GIS空间数据库ppt课件.ppt

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1、第四章GIS空间数据库第一节空间数据库概述一、数据与数据库1.数据：描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。2.数据库：数据库(DataBase)：是以一定的组织方式存储在一起的相互关联的数据集合。数据库系统包括数据库、数据库管理系统和数据库应用系统三个组成部分。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3传统数据库与空间数据库的比较传统数据库空间数据库数据连续性/相关性不连续相关性小连续较强空间相关性实体类型/空间关系少简单固定多复杂且不固定记录长度结构化等长非结构化不等长查询与操作文字、数字文字数字空间图形空间数

2、据库概念是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。（是GIS基本且重要的组成部分）数据库＝数据库系统数据库系统空间数据库管理系统的实现（1）常规DBMS进行扩展，使有空间数据存储、管理功能；（Oracle）（2）常规DBMS基础上加一层空间数据库引擎。（ESRI的SDE（SpatialDatabaseEngine））GIS数据库的特点（与其它数据库相比）不仅属性数据，还有大量的空间数据数据量大，即使是一个极小的区域数据的应用相当广，如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等等。数据库管理系统：提供数据库建立、使用和

3、管理的软件系统。数据库应用系统：为满足特定用户数据处理要求而建立起来的，具有数据库访问功能的应用软件，提供给用户一个访问和操作特定数据库的用户界面。现行空间数据库管理方案基于文件与关系式数据库的空间数据混合管理方案基于关系式数据库的空间数据管理方案基于对象—关系式数据库的空间数据管理方案。文件关系数据库混合管理方案属性数据建立在RDBMS上，数据存储和检索比较可靠、有效；几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多。空间数据分开存储，数据的完整性有可能遭到破坏。GIS软件：Arc/Info，

4、MGE，GenMap等几何数据属性数据ID数据文件数据库早期图形用户界面图形处理DBMS属性用户界面图形文件库属性数据库GIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言ODBC协议GIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言数据库开发语言数据库开发数据库开发全关系式数据库管理方案属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快属间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作GIS软件：System9，SmallWorld、Geovision等GIS界

5、面属性数据（定长记录）空间数据（变长记录）DBMS空间数据库关系表二进制块对象关系数据库管理方案对现有的关系数据库进行扩展，增加空间数据类型解决了空间数据变长记录的存储问题，由数据库软件商开发，效率较高用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义，因而不能将设计的拓扑结构进行存储，没有解决数据的嵌套纪录问题GIS软件：TIGER，Geo++、GeoTropics等GIS界面空间数据处理DBMS空间数据库扩充实体类型（点、线、面、圆等）GIS空间数据组织研究区域GIS工程并发控制空间索引工作区1工作区2工作区n工作层地物类逻辑层Arc/InfoMGEGeoSt

6、ar属性数据Arc/InfoMGEGeoStar第二节空间数据库的设计一、数据的管理模式：人工阶段（50年代中期以前）、文件系统阶段（50年代后期到60年代中期）数据库系统阶段（60年代后期始）二、空间数据库的设计空间数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。实质：如何将地理实体以一定组织形式在数据库中表达。即空间实体数据的模型化问题。1.地理信息系统空间数据库模型建立过程地理现象和过程概念模型逻辑模型存储模型对地理现象和过程的抽象客观世界－（认识、抽象）－>概念模型概念模型－（选定数据模型、DBMS）－>逻辑模

7、型逻辑模型－（确定数据组织方式）－>存储模型2.概念模型（空间特征，关系描述）（1）空间特征：点、线、面、体四种基本类型；（2）实体在空间、时间、属性三方面存在联系：空间联系：空间位置、分布、关系、运动等；时间联系：客体随时间变化，可构成时态数据库；属性关系：属性多级分类中的从属关系、聚类关系、相关关系。3.空间数据库的数据模型设计空间数据模型：对空间客体进行描述和表达的数学手段，使之能反应客观实体及其关系。常用数据模型：层次模型；网状模型；关系模型；语义模型；面向对象模型。4.空间数据库的设计原则尽量减小存储冗余可变的数据结构对数据及时访问,高效查询能维

8、持空间数据的复杂联系支持多种决策的需要，适应性强4.空间数据库的设