地理信息系统应用技术第四章(教案)

《地理信息系统应用技术第四章(教案)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第四章教学目标要求掌握数据库的基木概念，掌握传统数据库的数据模型：层次型、网络型、关系型，掌握空间数据库的组织方式：混合型、扩展型、统一型，了解面向对象数据库系统的基础理论。内容纲要第一节数据库概述一、数据库的定义数据库(Database,简称DB)是按照一定结构组织的相关数据的集合，是在计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。地理信息系统的数据库(Geo-Database,即前面提到的空间数据库)是某区域内关于一定地理要素特征的数据集合。空间数据库与一般数据库相比，具有以下特点：(1)数据量大(

2、2)属性数据与空间数据紧密结合(3)应用面广二、数据库的主要特征数据库方法与文件管理方法和比，具有更强的数据管理能力。数据库具有以下主要特征：1、数据集中控制2、数据冗余度小3、数据独立性4、复杂的数据模型5、数据保护三、数据库的系统结构数据库是一个复杂的系统。数据库的基木结构可以分成三个层次：内模式、概念模式和外模式。1、内模式：亦称存储模式，是数据库最内的一层，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。2、概念模式：概念模式是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性、基木操作、目标以

3、及目标与操作的关系和依赖的描述，以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。3、外模式：亦称了模式，是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。四、数据组织方式数据库据组织一般可以分为四级：字段、记录、数据表和数据库。1、字段：是可以定义数据的最小单位，也叫元素、基木项、数据项等。字段与现实世界实体的屈性相对应，字段有一定的取值范围，称为域（Domain）。2、记录：由若干相关联的字段组成。记录是应用程序屮输入-输出的逻辑单位。为了唯一标识每个记录，就必须有记录标识符

4、，也叫关键字。记录标识符一般由记录中的第一个字段担任，唯一•标识记录的关键字称主关键字（PrimaryKey）,其他标识记录的关键字称为辅助关键字或二级关键字（SecondaryKey）。3、数据表：数据表是一给定类型的（逻辑）记录的全部具体值的集合。4、数据库：是比数据表更大的数据组织形式。五、数据间的逻辑联系数据间的逻辑联系主要是指记录与记录Z间的联系。记录是现实世界屮的实体的表示。实体Z间存在着一种或多种联系，这样的联系必然要反映到记录Z间的联系上来。数据之间的逻辑联系主要有三种：1、一对一的联

5、系：简记为1：1。2、一对多的联系（1:N）：现实生活小一对多的联系比较常见。3、多对多的联系（M：N）：这是现实中最复杂的联系，在数据库小往往不能直接表示出来，而必须经过某种变换，使其分解成两个1：N的联系来处理。第二节传统数据库系统的数据模型口前，数据库领域釆用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型，其屮应用最广泛的是关系模型。一、层次模型层次模型是数据处理小发展较早、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。层次模型由处于不同层次的各个结点组成。除根结点外，其余齐

6、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”。结构小结点代表数据记录，连线描述位于不同结点数据间的从屈关系邙艮定为一对多的关系）。层次模型反映了现实世界小实体间的层次关系，层次结构是众多空间对象的自然表达形式，并在一定程度上支持数据的重构。但其应用时存在以下问题：1、由于层次结构的严格限制，对任何对彖的查询必须始于其所在层次结构的根，使得低层次对象的处理效率较低，并难以进行反向查询。数据的更新涉及许多指针，插入和删除操作也比较复朵。父结点的删除意味着其下属所

7、有子结点均被删除，必须慎用删除操作。2、层次命令具有过程式性质，它要求用户了解数据的物理结构，并在数据操纵命令小显式地给出存取途径。这提高了层次数据库使用的门坎，对用户的要求较高。3、模拟多对多联系时导致物理存储上的冗余。4、数据独立性较差。二、网络模型网络数据模型是数据模型的另一种重要结构，它反映了现实世界屮实体间更为复杂的联系，其基本特征是：结点数据间没有明确的从属关系，i个结点可与其它多个结点建立联系。网络模型在一定程度上支持数据的重构，具有一定的数据独立性和共享特性，并且运行效率较高。但它应用

8、时存在以下问题：1、网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难。它要求用户熟悉数据的逻辑结构，知道自身所处的位置。2、网状数据操作命令具有过程式性质。3、不直接支持对于层次结构的表达。三、关系模型关系模型是由E.F.Codd在20世纪70年代初首次引入到数据库领域小的。关系模型是根据数学概念建立的，它把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表形式。此外，实体本身的信息以及实体Z间的联系均表现为二维表，这种表就称为关系。一个实体由若干个关系组成，而关系表的