空间数据库-空间数据库-吴信才 PPT课件
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空间数据库设计PPT课件
子类的一个很重要的特征是继承，子类继承超类的所有抽象 。
从一个类产生其子类的操作称为特化，反过来，从类产生超 类的操作成泛化。特化和泛化互为反操作。
另外，同一实体类型若干子类之间可能相交，也可能不相交 ，这取决于子类本身的定义。
土地利用
建筑物
d
o
图斑 线状地物 零星地物
住宅
农庄
精品课件
22
3）ER模型的操作：在利用ER模型进行数据设计 时，常常要对ER图进行各种变换，即ER模型的 操作。这些操作包括实体类型、联系类型各种 属性的分裂与合并、增加与删除、转位等。
精品课件
39
假设Li（i=1，2，…，n）为任一数据层，则一幅 完整的地图。L=L1∪L2 ∪…∪Ln，数据层L数据分层可以按①专题，②时间，③垂直高度等 方式来划分。
• 专题分层就是根据一定的目的和分类指标对底图 上专题要素进行分类，按类设层，每类作为一个 图层，对每一个图层赋予一个图层名。分类可以 从性质、用途、形状、尺度、色彩等五个方面因 素考虑。
一、空间数据库设计概念
• 数据库设计：
– 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最 优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之 能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求 （信息要求和处理要求）
• 空间数据库设计：
– 空间数据库的设计是指在现在数据库管理系统的基 础上建立空间数据库的整个过程
精品课件
16
精品课件
17
ER模型（ Entity Relationship Model）
ER模型即实体联系模型，它是概念设计的主要方法 和最常用的表达形式。
ER模型可以形象地用图表表示，称为ER图。 在ER图中，以矩形框表示实体类型，用椭圆表示实 体类型和联系类型的属性，所有类型和属性都以相应 的名称记入框内。联系类型和相关实体类型间以直线 相连，并在直线的两端标明联系的种类（?）。
从一个类产生其子类的操作称为特化，反过来，从类产生超 类的操作成泛化。特化和泛化互为反操作。
另外，同一实体类型若干子类之间可能相交，也可能不相交 ，这取决于子类本身的定义。
土地利用
建筑物
d
o
图斑 线状地物 零星地物
住宅
农庄
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3）ER模型的操作：在利用ER模型进行数据设计 时，常常要对ER图进行各种变换，即ER模型的 操作。这些操作包括实体类型、联系类型各种 属性的分裂与合并、增加与删除、转位等。
精品课件
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假设Li（i=1，2，…，n）为任一数据层，则一幅 完整的地图。L=L1∪L2 ∪…∪Ln，数据层L数据分层可以按①专题，②时间，③垂直高度等 方式来划分。
• 专题分层就是根据一定的目的和分类指标对底图 上专题要素进行分类，按类设层，每类作为一个 图层，对每一个图层赋予一个图层名。分类可以 从性质、用途、形状、尺度、色彩等五个方面因 素考虑。
一、空间数据库设计概念
• 数据库设计：
– 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最 优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之 能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求 （信息要求和处理要求）
• 空间数据库设计：
– 空间数据库的设计是指在现在数据库管理系统的基 础上建立空间数据库的整个过程
精品课件
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ER模型（ Entity Relationship Model）
ER模型即实体联系模型，它是概念设计的主要方法 和最常用的表达形式。
ER模型可以形象地用图表表示，称为ER图。 在ER图中，以矩形框表示实体类型，用椭圆表示实 体类型和联系类型的属性，所有类型和属性都以相应 的名称记入框内。联系类型和相关实体类型间以直线 相连，并在直线的两端标明联系的种类（?）。
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
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category name
空间数据库体系结构 PPT课件
统集成环境
间 数
数 据
据
访
库
问
应用程序API
引
对
擎
象
操作 系统
库空 间 数 据
25
4、空间数据库系统的集中式体系结构
空间数据库
存储器
磁盘控制器
外设控制器
存储控制器
CPU
系统总线
26
5、数据库系统的客户/服务器体系结构
（1）主机－终端式网络 使用大型主机作为服务器，通过终端来访问数
据。
Modem
Mainframe DBMS
录之间的对应关系。逻辑独立性 模式/存储模式映射：定义概念数据库与物理数
据库之间的对应关系。物理数据独立性 用户数据库是概念数据库的部分抽取；概念数据
库是物理数据库的抽象表示；物理数据库是概念数据 库的具体实现。
18
3、数据语言 （1）数据定义语言 ①模式DDL ②子模式DDL ③物理DDL ④数据描述的独立性问题 （2）数据操纵语言
空间数据库
空间数据库 ...... 空间数据库 34
3、分布式空间数据库系统的体系结构 采用了Client/server结构。
客户端应用 客户端应用
客户端应用
分布式空间数据库管理系统
全局元数据
计算机网络
空间数据库 空间数据库
管理系统
管理系统
空间数据库 管理系统
空间数据库
空间数据库
空间数据库
35
分布式多空间数据库的关键技术： ① 集成技术 ② 全局空间索引 ③ 事务管理 ④ 并发控制
合。它既可直接应用于国民经济各行业，又可作为背景 从中提取自然地理和社会经济信息，还可用于评价其他 测绘数据的精度、现势性和完整性。 （4）数字栅格地图库
《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
空间数据库导论讲稿ppt课件
第二阶段：符号模型 ：以数值方程为根底，在空间参照系统中用数学方 法表示空间实体的位置和关系，用平面符号化地图对现实世界作全面地描画， 准确数值表示的纸质地图成为地理空间的笼统/符号/概括模型。
第三阶段：空间数据模型 ：从信息科学角度来认识、解释与分析客观世 界 ，空间数据模型是地理空间中空间实体集合的质量、数量、时间、空间特 性的全面笼统和概括，是地理空间特征与构造的数字表现方式。
笼统
空间属性 主题属性 时态属性
地理实体〔普通概念〕 或
实体对象〔面向对象〕
现实世界
概念世界
空间要素是独一命名的、可以相互区分的、具有完好地理含义的 笼统信息概念，它用“空间实体〞这个笼统概念，以数字方式来组织和 存储“空间景象〞的信息构造，以“符号地图〞对所表达的内容进展可 视化展现。
空间要素
空间景象--------表达内容 空间实体--------数字方式 地图符号--------展现方式
3、运用目的的复杂性：运用的广泛性欲不同的运用需求。 4、不断的开展变化：实际、技术、运用途于不断开展过程中。
Back
空间数据库与地理信息系统
1、空间数据库 2、数据库与空间数据库 3、空间数据库与地理信息系统 4、GIS与空间数据库的开展过程
Back
空间数据库〔内容〕
1、地图数据库：包括线划地图数据库、数字高程模型数据库、数字栅格地 图数据库、数字正射影像数据库和地名数据库。
具有地理分类编码，同类空间要素具有一样的主题属性构造。
8、可视性：以笼统化的图形符号模型来展现。
9、空间计算：维护、管理、处置、查询、分析和可视化需求空间计算。
10、多源性：多种来源的空间数据存在语义、内容、定位基准、比例尺、
《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
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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
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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
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《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。
高级数据库技术-第10章 空间数据库.ppt
• [max{ x1A，x1B }<min{ x2A，x2B }]和 [max{ y1A，y1B }<min{ y2A，y2B }]
2020/7/11
32
10.2.6空间关系的代数描述与运算
• 空间代数运算的特点在于选择条件或连接 条件中出现空间谓词。投影、集合运算不 涉及空间谓词，与关系代数没有本质区别。 下面讨论空间选择和空间连接。
• SDT×SDT→NUM MAXDIST或MINDIST
2020/7/11
27
• ●多点的直径（DIAMETER）
• PT→ NUM DIAMETER • ●线的长度（LENGTH）
• LN → NUM LENGTH • ●区域的周长（PERIMETER）或面积
（AREA） • RG → NUM PERIMETER 或AREA
2020/7/11
12
• 2.基于拓扑的关系
• 基于拓扑的空间对象关系主要有邻接（meet）、 包含（within）和交叠（overlap），这三类拓扑 关系也是空间数据查询中最有可能出现的情况。 空间数据库中，基于拓扑的查询需要解决这样两 个问题：
• ● 查询所有与给定对象具有某种拓扑关系R的空 间对象。
2
10.1.2空间数据基本特征
• 1数据量大 结构复杂 数据联系多样化 • 2查询过程复杂 • 3空间对象间难以定义次序
2020/7/11
3
10.1.3空间数据库作为常规数据库扩充
• 由于空间数据库系统理论和技术还处于发 展过程当中，而实际应用的需求又非常迫 切，同时常规数据库（关系数据库）仍然 是当今主流数据库，所以目前空间数据库 是作为常规、传统数据库的扩充出现。在 这种情况下，空间数据库主要包括下述一 些方面的内容：
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10.2.6空间关系的代数描述与运算
• 空间代数运算的特点在于选择条件或连接 条件中出现空间谓词。投影、集合运算不 涉及空间谓词，与关系代数没有本质区别。 下面讨论空间选择和空间连接。
• SDT×SDT→NUM MAXDIST或MINDIST
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27
• ●多点的直径（DIAMETER）
• PT→ NUM DIAMETER • ●线的长度（LENGTH）
• LN → NUM LENGTH • ●区域的周长（PERIMETER）或面积
（AREA） • RG → NUM PERIMETER 或AREA
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• 2.基于拓扑的关系
• 基于拓扑的空间对象关系主要有邻接（meet）、 包含（within）和交叠（overlap），这三类拓扑 关系也是空间数据查询中最有可能出现的情况。 空间数据库中，基于拓扑的查询需要解决这样两 个问题：
• ● 查询所有与给定对象具有某种拓扑关系R的空 间对象。
2
10.1.2空间数据基本特征
• 1数据量大 结构复杂 数据联系多样化 • 2查询过程复杂 • 3空间对象间难以定义次序
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3
10.1.3空间数据库作为常规数据库扩充
• 由于空间数据库系统理论和技术还处于发 展过程当中，而实际应用的需求又非常迫 切，同时常规数据库（关系数据库）仍然 是当今主流数据库，所以目前空间数据库 是作为常规、传统数据库的扩充出现。在 这种情况下，空间数据库主要包括下述一 些方面的内容：
空间数据库系统与空间数据库管理系统PPT课件
负责全面地管理和控制空间数据库系统 • 决定数据库中的信息内容和结构 • 决定数据库的存储结构和存取策略 • 定义数据的安全性要求和完整性约束条件 • 监控数据库的使用和运行 • 数据库的改进和重组 • 数据访问授权 • 数据库的日常维护
第15页/共68页
7、空间数据库用户
• 空间数据采集人员 • 测绘专业人员
定 处管 操 关 检 符 维 义 理理 作 系 索 号 护
数据分发 与服务
第13页/共68页
• 数据定义功能——定义数据 • 空间数据获取与处理 • 空间数据运行管理 • 空间数据操纵功能 • 数据处理与空间关系建立 • 空间数据的检索 • 数据输出与符号化 • 数据维护功能
第14页/共68页
6、空间数据库管理员
• 装载数据库 • 数据库备份、数据库数据交换
• 关闭数据库 • 删除数据库
第49页/共68页
• 工作区 操作 • 新建“工作空间”：输入工作空间图幅行列数、分层数、层名、层中要素和输入图层名 • 打开“工作空间”：数据从硬盘调入内存 • 关闭“工作空间”：数据写入硬盘 • 删除“工作空间”：释放空间 • 修改工作空间理论范围： • 修改要素属性结构：修改数据项数及类型 • 输出数据库结构：输出到文件 • 压缩数据
• 电源设备
• 不间断电源和隔离变压器联合供电
• 机房其它设备
• 空气调节系统等
第10页/共68页
3、操作系统
• 在底层与计算机硬件交互的软件，管理各种应用软件间计算机资源的共享，操作系统提供的功能： • 硬件管理 • 进程管理 • 内存管理 • 文件管理 • 保护 • 外设管理 • 网络控制软件
第32页/共68页
• 三层 Client/Server体系结构——GIS应用发展主流模式 • 应用程序分割为用户服务层，业务处理层，数据服务层 • 一个完整的Client/Server的空间数据库运行环境包括：
第15页/共68页
7、空间数据库用户
• 空间数据采集人员 • 测绘专业人员
定 处管 操 关 检 符 维 义 理理 作 系 索 号 护
数据分发 与服务
第13页/共68页
• 数据定义功能——定义数据 • 空间数据获取与处理 • 空间数据运行管理 • 空间数据操纵功能 • 数据处理与空间关系建立 • 空间数据的检索 • 数据输出与符号化 • 数据维护功能
第14页/共68页
6、空间数据库管理员
• 装载数据库 • 数据库备份、数据库数据交换
• 关闭数据库 • 删除数据库
第49页/共68页
• 工作区 操作 • 新建“工作空间”：输入工作空间图幅行列数、分层数、层名、层中要素和输入图层名 • 打开“工作空间”：数据从硬盘调入内存 • 关闭“工作空间”：数据写入硬盘 • 删除“工作空间”：释放空间 • 修改工作空间理论范围： • 修改要素属性结构：修改数据项数及类型 • 输出数据库结构：输出到文件 • 压缩数据
• 电源设备
• 不间断电源和隔离变压器联合供电
• 机房其它设备
• 空气调节系统等
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3、操作系统
• 在底层与计算机硬件交互的软件，管理各种应用软件间计算机资源的共享，操作系统提供的功能： • 硬件管理 • 进程管理 • 内存管理 • 文件管理 • 保护 • 外设管理 • 网络控制软件
第32页/共68页
• 三层 Client/Server体系结构——GIS应用发展主流模式 • 应用程序分割为用户服务层，业务处理层，数据服务层 • 一个完整的Client/Server的空间数据库运行环境包括：
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。
空间数据库-空间数据库-吴信才 PPT课件
2 空间数据库
24
内容
Spatial Data Why？ What？
25
空间数据
数据 是指客观事务的属性、数量、位置及其相互 关系等的符号描述。
空间数据 是对现实世界中空间对象（事物）的描述， 其实质是指以地球表面空间位置为参照，用 来描述空间实体的位置、形状、大小及其分 布特征等诸多方面信息的数据。
M 1a
eⅠ 2 4 bc
dⅡ 3
18
层次模型例
19
网络模型例
20
关系模型例
21
面向对象的几何数据模型
Class M
tuple (name: string, geometry: Region, polygons: set (Ploygon))
Class Line
tuple (name: string, geometry: line, points: set (Point))
50
文件系统阶段
20世纪60年代中期 把数据的存取抽象为一种模型，使用时给
出文件名称、格式和存取方式等，其余的 由文件管理系统完成
51
文件系统阶段(Cont.)
特点：
➢ 数据冗余较大 ∵每个文件都是为特定的用途设计的 ∴同样数据在多个文件中重复存储 ➢ 程序和数据之间的独立性较差，应用程序依赖于文件的存储
空间数据库
1
Summarization of Spatial Database
版权：遥感信息工程学院 地理信息系统教研1室
空间数据库
课程名称：空间数据库 学时： 45 学习方法：理论讲授与上机实践相结合 考核： 平时30-40% 考查70-60% 联系Email： zplcy@ 授课教师： 张鹏林
空间数据库Chap1-PGIS幻灯片PPT
教学内容
1. 空间数据库基本理论（6学时） 2. Geodatabase概论（8学时） 3. Geodatabase数据库设计与创建（4学时） 4. Geodatabase数据存储及模式（6学时） 5. Geodatabase版本、事务及分布式数据管理
（12学时） 6. ArcSDE Geodatabase配置及管理（6学时） 7. 空间数据库研究进展（4学时）
➢ 国家自然科学基金项目--本原GML空间数据库理论及GMLGIS与 传统GIS集成研究（编号：40761017） ，16万元，主持
➢ 国家自然科学基金项目 -- GML空间数据存储索引机制研究（编 号：40401045） ，26万元，排名第二
➢ 地理信息科学江苏省重点实验室开发基金项目 --面向对象的GML 空间数据库及其应用研究（编号：JK20050302） ，5万元主持
4. Oracle 相关文档
数字图书馆相关的中外文文献
江西理工大学 --空间数据库--第一章 空间数据库基本理论
主要网站
1. /zhcn/arcgisdesktop/10.0/help/index.html
2. / 3. / 4. 5. / 6. / 7. / 8. /bbs/ 9. / 10. / 11. / 12. / 13. 各大学的BBS网站
江西理工大学 --空间数据库--第一章 空间数据库基本理论
兰小机简历
主要经历
➢ 1988年7月毕业于南方冶金学院工程测量专业，获学士学位， 并留校任教
➢ 1994年6月毕业于武汉测绘科技大学工程测量专业，获硕士 学位，回校任教
➢ 2005年6月毕业于南京师范大学地图学与地理信息系统专业， 获理学博士学位，回校任教
2. 《Spatial Database Systems: Design, Implementation and Project Management》 Springer，2007
1. 空间数据库基本理论（6学时） 2. Geodatabase概论（8学时） 3. Geodatabase数据库设计与创建（4学时） 4. Geodatabase数据存储及模式（6学时） 5. Geodatabase版本、事务及分布式数据管理
（12学时） 6. ArcSDE Geodatabase配置及管理（6学时） 7. 空间数据库研究进展（4学时）
➢ 国家自然科学基金项目--本原GML空间数据库理论及GMLGIS与 传统GIS集成研究（编号：40761017） ，16万元，主持
➢ 国家自然科学基金项目 -- GML空间数据存储索引机制研究（编 号：40401045） ，26万元，排名第二
➢ 地理信息科学江苏省重点实验室开发基金项目 --面向对象的GML 空间数据库及其应用研究（编号：JK20050302） ，5万元主持
4. Oracle 相关文档
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江西理工大学 --空间数据库--第一章 空间数据库基本理论
主要网站
1. /zhcn/arcgisdesktop/10.0/help/index.html
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江西理工大学 --空间数据库--第一章 空间数据库基本理论
兰小机简历
主要经历
➢ 1988年7月毕业于南方冶金学院工程测量专业，获学士学位， 并留校任教
➢ 1994年6月毕业于武汉测绘科技大学工程测量专业，获硕士 学位，回校任教
➢ 2005年6月毕业于南京师范大学地图学与地理信息系统专业， 获理学博士学位，回校任教
2. 《Spatial Database Systems: Design, Implementation and Project Management》 Springer，2007
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2
教材信息
名称：《空间数据库》 编著： 吴信才 出版：科学出版社
3
参考资料
地理空间数据库原理 崔铁军编著 科学出 版社 空间数据库 (美)Shashi Shekhar等 机 械工业出版社 SPATIAL DATABASES Philippe Rigaux 等 Morgan Kaufmann Publishers 其他有关《地理信息系统》和《数据库》的 著作
体和管理人员构成的一个运行系统。
13
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型 新型数据库系统
14
数据库系统的发展
层次数据库系统 网状数据库系统
层次数据模型 网状数据模型
关系数据库系统
关系数据模型
面向对象数据库 系统
面向对象数据模 型
15
数据库基础知识
10
一个简单的数据库系统环境
Application programs/queries
Software to process queries Software to access stored data
DBMS
Stored database
Stored database definition metadata
M 1a
eⅠ 2 4 bc
dⅡ 3
18
层次模型例
19
网络模型例
20Байду номын сангаас
关系模型例
21
面向对象的几何数据模型
Class M
tuple (name: string, geometry: Region, polygons: set (Ploygon))
Class Line
tuple (name: string, geometry: line, points: set (Point))
空间数据库
1
Summarization of Spatial Database
版权：遥感信息工程学院 地理信息系统教研1室
空间数据库
课程名称：空间数据库 学时： 45 学习方法：理论讲授与上机实践相结合 考核： 平时30-40% 考查70-60% 联系Email： zplcy@ 授课教师： 张鹏林
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型 新型数据库系统
16
数据库中的数据模型
数据模型是客观事物及其联系的数据描述 主要的数据模型
➢ 层次 ➢ 网状 ➢ 关系 ➢ 面向对象的数据模型 ➢ 约束数据模型
17
数据模型实例
以地图M为例：
地图M中有两个面实体ⅠⅡ Ⅰ多边形由a,b,e组成 Ⅱ多边形由b,c,d组成 a边的两个端点是1，2 b边的两个端点是2，4 c边的两个端点是2，3 d边的两个端点是3，4 e边的两个端点是1，4
11
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型
12
数据库系统的构成
硬件
操作系统 数据库管理系统 应用软件、管理人员
数据库是存贮在计算机内的有结构的数据集合； 数据库管理系统是一个软件，用以维护数据库、接受并
完成用户对数据库的一切操作； 数据库系统指由硬件设备、软件系统、专业领域的数据
26
空间数据特征
空间数据具有三大基本特征：空间、时间和专题 属性。
空间特征 空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几 何特征，以及与相邻地物的空间关系。
时间特征 空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得 到或计算得到的
27
空间数据特征（Cont.）
专题特征 专题特征亦指空间现象或空间目标的属性特 征，它是指除了时间和空间特征以外的空间 现象的其他特征，如地形的坡度、波向、某 地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、 人口密度、交通流量、空气污染程度等。
一般数据检索、增加、删除等 定位检索、拓扑关系检索等
2 空间数据库
24
内容
Spatial Data Why？ What？
25
空间数据
数据 是指客观事务的属性、数量、位置及其相互 关系等的符号描述。
空间数据 是对现实世界中空间对象（事物）的描述， 其实质是指以地球表面空间位置为参照，用 来描述空间实体的位置、形状、大小及其分 布特征等诸多方面信息的数据。
4
与其他课程的关系
地理信 息系统
空间数 数据库 据库
5
课程大纲
数据库及空间数据库 空间实体的抽象与表达 空间数据模型 空间数据的组织与索引 空间数据查询与访问 商用空间数据库系统
6
Ch1 数据库及空间数据库
数据库系统回顾 空间数据库 新型数据库 空间数据库举例
7
1 数据库管理系统回顾
Class Ploygon
tuple (name:string, boundary: list(line))
Class Point
tuple (x:real, y:real)
22
约束空间数据模型
P1=<a, b, e> V
P2=<b, c, d> a, b, c, d, e分别可用直线公式表示
23
8
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型
9
什么是数据库?
数据库的英文是DATA BASE，其意义为数 据基地，即统一存贮和集中管理数据的基 地。 存储在计算机环境中的相互关连的数据集 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。
➢ 内在结构的复杂性特点
30
Why?
地理信息根据不同的应用和获取方式 表现出多样性
➢ 主要数据集
GPS RS Aerial photographs
…
➢ 现存地图，综合已经存在的多种数字数 据源而产生
31
Why？
与一般统计数据相比空间数据更复杂，表现 在：
➢ 数据类型多（几何数据、关系数据、辅助数据） ➢ 数据操纵复杂
此外，空间数据还具有多维、多尺度和海量 等非空间数据所不具备的特征。
28
内容
Spatial Data Why？ What？
29
Why?
传统形式
➢ Paper map ➢ Journal ➢ Explanation
➢…
空间信息的新特点要求新的数字信息表达 形式
➢ 数据量大（如，每天采集的卫星影像在Tbyte范 围）
教材信息
名称：《空间数据库》 编著： 吴信才 出版：科学出版社
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参考资料
地理空间数据库原理 崔铁军编著 科学出 版社 空间数据库 (美)Shashi Shekhar等 机 械工业出版社 SPATIAL DATABASES Philippe Rigaux 等 Morgan Kaufmann Publishers 其他有关《地理信息系统》和《数据库》的 著作
体和管理人员构成的一个运行系统。
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数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型 新型数据库系统
14
数据库系统的发展
层次数据库系统 网状数据库系统
层次数据模型 网状数据模型
关系数据库系统
关系数据模型
面向对象数据库 系统
面向对象数据模 型
15
数据库基础知识
10
一个简单的数据库系统环境
Application programs/queries
Software to process queries Software to access stored data
DBMS
Stored database
Stored database definition metadata
M 1a
eⅠ 2 4 bc
dⅡ 3
18
层次模型例
19
网络模型例
20Байду номын сангаас
关系模型例
21
面向对象的几何数据模型
Class M
tuple (name: string, geometry: Region, polygons: set (Ploygon))
Class Line
tuple (name: string, geometry: line, points: set (Point))
空间数据库
1
Summarization of Spatial Database
版权：遥感信息工程学院 地理信息系统教研1室
空间数据库
课程名称：空间数据库 学时： 45 学习方法：理论讲授与上机实践相结合 考核： 平时30-40% 考查70-60% 联系Email： zplcy@ 授课教师： 张鹏林
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型 新型数据库系统
16
数据库中的数据模型
数据模型是客观事物及其联系的数据描述 主要的数据模型
➢ 层次 ➢ 网状 ➢ 关系 ➢ 面向对象的数据模型 ➢ 约束数据模型
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数据模型实例
以地图M为例：
地图M中有两个面实体ⅠⅡ Ⅰ多边形由a,b,e组成 Ⅱ多边形由b,c,d组成 a边的两个端点是1，2 b边的两个端点是2，4 c边的两个端点是2，3 d边的两个端点是3，4 e边的两个端点是1，4
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数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型
12
数据库系统的构成
硬件
操作系统 数据库管理系统 应用软件、管理人员
数据库是存贮在计算机内的有结构的数据集合； 数据库管理系统是一个软件，用以维护数据库、接受并
完成用户对数据库的一切操作； 数据库系统指由硬件设备、软件系统、专业领域的数据
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空间数据特征
空间数据具有三大基本特征：空间、时间和专题 属性。
空间特征 空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几 何特征，以及与相邻地物的空间关系。
时间特征 空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得 到或计算得到的
27
空间数据特征（Cont.）
专题特征 专题特征亦指空间现象或空间目标的属性特 征，它是指除了时间和空间特征以外的空间 现象的其他特征，如地形的坡度、波向、某 地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、 人口密度、交通流量、空气污染程度等。
一般数据检索、增加、删除等 定位检索、拓扑关系检索等
2 空间数据库
24
内容
Spatial Data Why？ What？
25
空间数据
数据 是指客观事务的属性、数量、位置及其相互 关系等的符号描述。
空间数据 是对现实世界中空间对象（事物）的描述， 其实质是指以地球表面空间位置为参照，用 来描述空间实体的位置、形状、大小及其分 布特征等诸多方面信息的数据。
4
与其他课程的关系
地理信 息系统
空间数 数据库 据库
5
课程大纲
数据库及空间数据库 空间实体的抽象与表达 空间数据模型 空间数据的组织与索引 空间数据查询与访问 商用空间数据库系统
6
Ch1 数据库及空间数据库
数据库系统回顾 空间数据库 新型数据库 空间数据库举例
7
1 数据库管理系统回顾
Class Ploygon
tuple (name:string, boundary: list(line))
Class Point
tuple (x:real, y:real)
22
约束空间数据模型
P1=<a, b, e> V
P2=<b, c, d> a, b, c, d, e分别可用直线公式表示
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8
数据库基础知识
什么是数据库? 数据库系统的构成 数据库系统的发展 数据库中的数据模型
9
什么是数据库?
数据库的英文是DATA BASE，其意义为数 据基地，即统一存贮和集中管理数据的基 地。 存储在计算机环境中的相互关连的数据集 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。
➢ 内在结构的复杂性特点
30
Why?
地理信息根据不同的应用和获取方式 表现出多样性
➢ 主要数据集
GPS RS Aerial photographs
…
➢ 现存地图，综合已经存在的多种数字数 据源而产生
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Why？
与一般统计数据相比空间数据更复杂，表现 在：
➢ 数据类型多（几何数据、关系数据、辅助数据） ➢ 数据操纵复杂
此外，空间数据还具有多维、多尺度和海量 等非空间数据所不具备的特征。
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内容
Spatial Data Why？ What？
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Why?
传统形式
➢ Paper map ➢ Journal ➢ Explanation
➢…
空间信息的新特点要求新的数字信息表达 形式
➢ 数据量大（如，每天采集的卫星影像在Tbyte范 围）