空间数据库 第6章 空间数据库设计 图文

三、空间数据库的概念设计
CIEE
空间实体及其表达
空间实体与一般实体区别：它具有空间特性。即它除了 作为一般实体的普通属性外，还具有不同于一般实体的 空间属性。
三种空间实体类型（Calkins定义）：
➢有空间属性对应的一般实体； ➢有空间属性对应的需用多种空间尺度(类型)表达的实体； ➢有空间属性对应的需表达多时段的实体。
按照概念模型转换生成的表
物理模型
(略)
二、扩展E-R模型表达空间概念
CIEE
实体象形图
（1）象形图 象形图是一种将对象插在方框内的微缩图表示，这些微
缩图用来扩展ER图，并插到实体矩形框中的适当位置。 （2）形状
形状是象形图中的基本图形元素，它代表着空间数据模 型中的元素。
一个模型元素可以是基本形状、复合形状、导出形状或 备选形状。
➢实体：现实中或者概念上独立存在的事物或者对象
➢属性：刻画实体性质的数值或描述
➢联系：表达实体间的关联（一对一、一对多、多对多）
一、一般的数据库设计
CIEE
一个简单的概念模型（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
课程
属性
一、数据库设计的三个步骤
CIEE
逻辑模型
这三种空间实体分别用单个特定矩形框、两个交叠的特 定矩形框、三个重叠的特定矩形框表示。
三、空间数据库的概念设计
CIEE
关系分类（Calkins）：
一般关系（一般数据库都具有）； 拓扑关系（相邻、联结、包含）； 由空间操作导出的关系（邻近、交叠、空间位置的一致
性）。
表达：这三类关系分别用菱形、六边形、双线六边形表示 。
● 0，n
使用了基数的多重形 状的象形图
二、扩展E-R模型表达空间概念
CIEE
（5）导出形状
如果一个对象的形状是由其他对象的形状导出的，那 么就用斜体形式来表示这个象形图。
导出形状
<基本形状>
导出形状的语法
●
/
〗
导出形状的象形图
二、扩展E-R模型表达空间概念
CIEE
（6）备选形状
➢备选形状可以用于表示某种条件下的同一个对象。 ➢例如，根据比例尺，一条河流可以表示成一个多边形或
分析数据现状
数据内容是否符合要求； 数据的有效性； 数据的完整性； 数据的现势性； 数据的表示方法； 数据加工的难易程度； 数据的标准化； 数据的数量与质量； 数据的来源
系统分析
分析系统环境和条件； 确定系统边界； 确定计算机实现的功能； 抽象出系统模型
其中，用户需求调查在空间数据需求分析中具有重要地位。调查方法以与 GIS用户面对面讨论的形式为主，调研的最终结果是提交一份全面和完整的 书面报告。报告完成后，应送交用户评议以证实报告的准确性和完整性， 用户对报告的讨论及修改建议必须在最终报告中反映出来。
✓ 信息世界中的概念和关系，要以一定的方式映射到计算机世界中 去，在计算机系统上最终实现
✓ 信息世界起到了承上启下的作用
➢数据抽象与数据建模
见图示
一、一般的数据库设计
CIEE
逻辑模型 物理模型
概念模型
应用
数据库系统 IT人员
用户、应用
一、一般的数据库设计
CIEE
概念模型
基本原理
① 按用户的观点来对数据和信息建模 ② 用于组织信息世界的概念，表现从现实世界中抽象出来的事物以及
三、空间数据库的概念设计
联系的象 形图
Part of(网络) Part of(分区)
CIEE
带象形符号的ER图
扩展象形图后 的E-R图
三、空间数据库的概念设计
CIEE
空间数据需求分析步骤：
用户需求调查 分析空间数据现状 系统分析
三、空间数据库的概念设计
CIEE
各步骤具体工作内容
用户需求调查
现行业务处理流程； 数据性质、获取途径与应用 范围； 数据间的关系； 数据使用频率； 用户的数据要求、处 理方式与处 理要求
（3）基本形状
● / 〗
基本形状的语法
●/〗
点线面
基本形状的象形图
二、扩展E-R模型表达空间概念
CIEE
（4）复合形状
为了处理那些不能用某个基本形状表示的对象，我们 定义了一组聚合的形状，并用基数来量化这些复合形状。
<基数>
0.1
1
1,n
0,n
n 基数的语法
多面
多点，在一定比例 尺下，可能不显示
〗n
一、一般的数据库设计
CIEE
数据抽象
➢现实世界、信息世界、数据世界
数据库管理系统是面向计算机的，而应用是面向现实世界的，两个 世界存在着很大差异，要直接将现实世界中的语义映射到计算机世界是 十分困难的，引入一个信息世界作为现实世界通向计算机实现的桥梁
✓ 信息世界是对现实世界的抽象，从纷繁的现实世界中抽取出能反 映现实本质的概念和基本关系
第五章 空间数据库设计
CIEE
主要内容
一、一般数据库设计 二、扩展E-R模型表达空间概念 三、空间数据库的概念设计 四、空间数据库设计实例
一、一般的数据库设计
CIEE
概述
概念模型
按用户的观点从现实应用中抽象出实体以及实体间的联系
逻辑建模
建立概念和联系的逻辑结构
物理设计建模
➢对逻辑结构进行具体实现方面的安排和考虑 ➢存储组织、索引、内存管理……
一条线。
<备选形状>
<基本形状> <导出形状> <基本形状> <基本形状>
备选形状的语法
●〗
●〗
备选形状的Leabharlann Baidu形图
二、扩展E-R模型表达空间概念
CIEE
（7）任意形状
➢对于形状的组合，我们用通配符（*）表示，它表示各种形 状。
➢例如，一个灌溉网是由泵站（点）、水渠（线）以及水库 （多边形）所组成的。
*
任意可能的形状
二、扩展E-R模型表达空间概念
CIEE
（8）用户自定义形状
➢ 除了点、线和多边形这些基本形状外，用户还可以定义自己的形状。
➢ 例如，为了表达更多的信息，用户可能更愿意使用感叹号之类的象形
图来表示灌溉网。
!
用户自定 义形状
联系象形图
➢ 联系象形图用来构建实体间联系的模型。
➢ 例如，part-of用于构建道路与路网之间联系的模型，或是用于把森林 划分成林分的建模。
它们之间的联系 ③ 这类模型强调其语义表达能力，概念简单、清晰，易于用户理解 ④ 它是现实世界到信息世界的抽象，是用户与数据库设计人员之间进
行交流的语言 ⑤ 如E-R模型、面向对象模型(UML)
关键元素
现实世界被划分为若干实体（entity），由属性（attribute）来描述性质， 通过联系（relationship）互相关联