GIS数据库设计

§8.1 GIS数据库设计的概念
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❖ 数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用处理和数据抽象成一个数 据库的具体结构的过程。具体地讲，就是对于一个给定的应用环境，提供一个确 定最优数据模型与处理模式的逻辑设计，以及一个确定数据库存贮结构与存取方 法的物理设计，建立能反映现实世界信息和信息联系，满足用户要求，以能被某 个数据库管理系统（DBMS）所接受，同时能实现系统目标并有效存取数据的数据 库。
一般地，地学实体可包括几何类型信息、分类分级信息：如下几类属 性信息：
地学实体
几何类型信息
分类分级信息 图形信息 数量特征信息 质量描述信息 名称信息
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a．几何类型信息：点状物体、线状物体、面状物体、复杂物体、三维物 体等等。 图形
b．分类分级信息：说明物体的类型归属，用特征码或地理标识码表示。 c．图形信息：描述物体的位置和形状的信息。 d．数量特征信息：描述物体的大小或其它可以度量的性能指标。如长度、
概 念 化 设 计
在地理实体之间存在着各种各样的关系，而GIS中只能直接建立一些最 基本的关系，其它关系可以在基本关系的基础上导出。一般地，地理实 体具有下述三种类型的基本关系：
§8.2 应用型GIS数据库设计目标
（l）满足用户要求。 （2）良好的数据库性能。 （3）对现实世界模拟的精确程度。 （4）能被某个数据库管理系统接受。
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§8.3 应用型GIS数据库设计
❖ 一、概念化设计 ❖ 二、数据库逻辑设计 ❖ 三、数据库物理设计
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一、概念化设计
❖ 1．概念结构设计的方法与步骤 ❖ 2．实体—关系模型 ❖3. 数据库地理实体类型确定 ❖ 4．地理实体属性范围 ❖ 8．实体间的基本关系
❖ 数据库设计是一个复杂、繁琐的过程，它通常要求包括：制定整个数据库的使用 目的和目标，分析和评价各种设计方案和雏形试验。
❖ GIS数据库的设计又要有更多的考虑，因为地理数据有矢量和栅格之分，各种数 据又同时具有空间和属性的特征，有的还有时间上的信息特征，各种特征的信息 可能要用不同的结构来表达。各类数据的开发可能是使用不同的GIS软件来完成 的，这样数据的格式也各不相同，一个数据库可能要求容纳各种各样的数据类型 和格式。如何有机地将这些考虑结合起来，也是一个GIS数据库设计成功与否的 关键因素之一。
化 设
·混合策略。即将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计 一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的
各局部概念结构。其中最经常采用的策略是自底向上方法。即自顶向
下地进行需求分析，然后再自底向上地设计概念结构。但无论采用哪 种设计方法，一般都以E－R模型为工具来描述概念结构。
宽度、高度、深度、密度等等。 e．质量描述信息：说明物体的质量构成，如某一类岩石的化学成份等。
几何类型信息
点状物体 复杂物体
线状物体 三维物体
LOGO 面状物体
分类分级信息
说明物体的类型归属，用特征码或地理标识码表示。
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地理基 础信息
水系 地形 道路
居民地
图形信息 ❖ 描述物体的位置和形状的信息
LO，很难有截然划分的界限。
一、 概念 化设 计
同一事物，在一种应用环境中作为“属往”，在另一种应用环境中 就必须作为“实体”。 ①属性不能再具有需要描述的性质。即属 性必须是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成。②属性不能 与其他实体具有联系。联系只发生在实体之间。实体的属性范畴也 称为实体的属性域。确定实体的属性域的目的在于规定每个实体应 包含哪几类属性信息。
计
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一、2．实体—关系模型
概
实体—关系模型，即E－R模型，其英文为“Entity
念
－Relation Model”，是用实体关系来表示数据的 模型，它的一个主要用途便是可以清楚地表达实体间
化
的关系。尤其在实体很多、关系很复杂的情况下，E
－R模型会帮你清楚地理出其中的关系来。
设
计
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一、3、数据库地理实体类型确定
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空间数据库设计
第八章 应用型GIS数据 库详细设计
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❖§8.1 GIS数据库设计的概念 ❖§8.2 应用型GIS数据库设计目标 ❖§8.3 应用型GIS数据库设计 ❖§8.4 空间数据与非空间数据连接
空间数据库概念
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❖ 空间数据库指的是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，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织 在存储介质之上的。
水塔坐标
水塔的形状
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数量特征信息
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❖ ：描述物体的大小或其它可以度量的性能指标。如长度、宽度、高 度、深度、密度等等。
质量描述信息 ❖ 说明物体的质量构成，如某一类岩石的化学成份等。
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名称信息
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❖ 物体或地质体的专有名称。此类信息对某些实体具有标识作用
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一、8．实体间的基本关系
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1．概念结构设计的方法与步骤
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一、 设计概念结构通常有四类方法： ·自顶向下。即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化。
概 ·自底向上。即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起 来，得到全局概念结构。
念 ·逐步扩张。首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚 雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构。
概
念
地理信息的分类是对地理实体的一种抽象和概括，它 决定了数据的质量层次的划分。在确定地理信息的分
化
类时。其分类体系的设计应能包含所有所需的数据和 资料信息。建立统一的地理要素分类体系，确保地理
设
信息多用户、多领域共享。在应用型地理信息系统设 计与建立中，常将地理信息区分为地理基础信息和专
计 题信息。
❖ GIS数据库的设计应该既考虑数据的特征，又兼顾应用目的，仅依据数据特征来 进行GIS数据库设计的方法会忽略了用户将如何使用这些数据的部分，所以这样 设计出的数据库常常无人问津。按照应用目的设计的数据库是根据用户的使用目 的来对数据库进行设计，假若对数据的考虑加强一些，便可以使设计出的数据库
既充分利用了技术上的优势，又兼顾了用户的应用目的。