《空间数据库原理与设计实验》教学大纲
Experiments of Principle and Design of Spatial Database
课程代码：BK076002学时： 16 学分：0.5
适用专业：空间课程性质：必修
撰稿人：李文杰审定人：葛平俱
实验课的性质与任务
空间数据库技术是地理信息技术的基础之一，是空间专业核心课程。配套的理论课程是《空间数据库原理与设计》（课程编号BK076001），本实验课程通过任务和问题设计及一系列的实验课程练习，将空间数据库的一般理论与数据库操作、应用技术和方法相结合，帮助学生进一步理解理论课程中所学的知识，强化运用空间数据库技术解决地理空间实际问题的能力。
二、实验目的与要求
通过工具软件的使用、空间概念和数据模型、空间数据库建库、空间数据库查询、空间数据库索引、空间数据库分析、空间数据库编程、空间数据库管理等实验项目，使学生掌握Oracle、ESRI ArcSDE、SQL Developer等空间数据库工具软件的使用、熟悉Oracle Spatial与ESRI GeoDatabase的空间数据存储格式、创建空间数据表、熟悉数据库结构化查询语言、学会创建空间索引、掌握使用PL/SQL语言创建和调用函数和存储过程的基本方法、掌握Oracle数据库处理事务的方法、熟悉空间数据库备份与恢复。
三、实验项目设置情况
序号 | 实验项目名称 | 学时 | 开出要求 | 实验项目类型 |
必做 | 选做 | 基础型 | 综合设计 | 研究创新 |
演示 | 验证 |
1 | 工具软件的使用 | 2 | Ö |
| | Ö | | |
2 | 空间概念和数据模型 | 2 | Ö |
|
| Ö |
|
|
3 | 空间数据库建库 | 2 | Ö | | | Ö | | |
4 | 空间数据库查询 | 2 | Ö | | | | Ö | |
5 | 空间数据库索引 | 2 | Ö | | | | Ö | |
6 | 空间数据库分析 | 2 | Ö | | | | Ö | |
7 | 空间数据库编程 | 2 | Ö | | | | Ö | |
8 | 空间数据库管理 | 2 | Ö | | | | Ö | |
四、各实验项目教学内容
实验项目一：工具软件的使用2学时
（一）实验目的要求
（1）熟悉Oracle数据库的启动和基本操作
（2）熟悉ESRI ArcSDE的启动和基本操作
（3）熟悉SQL Developer连接Arcsde数据库
（4）熟悉Oracle EM基本操作
（二）实验内容
1.启动SQL * Plus并简单操作
2.Oracle数据库的启动和停止
3.ArcSDE的启动和停止
4.SQL Developer连接Arcsde数据库
实验项目二：空间概念和数据模型2学时
（一）实验目的要求
（1）掌握Oracle Spatial与ESRI GeoDatabase的空间数据存储格式
（2）了解SDE系统表的含义。
（二）实验内容
1.创建空间数据表，分别查看Oracle Spatial与ESRI GeoDatabase的空间数据存储格式；
2.查看不同几何对象的存储格式。
实验项目三：空间数据库建库2学时
（一）实验目的要求
（1）掌握创建空间数据表的方法，学会空间数据的增、删、改、查的基本方式。
（二）实验内容
1.通过SQL * Plus创建不同几何对象的空间数据表；
2.手动录入空间数据，并对录入的数据进行修改等操作；
3.建立Catalog的点线面的数据，建立SQL * Plus的点线面。
实验项目四：空间数据库查询2学时
（一）实验目的要求
（1）熟悉数据库结构化查询语言；
（2）学会分析查询的代价，并通过修改SQL语句来降低查询代价。
（二）实验内容
实现以下SQL操作，查看和分析效果：
1.实现多表连接和嵌套查询，利用集函数对查询结果进行处理；
2.建立视图并查询视图，分析并写出采用视图消解法后查询语句；
3.分析功能相同的不同SQL语句的查询过程和效率。
实验项目五：空间数据库索引2学时
（一）实验目的要求
了解空间数据的索引机制，学会创建空间索引。
（二）实验内容
1.通过Catalog,给ESRI SDE数据创建空间索引；
2.通过SQL语句，给Oracle Spatial数据创建空间索引；
3.学会空间索引的管理，对比索引添加前后效率的提升，分析索引对查询优化的作用。
实验项目六：空间数据库分析2学时
（一）实验目的要求
掌握Oracle Spatial几何处理函数的使用，了解ArcSDE的SQL扩展模块。
（二）实验内容
1. Oracle Spatial几何处理函数的使用和分析；
2. ArcSDE扩展SQL包的使用和分析；
3.掌握几何处理函数的分类，掌握常用函数的使用方法。
实验项目七：空间数据库编程2学时
（一）实验目的要求
掌握使用PL/SQL语言创建和调用函数和存储过程的基本方法。
（二）实验内容
1.函数的编写及调用；
2.存储过程的编写及调用。
实验项目八：空间数据库管理2学时
（一）实验目的要求
（1）掌握Oracle数据库处理事务的方法；
（2）熟悉空间数据库备份与恢复。
（二）实验内容
1.Oracle数据库事务的提交与撤消；
2.Oracle数据库事务对锁的处理；
3.空间数据库备份与恢复。
五、实验报告要求
实验报告必须写清楚实验题目、实验要求、实验原理、实验过程（包括详细操作步骤和结果）。
六、课程考核方式及成绩评定
（一）考核方式
平时成绩：ð课堂提问//ð学习态度//ð课外资料收集整理//ð预习报告//Ö实验报告//ð其他；
结课后考试：ð笔试//Ö操作。
（二）课程成绩评定办法
由主讲教师对学生进行全面考核（实验态度和纪律、实验预习情况、实际操作能力、实验报告等）。按优、良、中、及格、不及格五级分制评定成绩，评分依据是：
实验预习和纪律（占20%）：包括实验态度；实验纪律执行遵守情况；实验预习准备情况等。
实验考核成绩（占30%）：包括对实验任务的完成情况；实际操作能力情况；实验过程中分析问题和解决问题的能力等。
实验报告成绩（占50%）：包括报告的正确性，实验记录的正确性和完整性情况，程序代码的独立设计和可行性等。
附：教学参考资料
1、选用的教材：
张宏，空间数据库实验教程，科学出版社，2013年4月，第一版。