地理信息系统空间数据库资料
83页1、第四章 地理信息系统空间数据库,第1节 空间数据库概述 第2节 传统的数据模型 第3节 语义和面向对象数据模型 第4节 空间数据库逻辑模型设计和物理设计 第5节 GIS空间时态数据库,主要内容,第一节 空间数据库概述,1. 数据库的相关概念 数据库:是指长期储存在计算机内有结构的、大量的、可共享的数据集合。 数据库管理系统:是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件;他的功能包括:数据定义,数据操作,数据库的运行管理,数据库的建立和维护。 数据库系统:指在计算机系统中引入数据库后的系统,它由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。 数据库系统管理员: 负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。,一、空间数据库的概念,第一节 空间数据库概述,2. 空间数据库的相关概念 空间数据库:是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合,以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 空间数据库(系统)组成: 空间数据库:是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合,一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。
2、空间数据库管理系统:是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义,提供必需的空间数据查询检索和存取功能,以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件。 数据库应用系统:应用模块。,第一节 空间数据库概述,常规数据库管理系统扩展:直接对常规数据库管理系统进行扩展,加入一定数量的空间数据存储与管理功能。 例如:Oracle 空间数据库引擎(SDE: Spatial Database Engine):在常规数据库管理系统上加一层空间数据库引擎,实现空间数据的存储与管理。 例如:ESRI的SDE,3、空间数据库管理系统的实现方法,空间数据库管理系统是建立在常规数据库管理系统的基础上,实现对空间数据的管理功能。,第一节 空间数据库概述,1. 空间数据库的设计过程,这一过程一般需要两步 人类对客体的认识、抽象,建立概念模型。 将概念模型转换为计算机能够接受的形式,即数据模型。,就是将地理空间客体按一定的组织形式,在数据库系统中加以表达的过程。,二、 空间数据库的设计,第一节 空间数据库概述,地理空间是一个三维空间,有四个基本实体 点实体 线实体 面实体 体实体,地理空间的认知,
3、 地理空间实体(客体),第一节 空间数据库概述, 地理空间实体间的联系,第一节 空间数据库概述,能够对空间数据进行统一管理 帮助用户查询、检索、增加删除和修改数据 保障空间数据的独立性、完整性、和安全性,2. 空间数据库的数据模型设计,数据模型建立的目的 揭示空间实体的本质特征,并对其进行抽象化,使之转化为计算机能够接受和处理的数据形式。,第一节 空间数据库概述,实际上是现实世界到机器世界的一个中间层。概念模型用于信息世界的建模,是现实世界到信息世界的第一层抽象,是设计人员的有力工具。,(1)概念模型,第一节 空间数据库概述,(1) 实体(Entity):客观存在并可相互区别的事物 (2) 属性(Attribute):实体所具有的某一特性 (3) 码(Key):唯一标识实体的属性集 (4) 域(Domain):属性的取值范围 (5) 实体型(Entity Type):具有相同属性的实体必然有共同的特征和性质 (6) 实体集(Entity Set):同型实体的集合 (7) 联系(Relationship):不同实体集之间的联系,信息世界中的基本概念,第一节 空间数据库概述, 一对一联系(
4、1:1) 一对多联系(1:n)。 多对多联系(m : n),注意: E-R图仅仅是对现实世界描述的一种工具,仅能建立概念模型(信息模型),不能在计算机上直接实现。,两个实体之间的联系可分为以下三类,第一节 空间数据库概述,层 次 模 型 网 状 模 型 关 系 模 型 面 向 对 象 模 型,(2)数据模型,常用数据模型种类,第一节 空间数据库概述,设计原则: 尽量减少空间数据存储冗余; 提供稳定的空间数据结构,在用户的需要改变时,数据结构能够做出相应的变化; 满足用户对空间数据及时访问的需求,高效提供用户所需的空间数据查询结果; 在空间元素间维持复杂的联系,反映空间数据的复杂性; 支持多种决策需要,具有较强的应用适应性。,3. 空间数据库设计的原则、步骤和技术方法,第一节 空间数据库概述,第一步 需求分析 第二步 概念设计 第三步 逻辑设计 第四步 物理设计 第五步 数据库的实施和维护,设计步骤,第一节 空间数据库概述,明白即将开发的GIS所支持的各种功能; 了解系统要求的数据内容和行为; 了解数据之间的关系和优先次序,这些信息有利于制定数据库的开发实施计划。 了解数据库和GIS的整
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