第4章地图数据模型.ppt

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主要内容:
❖ 模型概念 ❖ 数据模型 ❖ 数据库技术与面向对象技术的结合 ❖ 地图数据基本表示方法 ❖ 空间数据模型 ❖ 地图数据结构设计 ❖ 地图数据库的数据组织与管理
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§4.1 模型概念
一、数据抽象 二、模型 三、模型分类 四、地图模型
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§4.1 模型概念
一、数据抽象
数据库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， 因此引入一个信息世界作为现实世界通向计算机 实现的桥梁。 一方面，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;另一方面，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。
域(Domain)： 属性的取值范围。 例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到 １２的整数。
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§4.2 数据模型
实体型(Entity Type)：
实体名与其属性名集合共同构成实体型。 例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年 级）。 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前 者的一个特例。 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一 个实体。 实体集(Entity Set)：
数据库的逻辑接口。
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§4.1 模型概念
四、地图模型
地图模型是建立在严格数学基础之上的现实世 界表象的模拟模型，具有物质模型和概念模型 两个方面的特点。
❖ 物质模型
地图与它所反映的客观世界在结构上存在着极 大的相似性，人们可以利用这个模型来分析、 观察和认识客观世界及其联系，还可进行分析、 量算。
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§4.1 模型概念 模型举例：
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§4.1 模型概念 模型举例：
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§4.1 模型概念
三、模型分类
1. 模拟模型 模拟模型以连续的方式表示对象。
建筑物模型
实
物
模
地形模型
型
抽象模型
三维的
几何图
图
像
模
系统图
型
功能系统图
二维的 11
§4.1 模型概念
2. 数字模型
用离散的、数学的方法表示原型。
数学模型
用数学的形式语言来描述对象。
数据模型
是关于数据和联系的逻辑组织形式的表示， 是计算机数据处理中较教高层次的数据描述，它 独立于任何的DBMS。
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§4.1 模型概念
应用 。
概念数据模型
结构数据模型
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§4.1 模型概念
❖ 概念数据模型
按用户的观点来对数据和信息建模。用于组织 信息世界的概念，表现从现实世界中抽象出来 的事物以及它们之间的联系。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。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。如ER模型。
第
四

地
章
图
数
据
模
型
2
现实空间世界 认知与抽象
空间数据模型 计算机存储
空间数据结构 组织与管理
空间数据库
空间数据模型：不同的模型 下有不同的空间要素认知、 抽象和表达方式以及不同的 空间关系定义。
空间数据结构：不同空间数 据模型在计算机内的存储和 表达方式。
空间数据组织：大量计算机 化的空间数据的统一管理方 式。
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§4.2 数据模型
联系(Relationship)：
实体之间的相互关联。 如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班 长关系。 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联 系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。 同类联系的集合称为联系集。 联系的种类
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§4.1 模型概念
❖ 概念模型
地图是客观世界的一种科学抽象，地图上的内容 是经过制图者思维加工的，有一定的主观因素， 用途的不同，观察的角度不同，同一客观存在会 有不同的概念模型。
数字地图是一种数据模型，是用各种不同的数据 结构来描述客观世界的。组织地图数据的方式是 多种多样的，因而地图的数据模型有不同的形式。 建立合适的地图数据模型，是地图数据库必须解 决的重要问题。
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§4.1 模型概念
地图数据模型的设计，实质 是确定地图数据和表示方法，确 定数据结构形式及数据文件的组 织方式。
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§4.2 数据模型
一、概念数据模型 二、结构数据模型 三、结构数据模型示例 四、关系数据库
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§4.2 数据模型
一、概念数据模型
1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型 （Entity-Relationship Model），用Ｅ-Ｒ图来 描述概念模型。
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§4.1 模型概念
❖ 结构数据模型
从计算机实现的观点来对数据建模。是信息 世界中的概念和联系在计算机世界中的表示 方法。一般有严格的形式化定义，以便于在 计算机上实现。如层次模型、网状模型、关 系模型、面向对象模型。
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§4.1 模型概念
每一个具体的数据库都由一个相应的数据模型来 定义，数据模型最终成为一组被命名的逻辑数据 单位以及它们之间的逻辑联系所组成的全体； 每一种模型以不同的数据抽象与表示能力来反映 客观事物，有其不同的处理数据联系的方式； 建模的目的是以最佳的方式反映本部门的业务对 象及信息流程，或以最佳的方式为用户提供访问
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§4.1 模型概念
用户 计算机
现实世界 概念化(数据抽象）
信息世界 形式化（数据模型）
计算机世界
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§4.1 模型概念
二、模型
1. 定义
模型是对现实世界的表达或描述，是现实世界的 本质反映或科学抽象，可反映事物的固有特征及 其相互联系的运动规律。
2. 模型特点
➢ 用能理解的东西表示希望了解的东西 ➢ 模型不等于被描述的对象 ➢ 是一种普遍采用的科学研究的方法
观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些
对象之间的联系构成的。
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§4.2 数据模型
实体(Entity)： 客观存在并可相互区分的事物叫实体。 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。
属性(Attribute)： 实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个 属性来刻画。 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等 组成。
同型实体的集合称为实体集。 如全体学生。
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§4.2 数据模型
码(Key)：
能唯一标识实体的属性或属性组称作超码。 超码的任意超集也是超码。 其任意真子集都不能成为超码的最小超码称为候 选码。 从所有候选码中选定一个用来区别同一实体集中 的不同实体，称作主码。 一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能 相同。 如学号是学生实体的码。 通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）