第七章數(shù)據(jù)管理

第七章數(shù)據(jù)管理第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理包括：數(shù)據(jù)組織、存儲、檢索和操縱目的：充分有效地發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用關(guān)鍵：數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)項(字段)：具有確定邏輯意義（即可描述信息內(nèi)容）的數(shù)據(jù)的最小單位,用于說明事物的某方面性質(zhì)記錄：將描述某事物有關(guān)性質(zhì)的數(shù)據(jù)項按一定的方式組織起來就形成了記錄，常用于說明一個客觀存在的事物（或事物之間的聯(lián)系）文件：文件是同類記錄的有序集合數(shù)據(jù)庫：據(jù)庫是存貯起來的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷以下四個發(fā)展階段人工管理階段：如圖書目錄的手工編制和手工統(tǒng)計處理計算機文件系統(tǒng)管理階段：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫管理階段（一）人工管理階段（五十年代中期以前）計算機系統(tǒng)沒有專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理；不單獨保存數(shù)據(jù)，沒有數(shù)據(jù)文件的概念；數(shù)據(jù)是面向應用的，不共享第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（二）計算機文件管理階段特點：數(shù)據(jù)以“文件”形式可長期保存在外部存儲器的磁盤上程序與數(shù)據(jù)之間具有“設備獨立性”物理獨立性邏輯獨立性：用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的，也就是說，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變應用程序3應用程序2應用程序1文件1文件2存取方法即程序只需用文件名就可與數(shù)據(jù)打交道，由操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)提供存取方法（讀／寫）。第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（二）計算機文件管理階段特點：文件組織已多樣化，有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等順序文件（SequentialFile）：數(shù)據(jù)按記錄中主關(guān)鍵字的順序組織;邏輯上是按主關(guān)鍵字排序的，在物理存儲上可以有不同的方式，包括：向量方式、鏈方式、塊方式。向量方式：邏輯結(jié)構(gòu)同物理結(jié)構(gòu)一致；鏈方式：通過指針連結(jié)邏輯順序；塊方式：上述兩種方式的結(jié)合（塊內(nèi)是向量方式，塊間是鏈方式）第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（二）計算機文件管理階段特點：文件組織已多樣化，有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等索引文件：存儲內(nèi)容包括：記錄本身（主文件）和若干索引表索引表中列出：記錄的關(guān)鍵字和記錄在文件中的位置（地址）。讀取記錄時，只要提供記錄的關(guān)鍵字值，系統(tǒng)通過查找索引表獲得記錄的位置，然后取出該記錄隨機文件：隨機文件又稱直接文件，其存儲是根據(jù)記錄關(guān)鍵字的值，通過某種轉(zhuǎn)換方法得到一個物理存儲位置，然后把記錄存儲在該位置上。查找時，通過同樣的轉(zhuǎn)換方法，可以直接得到所需要的記錄。通過HASH函數(shù)（哈希函數(shù)），把關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換為地址進行存取的文件。第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（二）計算機文件管理階段特點：文件組織已多樣化，有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等倒排文件（InvertedFile）：倒排文件是帶有輔索引的文件，其中輔索引是按照一些輔關(guān)鍵字來組織索引的倒排文件是一種多關(guān)鍵字的索引文件，其中的索引不能唯一標識記錄，往往同一索引指向若干記錄。通過輔索引不能直接讀取記錄，而要通過主關(guān)鍵字才能查到記錄的位置。倒排文件的主要優(yōu)點：在處理多索引檢索時，可以在輔檢索中先完成查詢的‘交’、‘并’等邏輯運算，得到結(jié)果后再對記錄進行存取，從而提高查找速度.第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（二）計算機文件管理階段特點：數(shù)據(jù)不再屬于某個特定的程序，可以重復使用，即數(shù)據(jù)面向應用。但是文件結(jié)構(gòu)的設計仍然是基于特定的用途，程序基于特定的物理結(jié)構(gòu)和存取方法，因此程序與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的依賴關(guān)系并未根本改變對數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。這是由于文件中只存儲數(shù)據(jù)，不存儲文件記錄的結(jié)構(gòu)描述信息。文件的建立、存取、查詢、插入、刪除、修改等所有操作，都要用程序來實現(xiàn)第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（二）計算機文件管理階段缺點：數(shù)據(jù)冗余：由于文件之間缺乏聯(lián)系，造成每個應用程序都有對應的文件，有可能同樣的數(shù)據(jù)在多個文件中重復存儲不一致性：這往往是由數(shù)據(jù)冗余造成的，在進行更新操作時，稍不謹慎，就可能使同樣的數(shù)據(jù)在不同的文件中不一樣數(shù)據(jù)聯(lián)系弱：這是由于文件之間相互獨立，缺乏聯(lián)系造成的第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（三）數(shù)據(jù)庫階段(60年代后期)數(shù)據(jù)庫是是存儲在計算機中、按一定數(shù)據(jù)模型組織、可共享的數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)用于各種應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的特點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化（數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存）是數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)的根本區(qū)別；應用程序3應用程序2應用程序1DBMS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴展；數(shù)據(jù)獨立性高；數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制:數(shù)據(jù)的安全保護、數(shù)據(jù)的完整性檢查、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（三）數(shù)據(jù)庫階段(60年代后期)數(shù)據(jù)庫類型平面文件層次型網(wǎng)絡型關(guān)系型第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（三）數(shù)據(jù)庫階段(60年代后期)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫關(guān)系表或表格主關(guān)鍵字和外關(guān)鍵字關(guān)系類型一對多一對一多對一多對多操作：合并、關(guān)聯(lián)、關(guān)系類第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理（四）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫階段單用戶結(jié)構(gòu)庫式：應用程序、DBMS、數(shù)據(jù)、都在一臺機器上，有一個用戶獨占?？蛻?服務器（C/S）結(jié)構(gòu)模式：將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分成前臺的客戶應用程序和后臺的服務部分，其間通過網(wǎng)絡連接，由客戶機和服務器共同完成處理任務客戶/服務器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心是客戶應用程序只通過SQL向服務器發(fā)服務請求，服務器完成任務后，將結(jié)果發(fā)回給客戶應用程序第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理②客戶/服務器（C/S）結(jié)構(gòu)模式：服務器的任務為多個用戶管理和維護一個獨立的數(shù)據(jù)庫；管理并處理客戶的請求；管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全等。客戶的任務提供用戶界面；建立同服務器的連接；向服務器提交和接受請求；數(shù)據(jù)的輸入輸出及驗證等第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

客戶機（用戶界面、應用程序）數(shù)據(jù)庫服務器數(shù)據(jù)庫客戶/服務器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1數(shù)據(jù)管理③WEB（B/S）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式WEB（B/S）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式是構(gòu)成WEB的技術(shù)基礎(chǔ)，是WEB技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)。它實現(xiàn)開發(fā)環(huán)境和應用環(huán)境的分離，用戶端用統(tǒng)一的瀏覽器代替客戶軟件。用戶通過瀏覽器的表單（FORM）向WEB服務器發(fā)送HTTP協(xié)議方式的請求，WEB服務器收到請求后向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)請求，數(shù)據(jù)庫服務器執(zhí)行接收的請求，并將結(jié)果返回WEB服務器。瀏覽器WEB服務器數(shù)據(jù)庫服務器數(shù)據(jù)請求HTTP協(xié)議請求返回數(shù)據(jù)結(jié)果返回瀏覽器第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月各階段的比較階段人工管理階段文件處理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時間50年代60年代70年代數(shù)據(jù)共享性無共享共享差共享好

數(shù)據(jù)獨立性無獨立性獨立性差物理獨立性高一定邏輯獨立性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)化紀錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)化整體結(jié)構(gòu)化差用數(shù)據(jù)摸型描述§7.1數(shù)據(jù)管理第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理GIS中數(shù)據(jù)的特點：數(shù)據(jù)類型多空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)圖形、圖像、文本、數(shù)字、視頻等數(shù)據(jù)常具有非結(jié)構(gòu)化特征，尤其是空間數(shù)據(jù)關(guān)系復雜：常要記錄拓撲關(guān)系數(shù)據(jù)量大，常要作查詢，因此必需注意提高查詢效率，如建立索引等第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理空間數(shù)據(jù)管理的模式全文件管理模式文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理模式全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理模式對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理模式面向的對象數(shù)據(jù)庫管理模式第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理①全文件管理系統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)描述空間數(shù)據(jù)存在的缺陷空間數(shù)據(jù)記錄是變長的對空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、連通、包含、疊加等基本操作GIS需要一些復雜的圖形功能地理信息是復雜的，單個地理實體的表達需要多個文件、多條記錄、或許包括大地網(wǎng)、特征坐標、拓撲關(guān)系、空間特征量測值、屬性數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字以及非空間專題屬性等具有高度內(nèi)部聯(lián)系的GIS數(shù)據(jù)記錄需要更復雜的安全性維護系統(tǒng)，否則一條記錄的改變就會使其他數(shù)據(jù)文件產(chǎn)生錯誤第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理①全文件管理系統(tǒng)（coverage）優(yōu)點：廠商可根據(jù)自己要求定義文件格式，管理數(shù)據(jù)；有利于存儲非結(jié)構(gòu)化不定長數(shù)據(jù)缺點：不利于數(shù)據(jù)查找，如系統(tǒng)開發(fā)者要編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的更新、查詢；GIS應用1空間、屬性數(shù)據(jù)文件1GIS應用2空間、屬性數(shù)據(jù)文件2空間、屬性數(shù)據(jù)文件3數(shù)據(jù)共享性等差：多個程序共享一數(shù)據(jù)文件時，文件的修改，需得到所有應用的許可；不能達到真正的共享，即數(shù)據(jù)項、記錄項的共享第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理②文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理模式(SHP)這種方式實際上不能建立真正意義上的空間數(shù)據(jù)庫第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理②文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理模式優(yōu)點:GIS可通過DBMS提供的高級編程語言的接口，直接操縱屬性數(shù)據(jù)，查詢屬性數(shù)據(jù)庫，并在GIS的用戶界面下，顯示查詢結(jié)果在ODBC(OpenDataBaseConnectivity,開放式數(shù)據(jù)庫互連)推出后，GIS軟件商只需開發(fā)GIS與ODBC的接口軟件，就可將屬性數(shù)據(jù)與任何一個支持ODBC的RDBMS連接缺點：屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)通過ID聯(lián)系起來，使查詢運算，模型操作運算速度慢數(shù)據(jù)分布和共享困難屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)分開存儲，數(shù)據(jù)的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制以及數(shù)據(jù)損壞后的恢復方面缺少基本的功能缺乏表示空間對象及其關(guān)系的能力第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理③全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都用現(xiàn)有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理用RDBMS管理圖形數(shù)據(jù)有兩種模式：基于關(guān)系模型的方式，圖形數(shù)據(jù)按關(guān)系數(shù)據(jù)模型組織將圖形數(shù)據(jù)的變長部分處理成BinaryBlock字段，這樣就可省去大量關(guān)系連接操作，但BinaryBlock的讀寫效率比定長的屬性字段慢得多，特別涉及對象的嵌套時，更慢。第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)基于關(guān)系模型組織圖形數(shù)據(jù)要找出組成多邊形的采樣點坐標，涉及多個關(guān)系表，作多次連接投影運算。多邊形編號邊號邊長P1aP1bP1cP1dP1P2邊號起結(jié)點號終結(jié)點號a17b21…結(jié)點號xy1..…2………CNE第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月BusinessTable

Feature-IDColumn1Column2GeometryID

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…

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GeometryTableGeometryIDETYPEXCoordinateYCoordinate1310.0010.001310.0015.001315.0015.0023150.00100.0023100.00100.0023120.00120.00…………(a)基于關(guān)系模型組織圖形數(shù)據(jù)第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（b）BinaryBlock字段模式圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫中將圖形文件轉(zhuǎn)成關(guān)系存放在目前大部分關(guān)系型數(shù)據(jù)庫提供的二進制塊中（即將圖形數(shù)據(jù)的變長部分處理成Binary二進制塊Block字段）?？臻g數(shù)據(jù)訪問接口用戶界面數(shù)據(jù)庫訪問接口GISRDBMS空間數(shù)據(jù)庫第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月BusinessTableFeature-IDColumn1Column2GeometryID101

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3…

…GeometryTableGeometryIDBinaryGeometry1(x,y,…,x,y)2(x,y,…,x,y)3(x,y,…,x,y)……SpatialIndexTableGeometryIDIndexKey1

2

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……（b）BinaryBlock字段模式第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理③全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理優(yōu)點:在全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中加入了二進制數(shù)據(jù)塊形式省去大量關(guān)系連接操作,可提高查詢速度；便于數(shù)據(jù)的維護；缺點:不定長記錄造成存儲效率的下降；實現(xiàn)SQL查詢要附加接口；因此它只適用于功能簡單的GIS第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理④對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理模式定義是介于關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中間，由關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)合而成的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)兩種擴展模式GIS軟件商在RDBMS中進行擴展，使之能直接存儲和管理非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)，如ArcSDE、SaptialWare以及Geomedia等；另外一種擴展方式是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件商在自己的數(shù)據(jù)庫軟件中直接擴展，如Informix和Oracle等都推出了空間數(shù)據(jù)管理的專用模塊，定義了操縱點、線、面、圓等空間對象的ＡＰＩ函數(shù)。第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理④對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理模式優(yōu)點：解決了空間數(shù)據(jù)的變長記錄管理，并具備數(shù)據(jù)的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制以及數(shù)據(jù)損壞后的恢復方面等基本功能，支持海量數(shù)據(jù)的管理，使數(shù)據(jù)管理效率大大提高；空間和屬性之間聯(lián)結(jié)有空間數(shù)據(jù)管理模塊解決，不僅具有操作關(guān)系數(shù)據(jù)的函數(shù)，還具有操作圖形的API函數(shù);對象——關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫是在標準的關(guān)系數(shù)據(jù)庫上加一層空間數(shù)據(jù)管理模塊；用該層功能將地理結(jié)構(gòu)查詢語言轉(zhuǎn)化成標準的SQL查詢，空間數(shù)據(jù)查詢速度快。缺點：仍沒有解決對象的嵌套問題，空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不能由用戶定義，用戶不能根據(jù)ＧＩＳ要求再定義，使用上受一定限制第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理⑤面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用面向?qū)ο竽Ｐ褪亲钸m合于空間數(shù)據(jù)的表達和管理，它不僅支持變長記錄，而且支持對象的嵌套、信息的繼承與聚集。并且面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許用戶定義對象和對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它的操作。三種實現(xiàn)方式：擴充面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言(OOPL)，在OOPL中增加DBMS的特性；擴充RDBMS，在RDBMS中增加面向?qū)ο蟮奶匦?；建立全新的支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的OODBMS。當前已推出了若干OODBMS如O2等，也出現(xiàn)一個基于OODBMS的GIS，但由于OODBMS價格昂貴且技術(shù)還不成熟，目前在GIS領(lǐng)域不太通用。面向?qū)ο蟮腄BMS將可能成為GIS空間數(shù)據(jù)庫發(fā)展的主流。第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理——Arcgis數(shù)據(jù)管理Shp文件基于文件方式存儲GIS數(shù)據(jù)的文件格式，至少由.shp,.dbf,.shx三個文件作成，分別存儲空間，屬性和前兩者的關(guān)系Coverage一種拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜，屬性缺省存儲在Info表中Geodatabase個人數(shù)據(jù)庫PersonalGeodatabase文件FileGeodatabaseArcSDE第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理——Arcgis數(shù)據(jù)管理地理數(shù)據(jù)庫Geodatabase對象類ObjectClasses要素類FeatureClasses要素數(shù)據(jù)集FeatureDatasetes關(guān)系類RelationshipClasses要素類FeatureClasses幾何網(wǎng)絡GeometricNetwork關(guān)系類RelationshapClasses要素Feature網(wǎng)絡要素NetworkFeature關(guān)系Relationship表格Table要素Feature關(guān)系Relationship第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理——Arcgis數(shù)據(jù)管理PersonalGeodatabaseFileGeodatabase平臺支援WindowsWindows

、UNIX、linux存儲方式MS-Access

的mdb

數(shù)據(jù)庫文檔一個文件夾方式儲存存儲限制2GB數(shù)據(jù)庫無限制，每個表限制為1TB(1000GB)儲存空間減少50-70%效能可快20%到10倍數(shù)據(jù)壓縮不支持數(shù)據(jù)壓縮支持一種新的數(shù)據(jù)壓縮格式，在查詢與顯示方面均與未壓縮格式相同，壓縮比率可從2:1

到25:1第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2GIS數(shù)據(jù)管理——Arcgis數(shù)據(jù)管理ArcSDE是ArcGIS與關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的GIS通道，在多種數(shù)據(jù)庫平臺上，如：Oracle，OraclewithSpatial/Locator，MicrosoftSQLServer,IBMDB2和Informix管理地理信息

采用客戶/服務器體系結(jié)構(gòu)，多用戶并發(fā)共用§7.3第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理地物所固有的，不是由于地物空間分布所帶來的特征，如某地的年降雨量、土地酸緘類型、人口密度、交通流量、空氣污染程度等專題屬性特征通常以數(shù)字、符號、文本和圖像等形式來表示第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理 為了描述地理世界，對任何事物都要鑒別、分類和命名。屬性數(shù)據(jù)測量的尺度大致可以分成四個層次，由粗略至詳細依次為：命名(Nominal)量：定性而非定量，不能進行任何算術(shù)運算命名式的測量尺度也稱為類型測量尺度，只對特定現(xiàn)象進行標識，賦予一定的數(shù)值或符號而不定量描述這些數(shù)值之間無數(shù)量關(guān)系，對命名數(shù)據(jù)的邏輯運算只有“等于”或“不等于”兩種形式，而其近似均值只能使用眾數(shù)?！暗扔凇迸c“不等于”之外，還可以比較它們的大小，即“大于”或“小于”。第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理次序(Ordinal)量：線性坐標上不按值的大小，而是按順序排列的數(shù)，例如，事故發(fā)生危險程度的級別由大到小被標為1，2，3，…級別的序號越低，其危險性越大，但危險性到底有多大并未給予定量的表達序數(shù)值相互之間可以比較大小，但不能進行加、減、乘、除等算術(shù)運算次序測量尺度是基于對現(xiàn)象進行排序來標識的，如可以把山峰按高度分級為極高山、高山、中山、低山和丘陵等，將坡度分為陡、中、緩等不同次序之間的間隔大小可以不同第39頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理間隔(Interval)量不參照某個固定點，而是按間隔表示相對位置的數(shù)。按間隔量測的值相互之間可以比較大小，并且它們之間的差值大小是有意義的間隔尺度的測量值無真的零值,零值往往是人為規(guī)定的，如攝氏溫標中零攝氏度，時間中的零點等等;

例如，溫度是間隔尺度的數(shù)據(jù)而不是比例數(shù)據(jù)，因為它的“0”測量值隨著所使用的不同溫度測量單位而不同。不能說150F的溫度是75F的溫度的兩倍，因為這個比例在使用攝氏單位時就改變了相反，降水量是比例數(shù)據(jù)，因為它有真的零值。比例數(shù)據(jù)和間隔數(shù)據(jù)可用于加、減、乘、除等運算，而且可以求算術(shù)平均第40頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理比率（Ratio）量指那些有真零值而且測量單位的間隔是相等的數(shù)據(jù)，比例測量尺度與使用的測量單位無關(guān)與某一固定點的比值計算，支持多種算術(shù)操作，如加、減、乘、除等有關(guān)該類型屬性域的例子很多，如年降雨量、海拔高度、人口密度、發(fā)病率等第41頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月不同測量尺度數(shù)值可以進行的運算

比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)可以比較容易地被轉(zhuǎn)變成次序或命名數(shù)據(jù)；命名數(shù)據(jù)則很難被轉(zhuǎn)化成次序、間隔數(shù)據(jù)或比例數(shù)據(jù)

命名數(shù)據(jù)或次序數(shù)據(jù)便于使用，易于理解，但有時不夠精確，不能用于較高級的算術(shù)運算；比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)比較精確，便于計算機處理，命名量==,!=…次序量==,!=,>,<…間隔量==,!=,>,<,+,-…比率量==,!=,>,<,+,-,*,/…§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理第42頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3GIS屬性數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作添加字段刪除字段字段計算屬性表操作合并關(guān)聯(lián)關(guān)系類第43頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3數(shù)據(jù)組織空間數(shù)據(jù)分層按專題分層按時間序列分層以地面垂直高度分層第44頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.4數(shù)據(jù)組織空間數(shù)據(jù)分塊（分幅）

查詢往往涉及到多幅圖或在不同專題間進行地理實體的完整性和一致性難以維護分幅管理對于數(shù)據(jù)共享和地理實體一級的安全管理增加了難度Intergraph的MGE，ESRI的ARC/INFO等都能建立無縫GIS地理數(shù)據(jù)庫，能夠完成地理數(shù)據(jù)的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理。第45頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月工作區(qū)1工作區(qū)2工作區(qū)3工作區(qū)n圖層1圖層2圖層3圖層n地物1地物2地物3地物n點狀地物線狀地物面狀地物標識碼屬性表結(jié)點弧段標識碼注記屬性表結(jié)點坐標始點終點左面右面標識碼§7.4數(shù)據(jù)組織第46頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.4數(shù)據(jù)組織集中式數(shù)據(jù)庫:所有的數(shù)據(jù)存放在一臺存儲設備上，物理與邏輯上統(tǒng)一分布式數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)分散存儲在多臺存儲設備上，保持邏輯上的統(tǒng)一性第47頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.5空間索引空間索引定義：指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含空間對象的概要信息，如對象的標識、外接矩形及指向空間對象實體的指針。作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，它通過篩選作用，大量與特定空間操作無關(guān)的空間對象被排除，從而提高空間操作的速度和效率空間索引性能的優(yōu)劣直接影響空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的整體性能，它是空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)常見大空間索引一般是自頂向下、逐級劃分空間的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間索引，比較有代表性的包括BSP樹、K-D-B樹、R樹、R+樹和CELL樹等。此外，結(jié)構(gòu)較為簡單的格網(wǎng)型空間索引有著廣泛的應用。第48頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.5空間索引①格網(wǎng)型空間索引其基本思想是將研究區(qū)域用橫豎線條劃分大小相等和不等的格網(wǎng)，記錄每一個格網(wǎng)所包含的空間實體第49頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.5空間索引BSP樹