【学习课件】第四章_空间数据库
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空间数据库的第四章讲稿-PPT课件
面向对象的概念（核心概念）
（五）类和实例(CIass、Instance) 类是对具有共同特征的一组对象的抽象，具有相同的属性类型、消息接 口和方法定义的所有对象构成一个类。类中的一个具体对象称为其所属类的 一个实例，每个实例具有各自不同的状态（属性值）。类有三种主要类型： 1、抽象类(AbstractClass)：不能创建对象，只能作为父类。 2、伴随类（CoClass)：可创建类。可直接创建新对象或实例化。 3、类(Class)：可实例化类。不能直接创建新对象，但在其他类的属性 中可创建它的对象，可以被另一个类的对象实例化，可以被其他类引用，是
面向对象数据模型
一个空间类（非基本类）的实例可以作为元件类实例，聚合成另一 个不同类型空间类的实例。聚合与引用关系表达了类与类之间的横向构 成关系，构成了空间数据库的类复合等级结构。一个复杂的空间对象由 多个其他的空间对象组成，如交通网络由交叉路口、服务设施、道路等 组成。图4-3为复合引用与弱引用举例：
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面向对象空间数据模型 （应用问题描述）
一、数据 应用涉及行政区划、城市间路网和土地使用三类数据。 抽象为七个专题： （一）行政区划 行政区域的层次结构划分为国家、省和县三层。 抽象为三个专题： 1、国家country（国家名name，几何属性geometry） 2、省province（省名name，几何属性geometry） 3、县county（县名name，人口population，几何属 性geometry）
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面向对象数据模型
一、对象与封装性（encapsulation） 每个概念实体模型化为一个对象，一个对象由描 述该对象状态的一组属性数据和表达其行为的一组方 法组成，是属性数据和行为的统一体。 一个对象object可定义成一个三元组：
地理信息系统空间数据库PPT
用户需求分析方法： ❖现状调查 ❖调查内容的组织的分析
第一节 空间数据库概述
用户需求分析过程
现状调查：通过实际调查了解用户的现状及要求 调查内容的组织的分析：对调查的结果进行整理、分析和组织，并提交 报告及图件。包括： 现有机构的组织结构图 软件、硬件资源表 专业人员清单 部门功能清单 数据来源清单
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。 ➢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。
易于转换 关系、 网状、层次
E-R图
第一节 空间数据库概述
信息世界中的基本概念
(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
机器世界 DBMS支持的数据模型
现实世界中客观实体的抽象过程
第一节 空间数据库概述
地理空间的认知 ① 地理空间实体（客体）
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
第一节 空间数据库概述
第一节 空间数据库概述
用户需求分析过程
现状调查：通过实际调查了解用户的现状及要求 调查内容的组织的分析：对调查的结果进行整理、分析和组织，并提交 报告及图件。包括： 现有机构的组织结构图 软件、硬件资源表 专业人员清单 部门功能清单 数据来源清单
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。 ➢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。
易于转换 关系、 网状、层次
E-R图
第一节 空间数据库概述
信息世界中的基本概念
(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
机器世界 DBMS支持的数据模型
现实世界中客观实体的抽象过程
第一节 空间数据库概述
地理空间的认知 ① 地理空间实体（客体）
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
第一节 空间数据库概述
空间数据库PPT课件
空间概念和数据模型
• 数据抽象和数据建模 • 空间信息模型
– 概念模型 – 基于场的模型 – 基于对象的模型
• 空间数据类型、空间对象关系 • 两种拓扑关系代数：9IM，RCC
2021
1
数据库设计的三个步骤
• 概念模型
– 按用户的观点从现实应用中抽象出事物以及 事物之间的联系
• 逻辑建模
– 建立概念和联系的逻辑结构
– 联系：表达实体间的关联
• 一对一、一对多、多对多
2021
7
E-R图
姓名 学号 系别 课程名 先修课 主讲老师
学生 选修
实体
联系 成绩
2021
课程
属性
8
面向对象模型
• 现实世界被看作若干对象类（class），由属性 （attribute）来描述性质，方法（method）来 描述行为，通过关系（relationship）互相关联
2021
37
度量空间
• 设X是一个非空集合，如果已知X中任何一对元 素x,y，均给定一个实数d(x,y)与之对应，而且 满足下列条件
– d(x,y)>=0（非负）； – d(x,y)=0x=y（到自身距离为0）； – d(x,y)=d(y,x)（对称）； – d(x,y)<=d(x,z)+d(z,y)（三角不等式）
– 类：现实中具有相同性质的对象的封装
– 属性：描述对象的性质
– 方法：修改对象的状态，体现对象的功能
– 关系：类之间的关联
• 聚合aggregation：整体-部分关系 • 泛化generalization：一般-特殊关系 • 关联association：其它关系
2021
9
category name
• 数据抽象和数据建模 • 空间信息模型
– 概念模型 – 基于场的模型 – 基于对象的模型
• 空间数据类型、空间对象关系 • 两种拓扑关系代数：9IM，RCC
2021
1
数据库设计的三个步骤
• 概念模型
– 按用户的观点从现实应用中抽象出事物以及 事物之间的联系
• 逻辑建模
– 建立概念和联系的逻辑结构
– 联系：表达实体间的关联
• 一对一、一对多、多对多
2021
7
E-R图
姓名 学号 系别 课程名 先修课 主讲老师
学生 选修
实体
联系 成绩
2021
课程
属性
8
面向对象模型
• 现实世界被看作若干对象类（class），由属性 （attribute）来描述性质，方法（method）来 描述行为，通过关系（relationship）互相关联
2021
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度量空间
• 设X是一个非空集合，如果已知X中任何一对元 素x,y，均给定一个实数d(x,y)与之对应，而且 满足下列条件
– d(x,y)>=0（非负）； – d(x,y)=0x=y（到自身距离为0）； – d(x,y)=d(y,x)（对称）； – d(x,y)<=d(x,z)+d(z,y)（三角不等式）
– 类：现实中具有相同性质的对象的封装
– 属性：描述对象的性质
– 方法：修改对象的状态，体现对象的功能
– 关系：类之间的关联
• 聚合aggregation：整体-部分关系 • 泛化generalization：一般-特殊关系 • 关联association：其它关系
2021
9
category name
地理信息系统空间数据库
三、关系模型
用二维表来表达实体和实体之间的联系。使得设 计、操纵较为容易。
四、三种传统数据模型的比较
§4.3 空间数据库概念模型设计 —语义模型和面向对象模型
• 传统数据模型的弱点： （1）以记录为基础的结构不能很好面向用户
传统模型－记录；现实世界－事务、实体。有时不对应。
（2）不能以自然对象（Object)：实体的抽象（基本元素），封装了数据和操作集 的实体。
• 消息（Message）：请求 对象执行某一操作或回答 某些信息的要求。
• 类：描述一组对象的共同特征。类和实体是抽象与具 体的关系。
3. 对象的性质
• 封装：
• 继承：某类对象可以自然地拥有另一类对象的某些特 征和功能。不必重复实现，减少代码。
2. 概念模型（空间特征，关系描述）
（1）空间特征：点、线、面、体四种基本类型； （2）实体在空间、时间、属性三方面存在联系： • 空间联系：空间位置、分布、关系、运动等； • 时间联系：客体随时间变化，可构成时态数据库； • 属性关系：属性多级分类中的从属关系、聚类关系、相
关关系。
3. 空间数据库的数据模型设计
层次、网状显式地描述关系，但不自然；关系模型联系隐 含，必须检索全部记录才能确定。
（3）语义贫乏
用单一结构描述描述“交互”、“从属”、“构成”等众 多联系，语义上无法区别。
（4）数据类型太少
只提供常用的简单数据类型，不能自定义新的数据类型。
一、语义数据模型
－实体联系模型（E –R模型）
• 提供三种语义概念：
（1）实体：客观存在的起独立作用的客体。 （2）联系：实体间的相互作用或对应关
系:1:1,1:N,M:N, （3）属性：对实体和联系特征的描述。
《空间数据库》PPT课件
学号 课程号 系名 002312 系名 A01 教师数
课程号 课程名 周学时 学分 系名 教师数 学生数 A01系名 GIS 教师数 4 学生数 5 研究生
网络数据库模型的优、缺点
优点：
能明确而方便地表示数据间的复杂关系。 数据加了用户查询和定位的困难。 需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大。 数据的修改不方便（指针必须修改）。
关系数据库模型
关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利
地图
M
Ⅰ
Ⅱ
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
Ⅰ 多边形 Ⅱ a c b e c f d g
点 1 x1 x2 x3 x4 x5 x6 y1 y2 y3 y4 t5 y6
Ⅰ 线 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ
a b c d e f g
层次数据库模型
它的特点是将数据组 织成一对多关系的结 构。 层次结构采用关键字 来访问其中每一层次 的每一部分。 层次数据库结构特别 适用于文献目录、土 壤分类、部门机构等 分级数据的组织。
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
M
Ⅰ
Ⅱ
a 1 2 2
b 3 3
c 4 4
d 1 3
非结构化特征：在当前通用的关系数据库管理系统中，数据记录 分类编码特征：一般而言，每一个空间对象都有一个分类编码， 海量数据特征：空间数据库的数据量比一般的通用数据库要大得 应用面广的特征：GIS数据应用于地理研究、环境保护、土地利
标准DBMS存储空间数据的局限性
第四章 空间数据库
4 点-线查询 查询某点实体一定范围内的线实体。步骤
： (1)激活点图层，选择一个点
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(2)SQL查询 激活线图层，输入查询条件
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5 线-线查询
查询与某个线实体相连的其他线实体。步骤：
(1)激活线图层，选择一条线
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本次您浏览到是第十三页，共四十三页。
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网状模型用连接指令或指针来确定数据间的显 式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方 式 。网络模型将数据组织成有向图结构，结构 中结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间 的关系。
存在以下问题：1）结构复杂，增加了用户查询 和定位的困难。要求用户熟悉数据的逻辑结构， 知道自身所处的位置。（2）网状数据操作命令 具有过程式性质（3）不直接支持对于层次结构 的表达。
(2)SQL查询
输入查条件
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6 面-线查询 查询经过某个面实体的线实体。步骤：
(1)激活面图层，选择一个面
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(2)SQL查询 激活线图层，输入查询条件
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7 点-面查询
查询某个点实体被包含在哪个面实体内部。 步骤： (1)激活点图层，选择一个点
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点、线、面实体相互关系的9种查询： 1 点-点查询
查询某点实体给定距离范围内的其他点 实体。如200km。步骤： (1)激活点图层，选择一个点
本次您浏览到是第二十五页，共四十三页。
(2)SQL查询（200km以内的其他点）
04 空间数据库
空间数据库的设计，实质是将地理空间实体以一定的组织形式 在数据库系统中加以表达的过程，也就是GIS中的空间实体建 立数据模型的过程。 数据库的数据模型：包括数据库的数据结构、操作集合和完整 性约束规则集合等。
1.2 空间数据库的设计
GIS空间数据库的设计经历： 现实世界 信息世界 计算机世界
类：河流 实例：岷江
2.2 面向对象的数据模型
继承及类之间的层次关系
继承：是现实世界中对象之间的一种独特关系，它使得某类 对象可以自然地拥有另外一类对象的某些特征和功能。 类的继承性，可以对象之间某些相同或相似的特征和功能不 需重复实现，通过继承而实现相互借用和共享。
继承可分类为：单继承和多继承
曲线对象类 曲面对象类 基类（超类）
04 空间数据库
—— 空间数据的存储和管理方法
04 GIS空间数据库
1 空间数据库概述 2 空间数据库概念模型设计 3 空间数据库逻辑模型设计 4 空间数据库物理设计 5 空间数据查询 6 空间数据库索引
7 空间元数据
8 空间数据库引擎 9 空间时态数据库
04 GIS空间数据库
1 空间数据库概述 2 空间数据库概念模型设计 3 空间数据库逻辑模型设计 4 空间数据库物理设计 5 空间数据查询 6 空间数据库索引 7 空间元数据 8 空间数据库引擎 9 空间时态数据库
自定义完整性：某一具体约束条件
3.1 关系型数据模型
空间数据库关系数据模型的逻辑设计
空间数据库关系模式的构造：就是点、线、面等空间实体特征以关系 模式加以表达和组织。关系数据库的规范化理论是设计的有力工具。
数据依赖：依赖于值域元素语义的限制、依赖于值的相等与否的限制 函数依赖：属性(集合)X的值对属性(集合)Y的值的依赖性，关键字决定依 赖、完全函数依赖、传递函数依赖、多值依赖 范 式：关系满足某种规范化的形式，以对关系属性之间存在的多种多 样函数依赖性的描述和约束。目前，关系模型以后6种关系范式。 其思想是：逐步消除数据依赖中的不合理部分，使模式中的各 个关系达到某种类型的分离，使得一个关系描述一个概念。
《空间数据库》PPT课件_OK
2021/8/21
27
性一体化存储
• 空间数据、属性数据及空间索引都存储在一个表中
2021/8/21
28
用RDBMS管理空间数据
2021/8/21
29
p的数据组织
• 根据不同的需求，以及数据的不同特点，选择合适 • 不同的数据集具有不同的数据结构。
2021/8/21
30
各种类型的数据集
2021/8/21
GIS数据库的特征（2）
2021/8/21
16
标准DBMS存储空间数据的局限性
2021/8/21
17
GIS中空间数据库的组织形式
• 混合结构模型 • 扩展结构模型 • 统一数据模型
2021/8/21
18
属性数据存储在常规RDBMS上，数据存储和检索比较可靠、有效；
空间数据存储在空间数据管理系统中，功能较弱，特别是在数据的安 全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多。
– 2、记录：由若干相关联的数据项组成。
– 3、文件：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体 值的集合。
– 4、数据库：是比文件更大的数据组织。数据库是具有 特定联系的数据的集合，也可以看成是具有特定联系 的多种类型的记录的集合。数据库的内部构造是文件 的集合，这些文件之间存在某种联系，不能孤立存在。
GIS数据库的特征（1）
• 空间特征：是空间数据最主要的特征，它描述空间物体的位置、形 • 抽象特征：空间数据描述的是真实世界所具有的综合特征，非常复 • 空间关系特征：空间数据除了空间坐标隐含了空间分布关系外，空 • 多尺度与多态性：不同观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地
2021/8/21
15
《空间数据库》课件
数据输入/输出
1
数据采集
通过GPS、人工控制等方式，采集野外原始空间数据。
2
数据处理
使用专业软件系统对采集得到的数据进行处理、分析和清理，消除数据异常和重 复。
3
数据输出
数据输出常见形式有数字地图、地理信息服务、数据库输出和在线信息系统等。
常见的空间分析
空间查询分析
对空间数据进行分类和查询，并进行高效 的检索和分析。
空间数据的重要性
空间数据是现代科学技术、经济社会发展、国土管理和安全国防建设等领域的重要数据之一。
空间数据的存储基础
硬盘和服务器
使用大容量数据硬盘和服务器进行存储，常规 的备份和恢复策略推荐。
光盘和存储架
可以使用CD和DVD存储光盘对空间数据库进行 数据备份，并使用存储架进行物理存储。
云存储服务
基于云架构进行空间数据的备份和存储，灵活 度高且成本低。
空间模型分析
对空间系统进行模拟和仿真，提炼空间数 据共性和相关性。
空间统计分析
对空间数据进行空间查询和统计分析，为 计算空间数据相关性提供基础。
空间可视化分析
通过数字地图、可视化工具实现对空间数 据的视觉化分析，并提高数据分析效能。
空间数据库应用案例
城市规划
通过地图分析，实现城市规划的数据管理和决 策支持。
《空间数据库》PPT课件
欢迎来到《空间数据库》课程！本课程将为您详细介绍空间数据的定义、分 类及其在存储和分析中的应用。
什么是空间数据？
空间数据的定义
空间数据是指带有空间位置和属性信息的数据，通常表达在地理坐标系或投影坐标系中。
空间数据的分类
空间数据可以分为矢量数据、栅格数据和基础数据，每种数据类型都有其独特的表达方式和 适用范围。
第四章-空间数据库
1 2 3 4 5
x
26.7 28.4 46.1 31.3 68.4
y
23.5 46.5 42.5 45.6 38.7
地 图
M
Ⅰ
Ⅱ
2 a 1
b Ⅰ d c 4
3
e Ⅱ g
5 f
M
多 形 边
Ⅰ Ⅱ
点
a c b e c f d g
1 2 3 4
x1 x2 x3 x4 x5 x6
y1 y2 y3 y4 t5 y6
学校名称 西北大学
系名 教师数 学生数 研究生 系名 教师数 学生数 研究生 城资系 系名 52 教师数 300 学生数 70 研究生 49 257 71 地质系 化学系
学号 姓名 年级 籍贯 系名 教师数 学生数 002312 系名 张三 教师数 3 学生数广东 研究生
教师号 姓名 年龄 职称 系名 教师数 学生数 66 系名 李四 教师数 30 学生数教授 研究生
数据库技术是20世纪 年代初开始发展起来的一 数据库技术是 世纪60年代初开始发展起来的一 世纪 门数据管理自动化的综合性新技术。 门数据管理自动化的综合性新技术。 一、数据库 数据库： 为了一定的目的 ， 在计算机系统中以特定的 数据库 ： 为了一定的目的， 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 空间数据库： 即地理信息系统的数据库， 空间数据库 ： 即地理信息系统的数据库 ， 是某区域内 关于一定地理要素特征的数据集合。 关于一定地理要素特征的数据集合。
1、计算机对数据的管理阶段
经过了三个阶段 ： 程序管理阶段 文件管理阶段 数据库管理阶段
（1）程序管理阶段 变量赋值、运算、输出均在一个程序中进行，值变程 序就变。 如：add.c #include “stdio.h” main() { int a,b,c; a=3; b=5; c=a+b; printf(“c=%d\n”,c); } 编译后生成add.exe。
x
26.7 28.4 46.1 31.3 68.4
y
23.5 46.5 42.5 45.6 38.7
地 图
M
Ⅰ
Ⅱ
2 a 1
b Ⅰ d c 4
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多 形 边
Ⅰ Ⅱ
点
a c b e c f d g
1 2 3 4
x1 x2 x3 x4 x5 x6
y1 y2 y3 y4 t5 y6
学校名称 西北大学
系名 教师数 学生数 研究生 系名 教师数 学生数 研究生 城资系 系名 52 教师数 300 学生数 70 研究生 49 257 71 地质系 化学系
学号 姓名 年级 籍贯 系名 教师数 学生数 002312 系名 张三 教师数 3 学生数广东 研究生
教师号 姓名 年龄 职称 系名 教师数 学生数 66 系名 李四 教师数 30 学生数教授 研究生
数据库技术是20世纪 年代初开始发展起来的一 数据库技术是 世纪60年代初开始发展起来的一 世纪 门数据管理自动化的综合性新技术。 门数据管理自动化的综合性新技术。 一、数据库 数据库： 为了一定的目的 ， 在计算机系统中以特定的 数据库 ： 为了一定的目的， 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 空间数据库： 即地理信息系统的数据库， 空间数据库 ： 即地理信息系统的数据库 ， 是某区域内 关于一定地理要素特征的数据集合。 关于一定地理要素特征的数据集合。
1、计算机对数据的管理阶段
经过了三个阶段 ： 程序管理阶段 文件管理阶段 数据库管理阶段
（1）程序管理阶段 变量赋值、运算、输出均在一个程序中进行，值变程 序就变。 如：add.c #include “stdio.h” main() { int a,b,c; a=3; b=5; c=a+b; printf(“c=%d\n”,c); } 编译后生成add.exe。
GIS第四章地理信息系统空间数据库 ppt课件
二、空间数据库系统由哪几部分组成？ 三、空间数据库设计的基本过程是什么？ 四、空间数据库如何加以实现和维护？
PPT课件
4
第一节 空间数据库概述
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和，以一系列特定 结构的文件形式组织后存储在介质上。
PPT课件
5
第一节 空间数据库概述
空间数据库设计最终归结为空间数据模型设计。
PPT课件
14
空间数据设计的过程和步骤
需求分析
概念设计
逻辑设计
物理设计
数据库
地理现象 和过程
现实世界
数据库的 概念模型
信息世界
数据库的 逻辑模型
数据库的 存储模型
计算机世界
PPT课件
15
1、空间数据库设计步骤：
（1）需求分析：系统分析特定的专业应用需求。 （2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表 达出来。概念模型是对现实世界的抽象。主要描述数据及其 之间的语义关系。如实体-联系模型、面向对象数据模型。
PPT课件
20
四、 空间数据库的实现和维护
3、空间数据库的运行和维护 维护空间数据库的安全性和完整性 监测并改善数据库性能 增加新的功能 修改错误
PPT课件
21
内容小结
一、数据管理技术发展阶段 二、空间数据库系统的组 三、空间数据库的设计 四、空间数据库的实现和维护
第四章 地理信息系统空间数据库
PPT课件
1
第四章 地理信息系统空间数据库
第一节 空间数据库概述
第二节 空间数据库概念模型设计
第三节 空间数据库逻辑模型设计
第四节 空间数据库的物理设计
PPT课件
4
第一节 空间数据库概述
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和，以一系列特定 结构的文件形式组织后存储在介质上。
PPT课件
5
第一节 空间数据库概述
空间数据库设计最终归结为空间数据模型设计。
PPT课件
14
空间数据设计的过程和步骤
需求分析
概念设计
逻辑设计
物理设计
数据库
地理现象 和过程
现实世界
数据库的 概念模型
信息世界
数据库的 逻辑模型
数据库的 存储模型
计算机世界
PPT课件
15
1、空间数据库设计步骤：
（1）需求分析：系统分析特定的专业应用需求。 （2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表 达出来。概念模型是对现实世界的抽象。主要描述数据及其 之间的语义关系。如实体-联系模型、面向对象数据模型。
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四、 空间数据库的实现和维护
3、空间数据库的运行和维护 维护空间数据库的安全性和完整性 监测并改善数据库性能 增加新的功能 修改错误
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内容小结
一、数据管理技术发展阶段 二、空间数据库系统的组 三、空间数据库的设计 四、空间数据库的实现和维护
第四章 地理信息系统空间数据库
PPT课件
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第四章 地理信息系统空间数据库
第一节 空间数据库概述
第二节 空间数据库概念模型设计
第三节 空间数据库逻辑模型设计
第四节 空间数据库的物理设计
第四章空间数据库优品ppt
网状模型
q 优点： v 可以描述多对多关系； v存取效率较高。
q 缺点： v 结构复杂； v缺乏完整性约束。
层次模型与网络模型相比较
图1
网络模型实例
E
图2
关系模型
q基本组成是一张二维表，一个数据库则由许多个 有一定关系的表组系模型实例
关系模型
优点：
网状模型
限制条件： （1）允许一个以上的结点无双亲； （2）一个结点可以有多个双亲。
网状模型
E
网状模型实例
（1）允许一个以上的结点无双亲； 限制条件： 基本组成是一张二维表，一个数据库则由许多个有一定关系的表组成。 空间数据库管理系统:能够定义、查询、检索和维护地理空间数据 空间数据库应用系统：由空间分析模型和应用模型组成 层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。 空间数据库管理系统:能够定义、查询、检索和维护地理空间数据 难以表示多对多的关系及实体之间的拓扑关系； 三种常用的传统数据模型比较 难以表示多对多的关系及实体之间的拓扑关系； 反映了现实世界实体之间的层次关系。 限制条件： 反映了现实世界实体之间的层次关系。 反映了现实世界实体之间的层次关系。 反映了现实世界实体之间的层次关系。 可以描述多对多关系； 空间数据库:指地理信息系统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。
E
层次模型实例
多对多联系分解方法
S# SN SS m
S-C n
C# CN
S# SN SS C# CN C# CN S# SN SS
S# SN SS C# CN
V.C
V.S
层次模型
q 优点： v 较简单； v 反映了现实世界实体之间的层次关系。
q 缺点： v 难以表示多对多的关系及实体之间的拓扑关系； v 导致数据冗余。
第4章：空间数据库1
1 2 2 3 3 4 4 1 3 43 5 5 6 6 4
层次模型
优点：存取方便、容易理解等。 缺点：结构呆板、要保留大量的索引 文件、数据冗余。
2、网络模型
网络模型 用连接指令或指针来确 定数据间的显式连接关系，且具有多 对多类型的数据组织方法。
网络模型
2 b3e 5
M
a
Ⅰc
Ⅱf
1
d
g
4
6
域 : 一个值系列（如某一产业）。 记录 : 数据库表中的一行或多行（如 产业构成）。
关系模型
关键字段
关键字段是用来访问表中记录的 被特殊定义的字段。它可由单个 属性或一系列属性组成。关键字 段是独一无二的，并且是不能重 复使用的（如土地编号和土地代 号等）。
关系模型
关系数据库表的规则
1、表中的每一个属性必须有一个唯一的 名字。 2、行的顺序不是重要的影响因素。 3、任意两个记录(行)不能完全相同。 4、每一个属性应仅包含一个值。
学生和课程之间的关系 选课关系（学号，课程号，成绩）
关系模型的数据操纵与完整性约束
2. 关系模型的数据操纵与完整性约束
数据操纵主要包括查询、插入、删除和修改数据， 这些操作必须满足关系的完整性约束条件，即实 体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
在非关系模型中，操作对象是单个记录，而关系 模型中的数据操作是集合操作，操作对象和操作 结果都是关系，即若干元组的集合；
计算机
信息
D（系别关系）
DEPT 所在系 计算机
信息 自动化
ADDR 地址 1号楼
1号楼 2号楼
3. 用 户 定 义 完 整 性 （ User-defined Integrity）
《地理信息技术应用》最新备课课件：4-GIS空间数据库
1)采用标准DBMS存储空间数据的主要问题 ➢GIS中空间数据记录是变长的，且要存储和维护空间 数据拓扑关系； ➢DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包 含、叠加等基本操作。 ➢GIS需要一些复杂的图形功能，一般的DBMS不能支 持；
➢地理信息是复杂的，单个地理实体的表达需要多个文 件、多条记录、或许包括大地网、特征坐标、拓扑关系、 空间特征量测值、属性数据的关键字以及非空间专题属 性等； ➢具有高度内部联系的GIS数据记录需要更复杂的安全 性维护系统。
存储在计算机环境中的相互关联的数据集
在这样的环境中，数据是永久的，也就是说 它可以幸免于软件和硬件的问题（除非是磁盘 崩溃）。
大数据卷和持久性是数据库最大的两个特点。
一个简单的数据库系统环境
Application programs/queries
Software to process queries Software to access stored data
④ 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析 功能的数据库系统。
2.数据库的数据与文件组织分级
数据项 数据项是可以定义数据的最小单位，也叫元素、基本项、 字段等，数据项与现实世界实体的属性相对应，数据项 有一定的取值范围，称为域，域以外的任何值对该数据 项都是无意义的。 记录 记录是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，是关于一个实体的数据总和，构成该记录 的数据项表示实体的若干属性。为了唯一标识每个记录， 就必须有记录标识符，也叫关键字。记录标识符一般由 记录中的第一个数据项担任，唯一标识记录的关键字称 主关键字，其它标识记录的关键字称为辅关键字。
DBMS
Stored database
Stored database definition metadata