GIS空間數(shù)據(jù)庫教學(xué)課件

第五章GIS空間數(shù)據(jù)庫第一節(jié)空間數(shù)據(jù)庫概述第二節(jié)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型第三節(jié)語義數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型第四節(jié)邏輯模型設(shè)計和物理設(shè)計第五節(jié)GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫時態(tài)數(shù)據(jù)庫第一節(jié)空間數(shù)據(jù)庫概述空間數(shù)據(jù)庫的概念GIS存儲空間和屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計設(shè)計過程；數(shù)據(jù)模型設(shè)計；原則、步驟和技術(shù)方法?？臻g數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)和維護(hù)第二節(jié)

空間數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計:傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型基本概念：關(guān)系；關(guān)鍵字；關(guān)系模式；關(guān)系數(shù)據(jù)庫；關(guān)系完整性。第三節(jié)

空間數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計:語義模型與對象模型語義數(shù)據(jù)模型E-R模型。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型面向?qū)ο蟮幕靖拍睿簩ο?、類；繼承；重載；概括與聚集。第四節(jié)空間數(shù)據(jù)庫邏輯模型

設(shè)計和物理設(shè)計邏輯設(shè)計步驟和內(nèi)容；E-R模型向關(guān)系數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。物理設(shè)計第五節(jié)GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述空間時態(tài)數(shù)據(jù)的表達(dá)；空間時態(tài)數(shù)據(jù)的更新；空間時態(tài)數(shù)據(jù)的查詢；時空一體化數(shù)據(jù)模型時間片快照模型；底圖疊加模型；時空合成模型；全信息對象模型。第四節(jié)、空間數(shù)據(jù)庫一、數(shù)據(jù)庫定義：數(shù)據(jù)庫是為一定目的服務(wù)，以特定結(jié)構(gòu)存儲的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。特點：數(shù)據(jù)獨立于應(yīng)用程序而集中管理數(shù)據(jù)之間建立聯(lián)系，反映了現(xiàn)實世界信息的聯(lián)系數(shù)據(jù)模型層次模型網(wǎng)絡(luò)模型關(guān)系模型二、空間數(shù)據(jù)庫定義：空間數(shù)據(jù)庫是某一區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合特點：數(shù)據(jù)量特別大屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)聯(lián)合管理數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍廣泛三、空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)特征空間特征非結(jié)構(gòu)化特征空間關(guān)系特征分類編碼特征海量數(shù)據(jù)特征四、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫的比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)連續(xù)性/相關(guān)性不連續(xù)相關(guān)性小連續(xù)較強空間相關(guān)性實體類型/空間關(guān)系少簡單固定多復(fù)雜且不固定記錄長度結(jié)構(gòu)化等長非結(jié)構(gòu)化不等長查詢與操作文字、數(shù)字文字?jǐn)?shù)字空間圖形五、現(xiàn)行空間數(shù)據(jù)庫管理方案基于文件與關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)混合管理方案基于關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理方案基于對象—關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理方案。文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理方案屬性數(shù)據(jù)建立在RDBMS上，數(shù)據(jù)存儲和檢索比較可靠、有效；幾何數(shù)據(jù)采用圖形文件管理，功能較弱，特別是在數(shù)據(jù)的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制方面，比商用數(shù)據(jù)庫要遜色得多?？臻g數(shù)據(jù)分開存儲，數(shù)據(jù)的完整性有可能遭到破壞。GIS軟件：Arc/Info，MGE，GenMap等幾何數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)ID數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)庫早期圖形用戶界面圖形處理DBMS屬性用戶界面圖形文件庫屬性數(shù)據(jù)庫GIS用戶界面圖形處理DBMS圖形文件庫屬性數(shù)據(jù)庫高級語言O(shè)DBC協(xié)議GIS用戶界面圖形處理DBMS圖形文件庫屬性數(shù)據(jù)庫高級語言數(shù)據(jù)庫開發(fā)語言數(shù)據(jù)庫開發(fā)數(shù)據(jù)庫開發(fā)全關(guān)系式數(shù)據(jù)庫管理方案屬性數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)同時采用關(guān)系式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)不必進(jìn)行煩瑣的連接，數(shù)據(jù)存取較快屬間接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特別是涉及空間查詢、對象嵌套等復(fù)雜的空間操作GIS軟件：System9，SmallWorld、Geovision等GIS界面屬性數(shù)據(jù)（定長記錄）空間數(shù)據(jù)（變長記錄）DBMS空間數(shù)據(jù)庫關(guān)系表二進(jìn)制塊對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方案對現(xiàn)有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行擴展，增加空間數(shù)據(jù)類型解決了空間數(shù)據(jù)變長記錄的存儲問題，由數(shù)據(jù)庫軟件商開發(fā)，效率較高用戶不能根據(jù)GIS要求進(jìn)行空間對象的再定義，因而不能將設(shè)計的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲GIS軟件：TIGER，Geo++、GeoTropics等GIS界面空間數(shù)據(jù)處理DBMS空間數(shù)據(jù)庫擴充實體類型（點、線、面、圓等）六、GIS空間數(shù)據(jù)組織研究區(qū)域GIS工程并發(fā)控制空間索引工作區(qū)1工作區(qū)2工作區(qū)n工作層地物類邏輯層Arc/InfoMGEGeoStar屬性數(shù)據(jù)Arc/InfoMGEGeoStar七、空間數(shù)據(jù)索引空間索引概念根據(jù)空間對象位置和形狀或空間對象的某種空間關(guān)系，按一定順序排列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含空間對象的概要信息，以提高空間操作的效率GIS中引入空間索引的必要性工作區(qū)建立查詢、顯示數(shù)據(jù)提取常見空間索引方法對象范圍索引格網(wǎng)索引四叉樹索引R樹和R+樹索引空間索引：對象范圍索引IDXmaxXminYmaxYmin1…………2…………3………………………4YmaxYminXminXmax空間對象集合123456檢索窗口XNYWYEXSXmax≥XNORXmin≤XSORYmax≥YEORYmin≤YW空間對象不被檢索XE≤Xmax，Xmin≤XNANDYW≤Ymax，Ymin≤YE空間對象被檢索XNYWYEXS236空間索引：格網(wǎng)索引P(3,3)=6P(3,1)=4P(3,2)=103412P(2,3=