Geodatabase数据模型【精选】

Geodatabase 类型
• ArcGIS目前有两种Geodatabase：
–个人Geodatabase（Personal Geodatabase）
–多用户Geodatabase（Multiuser Geodatabase）。
• 个人Geodatabase使用微软的Access数 据库来管理数据，它支持单用户编辑， 不支持版本管理。
• 多用户Geodatabase通过ArcSDE支持 多种数据库平台，它能支持海量数据库、 多用户的并发访问以及长事务和版本管 理的工作流。
个人和多用户Geodatabase比较
Geodatabase
DBMS
注释
个人Geodatabase
• Microsoft Jet
• 单用户编辑
Engine （Access） • 2GB大小限制
• 如对象之间存在的关联，则可建立关系类，用来控制 创建、修改、删除对象的方式。关系类可以在要素集 内，也可以在要素集外。
4 创建Geodatabase
• 基本过程
– 在ArcCatalog环境下，选择一个文件夹（或 根目录），右击鼠标可以新建一个 Geodatabase。
– 在Geodatabase下，可以新建要素类和表格， 也可以新建一个要素集，把具有相同空间参 照的要素类放在同一要素集中。
– 打开要素类属性表，定义子类以及子类域。
如对一个河流要素类，可以根据它们的等级定义三个子类： 市级、县级和乡镇级。对不同等级的河流，宽度和通航两 个字段的取值可以有相应的域。
Domain name City_river_width County_river_width Town-river_width City_river_traffic County_river_traffic Town_river_traffic
多边形规则
规则
描述
Must not overlap
要素类中的多边形不能重叠，如行政区 划图中的各个多边形。
Must not have 要素类中的多边形形成一个连续表面，
gaps
之间不能有空隙，如土地利用图。
Must not overlay with
不能与另一要素类的多边形叠置，即两 个类型互相排斥，如土壤图中的水稻土 与植被图中的林地不能相互叠置。
owned by）。 • 选择对应性（1-1）。 • 在源表或要素类选择主关键字段（primary key
field）；在目标表或要素类选择外关键字段 （foreign key field）。
– 建立复合关系类（电线杆要素类和变压器要 素类之间的关系类）。
• 关系类名称：pole_transform。 • 源要素类： pole。 • 目标要素类： transform。 • 关系类型：复合关系类。 • 向前路径标注：Carry；向后路径标注 is
– 建立简单关系类（存储地块对象的要素类和存 储拥有者对象的表之间的关系）。
• 新建关系类（Parcel_Owners）。 • 确定源表或要素类（ Owners ）。 • 确定目标表或要素类（ Parcel ）。 • 选择关系类型（Simple relationship）。 • 输入向前路径标注（own）和向后路径标注（is
Carried on。 • 对应性：一对多。 • 主关键字段：id；外关键字段pole_id。
– 建立关系类规则
• 用于定义源要素类（或表）与目标要素类 （或表）中对象之间的关联数，如一个电 线杆只能安装0—4个变压器，每个变压器 必须且只能有一个变压器。
• 打开建立关系类规则菜单，单击 Properties命令，打开定义关系类规则对 话框，指定每一个源（或目标）对象相关 目标（或源）对象的范围。
• 优点
– 可以利用数据库强大的数据管理、数 据安全、并发以及事务处理等功能。
• 缺点
– 软件投资较大。
• 目前，主流的GIS软件都支持在标准的数 据库管理系统表中存储和管理地理信息， 当然，不同的软件具体方式有所不同。
• 在推出ArcGIS的同时，ESRI公司同时推 出了一种新的数据库方式的空间数据存 储模型——Geodatabase。
2 空间数据存储方式
• 空间数据的存储方式主要有两种：
– 文件方式 – 数据库方式
• 文件方式
– 采用文件方式存储，各种类型数据存储在不 同的文件中，如地图数据，空间数据和相应 的属性数据分别存贮在不同文件中，两者通 过索引文件进行连接。一个地图图层往往包 括一系列文件，如ArcView中则包含shp、 shx和dbf等文件，其中shp文件保存空间图 形数据，dbf文件是保存属性数据，shx文件 是连接图形和属性的索引文件。
Must be covered 要素类中的一个多边形与另一要素类中
by feature class 的几个多边形必须重叠，如一个县级行
of
政区与下属各个乡镇级行政区的范围必
• 可以把矢量地图（Feature Class）、表格（Table）、 栅格图像（Raster Dataset）、地理数据的行为规则以 及元数据文档、空间处理工具等存储在一个 Geodatabase中。
• 在Geodatabase中，可以建立要素集（Feature Dataset），把具有相同空间参考的地图数据存放到同 一要素集中。在要素集中，可以定义集合中空间相关 要素行为的完整性规则（拓扑）及要素连通性规则 （几何网络）。
– 对要素集，需要定义Shape字段的类型 （point、line、polygon、multipoint以 及multipatch）。
• 创建子类
– 如要创建子类，子类字段必须是整型。在要 素类或表的属性表中，选择子类选项卡，然 后输入每一个子类的代码和描述。
– 创建子类后，在ArcMap环境下可以通过列 表框选择对要素子类进行赋值。
• Demo（按子类定义pole要素类的域）
– Wood_pole的高度在20—30ft – Steel_pole的高度在30—50ft – Wood_pole的管理部门为a和b – Steel_pole的管理部门为c和d
• 创建关系
–在Geodatabase中，相互关联的对象可以用 关系类数据定义它们之间的关系。 空间对象之 间、非空间对象之间以及空间对象和非空间对 象之间都可以建立关系。
Description Range:500-1000 Range:100-499 Range:0-99 Coded value:Large;Medium Coded value:Medium;Small Coded value:Small;None
– 如果用户输入的数据在数据域之外， 该对象将被认为是一个无效（invalid） 对象，利用Editor工具栏下的 Validation命令可以对选中的要素进行 有效性检验（要素在编辑状态下）。
• 图像数据是栅格数据（raster），是以一 系列栅格值来表示。
• 表格数据（table）是具有相同字段的记 录的集合，没有空间信息。
• 行为规则包括要素的子类、数据域、关系、 完整性规则（拓扑）及要素连通性规则（几 何网络）等。
– 根据某一字段值可以把要素划分成不同的子类 （Subtype），如电线杆按照材质可以分成木质、 铁质、水泥质等。子类的划分有利于对对象的管理， 也有利于数据输入。
• 优点
– 简单易操作； – 软件投资较小。
• 缺点
– 不便于文件管理，若其中一个文件被意外删 除，或者地图数据复制过程中遗漏一个文件， 都会破坏地图数据，数据稳定性不好。
– 不能定义不同数据表之间的关系； – 不能定义数据规则； – 不支持多用户的并发访问；
• 数据库方式
– 空间数据和属性数据统一存贮在数据 库中，可以是小型单用户数据库（如 Access），也可以是企业级的多用户 数据库（如Oracle、DB2、Informix、 SQL Server等）。
– 域（domain）是要素字段（子类）的有效取值与 范围。域的定义保证输入数据的有效性。有两种类 型的域：范围域和编码值域。范围域是定义数字字 段的有效取值范围；编码值域是定义有效字段值的 集合。
– 关系（relationship）是指对象之间存在的关 联。对象之间的关系包括简单关系（simple） 和复合关系（composite）。简单关系 （simple）是指对象的存在是独立的。如一 个铁路的道口有一个或多个信号灯，但它们 的存在是独立的。复合关系（composite） 是指一个对象的生命周期控制相关对象的生 命周期，如电线杆与变压器之间的关系。通 过建立关系，我们在查询一个对象的属性时， 可以同时显示与之相关的对象及其属性；在 对一个对象进行编辑时，可以通过关系使相 关对象产生同步变化。
– 拓扑（topology）是定义空间相关要素行为的完整 性规则，如多边形不能重叠；点必须在多边形边 界内等。通过拓扑规则，可以检查数据的拓扑错 误，确保数据质量。
– 几何网络（geometric network）是定义要素之间 的连接关系。在几何网络中，要素的角色要么是 边（edge），要么是节点（junction）。有两种类 型网络连接规则：边—节点规则和边—边规则。 边—节点规则建立类型A的一个边连接到类型B的 一个节点的网络规则；边—边规则建立通过类型 C的节点，类型A的一个边连接到类型B的一个边 的规则。通过建立这些规则，可以维护网络数据 的完整性。
– 对象之间有4种对应关系：一对一、一对多、 多对一、多对多。在电线杆与变压器的例子中， 一个电线杆可以支持多个变压器，但是一个变 压器只能在一个电线杆上。
– 两个对象之间的关系通过属性值（字段值）保 持。在电线杆与变压器的例子中，安装变压器 的电线杆编号包含在变压器对象的属性表中， 这样我们能够知道一个变压器在哪一个电线杆 上。
– Demo：新建pole要素类，创建pole类型子类。
• 定义域
– 右击Geodatabase，点击properties，然后点 击Domain选项卡，定义不同字段（或子类） 的域。
– 在一个Geodatabase中，不同要素类或表可 以共享相同字段类型的域。
– 创建要素类，定义字段域。如要按子类定义 字段域，则需要确定子类字段（字段类型必 须为整型）。
Geodatabase数据库
1
GIS中的数据
• GIS中的数据是多种多样的，除地图数据 外，还包括图像数据、表格数据、行为 规则以及数据处理模型等。
• 地图数据通常是矢量数据，是以离散的 点坐标表示地理要素（feature）。在GIS 中，不同的地理要素通常是分层表示， 如道路、河流、居民地等。同种要素组 成的图层称为要素类（feature class）。
geodatabasedbms注释个人geodatabasemicrosoftjetengineaccess不支持版本管理多用户geodatabaseibmdb2ibminformixmicrosoftsqlserver基于版本管理的工作流数据库大小和用户数限制依赖于数个人和多用户geodatabase比较geodatabase数据组织可以把矢量地图featureclass表格table栅格图像rasterdataset地理数据的行为规则以及元数据文档空间处理工具等存储在一个geodatabase中
• 不支持版本管理
多用户 Geodatabase
• Oracle • IBM DB2 • IBM Informix • Microsoft SQL Server

• 需要ArcSDE • 多用户编辑 • 基于版本管理的 工作流
• 数据库大小和用 户数限制依赖于数 据库
3 Geodatabase数据组织
– 通过建立关系，我们在查询一个对象的属性时， 可以同时显示与之相关的对象及其属性；也可 以以相关对象的属性进行专题制图；在对一个 对象进行编辑时，可以通过关系使相关对象产 生同步变化。
– 在一个关系类中，需要定义其中的一个对象为 源（origin），另一对象为目标 （destination）。
• 定义拓扑
– 在Geodatabase中，有一系列拓扑规则，用 户可以利用这些规则建立拓扑，由此检查数 据的拓扑错误，确保数据质量。
– 拓扑规则可以为一个要素类中的要素定义， 也可以为两个或两个以上要素类间的要素定 义，同样能为要素类的子类定义。
– 目前，ArcGIS中包含25种拓扑规则，更多 的规则类型将包含在后继版本中。
– 对新建的要素类或表格，我们可以定义相应 的字段（包括字段名及数据类型等）。
ArcGIS data types table
– 对每个字段，我们可以定义字段值显 示的宽度（Precision）及小数位 （Scale）。当字段在数据库中产生时， 字段类型可能会根据定义的字段宽度 与小数位发生变化。