创建单个Coverage文件。组合数据时，将主Coverage 文件用做某项目中所有Coverage文件的模板是十分必要的，便于Coverage文件正确地叠加，
否则，不同Coverage文件中的相同要素（例如海岸线）可能无法对准。值得注意的是通过模板创建新Coverage文件时，模板Coverage文件的控制点、边界和坐标系信息将复制到新Coverage文件中。如果不使用模板，则必须向新Coverage文件中添加控制点，然后才能将要素添加到其中。向新Coverage文件中添加要素之前无须设置该Coverage文件的边界。创建Coverage文件的操作步骤如下:
（1）在ArcToolbox中，双击【转换工具】→【转为Coverage 】【要素类转Coverage】工具，打开【要素类转Coverage】对话框，如图3. 2所示。
吴文献事件图3. 2【要素类转Coverage】对话框
（2）在【要素类转Coverage】对话框中，输入【输入要素类】数据Shp. shp（位于“…
chp03\创建coverage \ data"），指定【输出Coverage】的保存路径和名称，【XY容差（可选）】C坐标间的最小距离）及【双精度（可选）】根据需要进行设置，如图3. 2所示。
（3）单击【确定】按钮，完成操作。
注意事项：如果有ArcInfo级别许可并安装了ArcInfo Workstation，可以直接新建Coverage 文件，但是由于Workstation目前使用较少，这里不再赘述。
3.2.3 Geodatabase的创建
在ArcGIS中，可以采用三种方式来创建地理数据库:
（1）设计并新建一个空的地理数据库。
（2）复制并修改现有地理数据库，随后向复制的地理数据库中加载数据集。
（3）创建完全复制于现有地理数据库的地理数据库。
文件和个人数据库可以通过以上方法建立，但是ArcSDE数据库须在安装对应的关系数据库管理系统并进行相关的配置以后，通过添加空间数据库连接的方式使用。
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1. 创建地理数据库
创建地理数据库的操作步骤如下:
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