第五章空间数据管理.

• 将数据的逻辑结构归 结为满足一定条件的 二维表，亦称关系。 • 表的行叫元组，相当 于一个记录，表的列 叫属性。
• 所有的元组都是同质 的，即有相同的属性 项。
多边形关系
边界关系
边界－结点关系
传统数据库与空间数据库的比较
传统数据库 数据连续性/相关性 实体类型/空间关系 记录长度 查询与操作 不连续 相关性小 少 简单固定 结构化 等长 文字、数字 空间数据库 连续 较强空间相关性 多 复杂且不固定 非结构化 不等长
描述数据内容和数据之间联系的工具， 是衡量数据库能力强弱的主要标志之一。
• 传统数据模型：
层次模型、网络模型、关系模型
• 面向对象模型：
一、传统数据模型
层次模型
以记录类型为结点的有向树。
原始地图E
层次模型
网络模型
将数据组织成有向图结构，结点代表数据记录， 连线描述不同结点数据间的关系。
网络模型
关系模型
文字数字 空间图形
二 、面向对象模型
基本概念
地理对象 属性—数据 行为—方法
1、对象：
• 含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据 和行为的统一体。（如一个城市、一棵树均可作为地 理对象。） • 具有一个唯一的标识，以表明其存在的独立性； • 具有一组描述特征的属性，以表明其在某一时刻的 状态——静态属性—数据； • 具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状 态。--作用、功能—函数、方法。
空间数据库特点：
1）数据量特别大； 2）数据种类多，复杂； 3）数据应用面相当广。
空间数据库管理系统：
1）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； 2）提供必须的空间数据查询、检索和存取功能； 3）能够空间数据进行有效的维护和更新的一套软 件系统。
§5.3 数据库模型
• 数据模型：
三、数据库管理系统
• DBMS：是处理数据库存取和各种管理控制的 软件；是DB的中心枢纽，与各部分有密切联 系。 • DBMS的功能：数据库定义、管理、维护、通 讯 • DBMS的组成：语言处理程序、系统运行控制 程序、建立和维护程序 • DBA：掌握数据库全面情况并作为数据库设 计和管理骨干的人；主要功能是建立和维护 数据。
§5.2 数据库与数据库管理系统
一、数据库的概念
• 概念： 是为一定目的服务，以特定的结构存储的相关 的数据集合。 • 特点： 数据集中控制 数据冗余度小 数据独立 复杂的数据模型 数据保护：安全性控制、完整性控制、并发控 制、故障 的发现和恢复
二、数据库的系统结构
• 基本结构
物理级：数据库最内的一层；是物理设备上 实际存储的数据集合；由物理模式描述。 概念级：数据库的逻辑表示，包括每个数据 的逻辑定义以及数据间的逻辑联系；由概念模 式定义。 用户级：用户所使用的数据库，是一个或几 个特定用户所使用的数据集合，是概念模型的 逻辑子集；用外模式定义。
2、类：共享同一属性和方法集的所有对象的集合。
如河流均具有共性，如名称、长度、流域面积等，
类
实例1
以及相同的操作方法，如查询、计算长度、求流
域面积等，因而可抽象为河流类。 河等。（真正抽象的河流不存在，只存在一个具体对象。如长江、黄 类是抽象的对象，是实例的组合，类、实例是相对的，类 和实例的关系为上下层关系。类---申请实例---成为具体 对象。 4、消息：对象之间的请求和协作。
多对多的联系(M：N)：对于集合A中的一个元 素ai。在集合B就存在一个子集B′＝(bj1， bj2…bjn)与之相联系。反过来，对于B集合中 的一个元素Bj在集合A中就有一个集合A′＝ (ai1,ai2,ai3…ain)与之相联系。
A
B
A
B
三、常用数据文件
文件的组织方式主要有：
• 顺序文件：对记录按主关键字的顺序进行 组织。 • 索引文件：除了存储记录本身（主文件） 以外，还建立若干索引表。 • 直接文件：也称随机文件，根据记录关键 字的值，通过某种转换方法得到一个物理 存储位置，然后把记录存储在该位置上。 • 倒排文件：带有辅索引的文件。
文件：是一给定类型的（逻辑）记录的全部具 体值的集合；用文件名标识；根据组织和存取 方法分为顺序文件、索引文件、直接文件和倒 排文件。 数据库：具有特定联系的数据的集合（多种类 型的记录集合）；是具有某种联系的文件集合。 （例如，一个GIS工程可能含有几千幅图，每幅 图可能有点、线、面多种数据文件和多种属性 表，因而一个GIS工程可作为一个空间数据库， 但他们可能涉及成千上万个文件。）
四、空间数据库管理系统
空间数据库：指GIS在计算机物理存储介质上存 储的与应用相关的地理空间数据的总和。 空间数据特征: 1）空间特征：一般需要建立空间索引。 2）非结构化特征：结构化的，即满足第一范式: 每条记录定长，且数据项是原子数据;而空间数 据数据项变长，对象包含一个或多个对象，需要 嵌套记录。 3）空间关系特征：拓扑数据给空间数据的一致 性和完整性维护增加了复杂性。 4）分类编码特征：一种地物类型对应一个属性 数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表 文件。 5）海量数据特征。
二、数据间的逻辑联系
• 数据间的逻辑联系主要指记录之间的联系。 • 数据间的逻辑联系 一对一的联系（1:1）：在集合A中存在一个元素 ai，则在集合B中有且仅有一个bj与之联系。
A B
A B
A
B
A
B
一对多的联系(1：N)：在集合A中存在一个ai,则 在集合B中存在一个子集B′＝(bj1， bj2…bjn)与 之联系。
第五章 空间数据管理
靖娟利制作/04/9
主要内容
数据与数据文件 数据库与数据库管理系统 空间数据库模型 空间数据库设计 空间数据库建立与维护
§5.1 数据与数据文件
一、数据组织的分级
数据组织的层次 按逻辑单位分级：数据项、记录、文件和数据库。 按物理单位分级：比特、字节、字、块、桶和卷。 数据库中的数据组织 数据项：定义数据的最小单位，也叫基本项、字 段等；有一定的取值范围，即域；可以是数值、字 母、字母数字、汉字等形式。 记录：由若干相关联的数据项组成，是处理和存 储信息的基本单位；有“型”和“值”的区别；每 个记录有唯一的标识符（关键字）。