第四章 空间数据库

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一、数据库（database，DB）的定义：
1、定义：数据库就是为了一定的目的， 在计算机系统中以特定的结构组织、存储、 管理和应用的相互关联的数据集合。
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2、数据库与传统的数据管理的差别
计算机对数据的管理经过了三个阶段 ： 程序管理阶段 、文件管理阶段 、数据库管理阶段 数据库是数据管理的高级阶段，它与传统的数据管
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4、复杂的数据模型
数据模型能够表示现实世界中各种 各样的数据组织以及数据间的 联系。复 杂的数据模型是实现数据集中控制、减少 数据冗余的前提和保证。采用数据模型是 数据库方法与文件方式的一个本质差别。
数据库常用的数据模型有三种：层 次模型，网络模型和关系模型。
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层次模型由处于不同层次的各个结点 组成。除根结点外，其余各结点有且仅有 一个上一层结点作为其“双亲”，而位于 其下的较低一层的若干个结点作为其“子 女”。结构中结点代表数据记录，连线描 述位于不同结点数据间的从属关系。
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四、数据库中数据组织方式
数据库中的数据组织一般可以分为四 级：数据项、记录、文件和数据库。
1、数据项：是可以定义数据的最小 单位，也叫元素、基本项、字段等。
2、记录：由若干相关联的数据项组 成。
对大多数据库系统，记录是处理和存 储信息的基本单位。
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。
五、数据间的逻辑联系
数据之间的逻辑联系主要有三种：
1、一对一的联系(1：1)
这是一种比较简单的联系方式，这种联 系可以表达为：在集合A中存在一个元素ai， 则在集合B中就有一个且仅有一个bj与之联系。
1、数据集中控制特征
数据库集中控制和管理有关数据，以保证 不同用户和应用可以共享数据。
2、数据冗余度小的特征
冗余是指数据的重复存储。在数据库中应
该严格控制数据的冗余度。
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3、数据独立性特征
数据独立是数据库的关键性要求。数 据独立是指数据库中的数据与应用程序相 互独立，即应用程序不因数据性质的改变 而改变；数据的性质也不因应用程序的改 变而改变。
1、物理级(也称内模式或存储模式) ：数据 库最内的一层。它是物理设备上实际存储 的数据集合(物理数据库)，是数据物理结构 和存储结构的描述。
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2、概念级(也称模式或逻辑模式) ：是数据 库中全体数据的逻辑结构和特征的描述， 是所有用户的公共数据视图。
3、用户级(也称子模式或外模式) ：是数据 库用户看见和使用的局部数据的逻辑结构 和特征的描述，是数据库用户的数据视图， 是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
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5、数据保护特征
数据保护对数据库来说是至关重要的， 一旦数据库中的数据遭到破坏，就会影响 数据库的功能，甚至使整个数据库失去作 用、数据保护主要包括四个方面的内容： 安全性控制、完整性控制、并发控制、故 障的发现和恢复。
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三、数据库的系统结构
数据库是一个复杂的系统。数据库的基本结 构可以分成三个层次：物理级、概念级和 用户级。
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空间数据库 来自百度文库理空间 数据的软件
管理属性 数据的DBMS
扩展DBMS 以容纳空间数据
商业数据库
用户设计 的数据库
空间及 属性数 据文件
空间数据库
属性数据库
空间及属性 数据库
空间及属性 数据库
第四章 空间数据库
第一节 数据库概述 第二节 数据库系统的数据模型 第三节 GIS中空间数据库的组织方式 第四节 GIS空间数据库建库方法 思考与练习
空间数据库与一般数据库相比，具有以下特点：
(1) 数据量特别大； (2) 不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空 间数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联 系；
(3) 数据应用范围相当广泛。
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二、数据库的主要特征
数据库方法与文件管理方法相比，具有更强的数 据管理能力。数据库具有以下主要特征：
理相比有许多明显的差别，其中主要的有两点： 一是数据独立于应用程序而集中管理，实现了数据
共享，减少了数据冗余，提高了数据的效益； 二是在数据间建立了联系，从而使数据库能反映出
现实世界中信息的联系。
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3、空间数据库的特点
地理信息系统的数据库(简称为空间数据库)是某区 域内关于一定地理要素特征的数据集合。
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2、一对多的联系(1：N)
这种联系可以表达为：在集合A中存
在一个ai,则在集合B中存在一个子集B′＝ (bj1，bj2…bjn)与之联系。通常，B′是B 的一个子集。
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3、多对多的联系(M：N)
这是现实中最复杂的联系，即对于集
合A中的一个元素ai。在集合B就存在一个 子集B′＝(bj1， bj2…bjn)与之相联系。反 过来，对于B集合中的一个元素Bj在集合A 中就有一个集合A′＝(ai1，ai2 …ain)与之 相联系。
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第一节 数据库概述
数据库技术是20世纪60年代初开始发展 起来的一门数据管理自动化的综合性新技术。
建立数据库不仅仅是为了保存数据，扩 展人的记忆，而主要是为了帮助人们去管理 和控制与这些数据相关联的事物。地理信息 系统中的数据库就是一种专门化的数据库， 由于这类数据库具有明显的空间特征，所以 有人把它称为空间数据库。
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第二节 数据库系统的数据模型
数据模型的主要任务就是研究记录类型 之间的联系。
目前，数据库领域采用的数据模型有层 次模型、网状模型和关系模型，其中应用最
广泛的是关系模型。
一、层次数据库模型
层次模型是数据处理中发展较早、 技术上也比较成熟的一种数据模型。它 的特点是将数据组织成有向有序的树结 构（即一对多的关系）。