空间数据模型ppt课件.ppt

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1、第五章空间数据模型一、实体模型二、数据模型三、面向对象数据模型四、面向对象空间数据模型五、时空数据模型六、三维数据模型七、几种常见国内外软件空间数据模型1、模型模型是现实世界事物本质的反映或科学的抽象或简化,能反映事物的固有特征及其相互联系或运动变化规律。模型不等于被描述的对象。模型反映的对象是一种或一类特定事物,它可以是自然界任何有生命的或无生命的实体、事物和现象。一、实体模型2、实体模型实体是现实世界中客观存在并可相互区别的事物。利用实体内部的联系和实体间的联系来描述客观事物及其联系,称为实体模型。实体模型是设计数据库的先导,是确定数据库包含哪些信息内容的关键。(

2、1)对象与属性对象:道路、居民地、水系、植被属性:道路类型、宽度、路面质量一个对象具有某些属性,若干属性又描述某个对象。一个对象具有的某一属性,又可能是另一些属性描述的对象(2)个体与总体个体与总体的联系是对象的外部联系(3)实体之间的联系①一对一联系AB(3)实体之间的联系②一对多联系AB(3)实体之间的联系③多对多联系AB(4)实体模型图实体模型图直观地表示模式的内部联系。名称宽度路面质量等级道路居民地名称人口交通状况等级道路信息实体模型图二、数据模型数据模型是关系数据和联系的逻辑组织形式的表示,以抽象的形式描述系统的运行与信息流程,是计算机数据处理中一种较高层的

3、数据描述。每一个实体的数据库都由一个相应的数据模型来定义。数据库各种操作功能的实现是基于不同的数据模型的,数据库的核心问题是数据模型。常用数据模型:层次、网状、关系1、层次模型与树结构(1)概念层次模型:用树形结构来表示实体间联系的模型。它的特点是将数据组织成有向有序的树结构;可同时用于逻辑和物理数据的描述。同值结构、非同值结构空间数据的位置特征,导致了空间实体分布特征和空间关系。V1V2V3V4abcdeIIIEIIIabedceV1V2V2V3V3V1V1V4V4V3V3V1用层次模型表示(2)层次模型的物理实现①物理邻接法将各层次上的记录按从上到下、从左到右的关

4、系依次记录在存储器上,这样,数据的层次组织在逻辑顺序上与物理顺序是一致的。A1B1B2B3C9C2C13C14C5C16A1B1C9C2C13B2C14B3C5C16层次模型存储结构(2)层次模型的物理实现②表结构法用链表指针表示层次结构比较方便灵活,可用子女指针、双亲指针和子女指针加兄弟指针来表示层次结构。A1B1B2B3C9C2C13C14C5C16子女指针法(2)层次模型的物理实现②表结构法A1*B1B2B3C9C2C13C14C5C16双亲指针法(2)层次模型的物理实现②表结构法A1*B1B2B3*C9C2C13C14C5C16子女加兄弟指针***(2)层次模

5、型的物理实现③目录法用目录式指针来表示层次数据模型中多个记录之间的联系,这时,这些指针所形成的目录本身也是一个文件。④位图法它是一张二维的表格,纵横表头是不同层次上的记录键值,若某两个记录之间有父子联系的,则在其交点处置“1”,否则置“0”。(3)层次模型的优缺点优点:①将数据组织成有向有序的树结构②反映了现实世界中实体之间的层次关系③层次分明、结构清晰,较容易实现缺点:①不能表示多对多的关系②难以顾及实体之间的拓扑关系③导致数据冗余2、网络模型与图结构(1)概念用网络数据结构表示实体与实体间联系的模型称网络模型。网络模型是数据模型的另一种重要结构,它反映着现实世界中

6、实体间更为复杂的联系,其基本特征表现在结点数据间没有明确的从属关系,一个结点可与其他多个结点建立联系。网络模型实例(2)网络模型的物理实现多用指针建立记录间联系。可分为简单网络结构和复杂网络结构两类。①单网状结构的物理实现物理邻接加指针、顺序文件加指针、目录和位图②复杂网状结构的物理实现实际上,在多数数据库系统中,复杂网络结构往往先转换为简单网状结构来处理。(3)网络模型的优缺点优点:可以描述现实世界中极为常见的多对多关系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运行效率较高缺点:结构的复杂性限制了它在空间数据库中的使用3、关系模型与二维表结构(1)关系模

7、型概念将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的规范化二维表(称为关系)的集合,就构成了关系模型。关系的具体实现是一个二维表结构。关系模型用于设计地理属性数据的模型较为适宜。(2)关系模型的规范化所谓规范化,就是用更单纯、结构更规则的关系逐步取代原有关系的过程。找离火车站最近的汽车站?空间数据库属性为火车站的点所有属性为汽车站的点空间计算距离最近的汽车站检索检索GIS分析(2)关系模型的规范化第一范式:表中每一个域上的元素不得多于一个。第二范式:要求一个关系中的所有非主属性都完全函数依赖于主关键字。第三范式:进一步把非主属性传递依赖于主关键字的关系分解为一

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