地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)

1、第四章第四章 地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)第第1 1節(jié)節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述第第2 2節(jié)節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型第第3 3節(jié)節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型第第4 4節(jié)節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)第第5 5節(jié)節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述1. 1. 數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)概念數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)概念數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)：是指長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)有結(jié)構(gòu)的、大量的、可共享的是指長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)有結(jié)構(gòu)的、大量的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件；他的功能包

2、括件；他的功能包括：數(shù)據(jù)定義，數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理，數(shù)數(shù)據(jù)定義，數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)。據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)，它由數(shù)據(jù)指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)，它由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶構(gòu)成。戶構(gòu)成。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理員：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理員： 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、使用和維護(hù)的專門人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、使用和維護(hù)的專門人員。員。一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述2. 2. 空間數(shù)

3、據(jù)庫(kù)的相關(guān)概念空間數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)概念空間數(shù)據(jù)庫(kù)：空間數(shù)據(jù)庫(kù)：是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總合，以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件形式組織后存儲(chǔ)在介的地理空間數(shù)據(jù)的總合，以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件形式組織后存儲(chǔ)在介質(zhì)上。質(zhì)上。空間數(shù)據(jù)庫(kù)（系統(tǒng)）組成：空間數(shù)據(jù)庫(kù)（系統(tǒng)）組成：空間數(shù)據(jù)庫(kù)：空間數(shù)據(jù)庫(kù)：是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總合，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件形式組織后存的地理空間數(shù)據(jù)的總合，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件形式組織后存儲(chǔ)在介質(zhì)上

4、。儲(chǔ)在介質(zhì)上。 空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：是指能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲(chǔ)的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行是指能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲(chǔ)的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)義和邏輯上的定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢檢索和存取功能，以及語(yǔ)義和邏輯上的定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢檢索和存取功能，以及能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件一套軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)：應(yīng)用模塊。應(yīng)用模塊。第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述v 常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)擴(kuò)展：常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)擴(kuò)展：直接對(duì)常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行直接對(duì)常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，加入一定數(shù)量的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能。

5、擴(kuò)展，加入一定數(shù)量的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能。 例如：例如：OracleOraclev 空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎（SDE: Spatial Database EngineSDE: Spatial Database Engine）：在常）：在常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上加一層空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上加一層空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。的存儲(chǔ)與管理。 例如：例如：ESRIESRI的的SDESDE3 3、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是建立在常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是建立在常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)

6、現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理功能。現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理功能。第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界人類的認(rèn)識(shí)、抽象人類的認(rèn)識(shí)、抽象機(jī)器世界機(jī)器世界DBMSDBMS支持的支持的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實(shí)世界中客觀實(shí)體的抽象過(guò)程現(xiàn)實(shí)世界中客觀實(shí)體的抽象過(guò)程信息世界的信息世界的概念模型概念模型1. 1. 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程這一過(guò)程一般需要兩步這一過(guò)程一般需要兩步人類對(duì)客體的認(rèn)識(shí)、抽象，人類對(duì)客體的認(rèn)識(shí)、抽象，建立建立概念模型概念模型。將概念模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)將概念模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠接受的形式，即能夠接受的形式，即數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型。就是將地理空間客體按一定的組織形式，在

7、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中加以就是將地理空間客體按一定的組織形式，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中加以表達(dá)的過(guò)程。表達(dá)的過(guò)程。二、二、 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述地理空間是一個(gè)三維空間，有四個(gè)基本實(shí)體地理空間是一個(gè)三維空間，有四個(gè)基本實(shí)體點(diǎn)點(diǎn)實(shí)體實(shí)體線線實(shí)體實(shí)體面面實(shí)體實(shí)體體體實(shí)體實(shí)體地理空間的認(rèn)知地理空間的認(rèn)知 地理空間實(shí)體（客體）地理空間實(shí)體（客體）第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述 地理空間實(shí)體地理空間實(shí)體間的聯(lián)系空間聯(lián)系空間聯(lián)系屬性聯(lián)系屬性聯(lián)系時(shí)間聯(lián)系時(shí)間聯(lián)系空間位置，空間分布，空間形態(tài)、空間相關(guān)等空間位置，空間分布，空間形態(tài)、空間相關(guān)等空間信息反映了空間分析所

8、能揭示的信息，彼空間信息反映了空間分析所能揭示的信息，彼此互有聯(lián)系此互有聯(lián)系通過(guò)實(shí)體變化過(guò)程來(lái)反映。通過(guò)實(shí)體變化過(guò)程來(lái)反映。實(shí)體間的屬性主要體現(xiàn)為屬性多級(jí)分類體系中實(shí)體間的屬性主要體現(xiàn)為屬性多級(jí)分類體系中的從屬關(guān)系、聚類關(guān)系和相關(guān)關(guān)系的從屬關(guān)系、聚類關(guān)系和相關(guān)關(guān)系第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述v 能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理v 幫助用戶查詢、檢索、增加刪除和修改數(shù)據(jù)幫助用戶查詢、檢索、增加刪除和修改數(shù)據(jù)v 保障空間數(shù)據(jù)的獨(dú)立性、完整性、和安全性保障空間數(shù)據(jù)的獨(dú)立性、完整性、和安全性2. 2. 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型建立的目的

9、數(shù)據(jù)模型建立的目的 揭示空間實(shí)體的本質(zhì)特征，并對(duì)其進(jìn)行抽象化，使之轉(zhuǎn)化為揭示空間實(shí)體的本質(zhì)特征，并對(duì)其進(jìn)行抽象化，使之轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受和處理的數(shù)據(jù)形式。計(jì)算機(jī)能夠接受和處理的數(shù)據(jù)形式。第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述 實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層。概念模型用于實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層。概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界信息世界的第一層抽象，是設(shè)計(jì)的第一層抽象，是設(shè)計(jì)人員的有力工具。人員的有力工具。（1 1）概念模型）概念模型概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程用戶需求用戶需求需求分析抽象信息結(jié)構(gòu)概念模型概念結(jié)構(gòu)能夠真實(shí)、處分的反映現(xiàn)實(shí)

10、世界易于理解用戶與設(shè)計(jì)人員易于更改需求改變模型改變易于轉(zhuǎn)換關(guān)系、網(wǎng)狀、層次特點(diǎn)E-R圖第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述(1) (1) 實(shí)體實(shí)體(Entity)(Entity)：客觀存在并可相互區(qū)別的事物客觀存在并可相互區(qū)別的事物(2) (2) 屬性屬性(Attribute)(Attribute)：實(shí)體所具有的某一特性：實(shí)體所具有的某一特性(3) (3) 碼碼(Key)(Key)：唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集：唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集(4) (4) 域域(Domain)(Domain)：屬性的取值范圍：屬性的取值范圍(5) (5) 實(shí)體型實(shí)體型(Entity Type)(Entity Type)：

11、具有相同屬性的實(shí)體必然有：具有相同屬性的實(shí)體必然有共同的特征和性質(zhì)共同的特征和性質(zhì)(6) (6) 實(shí)體集實(shí)體集(Entity Set)(Entity Set)：同型實(shí)體的集合：同型實(shí)體的集合(7) (7) 聯(lián)系聯(lián)系(Relationship)(Relationship)：不同實(shí)體集之間的聯(lián)系：不同實(shí)體集之間的聯(lián)系信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述 一對(duì)一聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系(1:1)(1:1) 一對(duì)多聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系(1:(1:n n) )。 多對(duì)多聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系( (m m : : n n) )注意：注意： E-RE-R圖僅僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界描述的一種工具

12、，僅能建立概圖僅僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界描述的一種工具，僅能建立概念模型念模型( (信息模型信息模型) )，不能在計(jì)算機(jī)上直接實(shí)現(xiàn)。，不能在計(jì)算機(jī)上直接實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系可分為以下三類兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系可分為以下三類第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述v 層層 次次 模模 型型v 網(wǎng)網(wǎng) 狀狀 模模 型型v 關(guān)關(guān) 系系 模模 型型v 面面 向向 對(duì)對(duì) 象象 模模 型型（2 2）數(shù)據(jù)模型）數(shù)據(jù)模型常用數(shù)據(jù)模型種類常用數(shù)據(jù)模型種類第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則： 盡量減少空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余；盡量減少空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余；提供穩(wěn)定的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在用戶的需要改變時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)提供

13、穩(wěn)定的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在用戶的需要改變時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠做出相應(yīng)的變化；構(gòu)能夠做出相應(yīng)的變化；滿足用戶對(duì)空間數(shù)據(jù)及時(shí)訪問(wèn)的需求，高效提供用戶所需滿足用戶對(duì)空間數(shù)據(jù)及時(shí)訪問(wèn)的需求，高效提供用戶所需的空間數(shù)據(jù)查詢結(jié)果；的空間數(shù)據(jù)查詢結(jié)果；在空間元素間維持復(fù)雜的聯(lián)系，反映空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性；在空間元素間維持復(fù)雜的聯(lián)系，反映空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性；支持多種決策需要，具有較強(qiáng)的應(yīng)用適應(yīng)性。支持多種決策需要，具有較強(qiáng)的應(yīng)用適應(yīng)性。3. 3. 空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則、步驟和技術(shù)方法空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則、步驟和技術(shù)方法第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述第一步第一步 需求分析需求分析第二步第二步 概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)第三

14、步第三步 邏輯設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)第四步第四步 物理設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)第五步第五步 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟步驟第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述v 明白即將開(kāi)發(fā)的明白即將開(kāi)發(fā)的GISGIS所支持的各種功能；所支持的各種功能；v 了解系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)內(nèi)容和行為；了解系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)內(nèi)容和行為；v 了解數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和優(yōu)先次序，這些信息有利于制了解數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和優(yōu)先次序，這些信息有利于制定數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)實(shí)施計(jì)劃。定數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)實(shí)施計(jì)劃。v 了解數(shù)據(jù)庫(kù)和了解數(shù)據(jù)庫(kù)和GISGIS的整體要求和藍(lán)圖。的整體要求和藍(lán)圖。v現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查v調(diào)查內(nèi)容的組織的分析調(diào)查內(nèi)容的組織的分析第一步第一步

15、 用戶需求分析用戶需求分析GISGIS數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)應(yīng)該主要了解下面的內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)應(yīng)該主要了解下面的內(nèi)容用戶需求分析方法：用戶需求分析方法：第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述用戶需求分析過(guò)程用戶需求分析過(guò)程現(xiàn)狀調(diào)查：現(xiàn)狀調(diào)查：通過(guò)實(shí)際調(diào)查了解用戶的現(xiàn)狀及要求調(diào)查內(nèi)容的組織的分析：調(diào)查內(nèi)容的組織的分析：對(duì)調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行整理、分析和組織，并提交報(bào)告及圖件。包括：u現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)圖u軟件、硬件資源表軟件、硬件資源表u專業(yè)人員清單u部門功能清單u數(shù)據(jù)來(lái)源清單第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述把用戶的需求加以解釋，用概念模型表達(dá)出來(lái)，具體任務(wù)包括：1)數(shù)據(jù)庫(kù)的宏觀定義 指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)比例尺

16、、地圖投影和坐標(biāo)系統(tǒng)的定義。2)數(shù)據(jù)庫(kù)的特征設(shè)計(jì) 對(duì)于各種地理特征有關(guān)的屬性數(shù)據(jù)中以什么幾何形式表達(dá)進(jìn)行設(shè)計(jì)。3)數(shù)據(jù)庫(kù)表格及其關(guān)系的設(shè)計(jì)表達(dá) 對(duì)與地理特征有關(guān)的屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中表達(dá)方式的設(shè)計(jì)。第二步第二步 概念化設(shè)計(jì)概念化設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述4）數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)的評(píng)定 根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用目的和數(shù)據(jù)內(nèi)容及使用方式來(lái)評(píng)價(jià)前面三步的設(shè)計(jì)結(jié)果。5）數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型的起草 將GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的概念設(shè)計(jì)起草成正式的文件，作為后面詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)參考。第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述第三步第三步 邏輯設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì) 邏輯設(shè)計(jì)應(yīng)該選擇最適于描述與表達(dá)相應(yīng)概念結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型，然后選擇最合適

17、的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)時(shí)一般要分三步進(jìn)行：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型 將轉(zhuǎn)化來(lái)的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)特點(diǎn)v 設(shè)計(jì)人員必須充分了解所用DBMS的內(nèi)部特征，特別是存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法；v 充分了解應(yīng)用環(huán)境，特別是應(yīng)用的處理頻率和響應(yīng)時(shí)間要求；v 充分了解外存設(shè)備的特性。第四步 物理設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)最終是要存儲(chǔ)在物理設(shè)備上的。為一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法）的過(guò)程，就是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)。第

18、一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述v 根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，在計(jì)算機(jī)上建立實(shí)際的空間根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，在計(jì)算機(jī)上建立實(shí)際的空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，裝入空間數(shù)據(jù)，并調(diào)試和運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，裝入空間數(shù)據(jù)，并調(diào)試和運(yùn)行。v 建立實(shí)際的空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立實(shí)際的空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)v 裝入試驗(yàn)性的空間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行測(cè)試，以確認(rèn)其功能和裝入試驗(yàn)性的空間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行測(cè)試，以確認(rèn)其功能和性能是否滿足設(shè)計(jì)要求性能是否滿足設(shè)計(jì)要求v 裝入實(shí)際的空間數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)庫(kù)加載，建立起實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)裝入實(shí)際的空間數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)庫(kù)加載，建立起實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)。庫(kù)。v 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行1 1、數(shù)據(jù)庫(kù)的

19、實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)三、三、 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述2 2、相關(guān)的其它設(shè)計(jì)、相關(guān)的其它設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行期間，應(yīng)進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)庫(kù)的功能和性能。在數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行期間，應(yīng)進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)庫(kù)的功能和性能。 （1 1）空間數(shù)據(jù)庫(kù)再組織：）空間數(shù)據(jù)庫(kù)再組織：調(diào)整或者改變空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、邏輯調(diào)整或者改變空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、邏輯和物理結(jié)構(gòu)的。和物理結(jié)構(gòu)的。（2 2）安全性考慮：）安全性考慮：規(guī)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)使用權(quán)限，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安規(guī)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)使用權(quán)限，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全運(yùn)行。主要方法是授權(quán)。全運(yùn)行。主要方法是授權(quán)。（3 3）故障恢復(fù)處理：）故障恢復(fù)

20、處理：數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)就是把數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)就是把數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為一致?tīng)顟B(tài)或完整狀態(tài)）的功能。某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為一致?tīng)顟B(tài)或完整狀態(tài)）的功能。 （4 4）事務(wù)控制：）事務(wù)控制：事務(wù)控制的目的就是保證多用戶環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)控制的目的就是保證多用戶環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和一致性。的完整性和一致性。第一節(jié)第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述(1)(1)維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性：維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性：需要及時(shí)調(diào)整授權(quán)和密碼，需要及時(shí)調(diào)整授權(quán)和密碼，轉(zhuǎn)儲(chǔ)及恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)及恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)(2)(2)監(jiān)測(cè)并改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能：監(jiān)測(cè)并改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能：分

21、析評(píng)估存儲(chǔ)空間和響應(yīng)時(shí)間。分析評(píng)估存儲(chǔ)空間和響應(yīng)時(shí)間。(3)(3)增加新功能：增加新功能：按用戶的需要及時(shí)擴(kuò)充功能，滿足用戶的新需要。按用戶的需要及時(shí)擴(kuò)充功能，滿足用戶的新需要。(4)(4)修改錯(cuò)誤：修改錯(cuò)誤：包括程序和數(shù)據(jù)。包括程序和數(shù)據(jù)。3 3、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型一、一、 層次數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型 有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)根結(jié)點(diǎn) 根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn) 同一雙親的子女結(jié)點(diǎn)稱為兄弟結(jié)點(diǎn)，沒(méi)有子女結(jié)點(diǎn)的結(jié)同一雙

22、親的子女結(jié)點(diǎn)稱為兄弟結(jié)點(diǎn)，沒(méi)有子女結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)稱為葉結(jié)點(diǎn)。點(diǎn)稱為葉結(jié)點(diǎn)。 層次模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型，層次數(shù)據(jù)庫(kù)層次模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型，層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用層次模型作為數(shù)據(jù)的組織方式，用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示各系統(tǒng)采用層次模型作為數(shù)據(jù)的組織方式，用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系。如行政機(jī)構(gòu)，家族關(guān)系等。類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系。如行政機(jī)構(gòu)，家族關(guān)系等。(1)(1)層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型R R1 1R R3 3R R2 2R R4 4R R5 5兄弟結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)根結(jié)點(diǎn)根結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)

23、葉結(jié)點(diǎn)一個(gè)層次模型的示例一個(gè)層次模型的示例葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)在右圖的例子中，在右圖的例子中，R R1 1根結(jié)點(diǎn)根結(jié)點(diǎn)，R R2 2和和R R3 3為為兄弟結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)，是，是R R1 1的的子女結(jié)點(diǎn)子女結(jié)點(diǎn)；R R4 4和和R R5 5為兄弟結(jié)點(diǎn)，是為兄弟結(jié)點(diǎn)，是R R2 2的子女結(jié)點(diǎn)；的子女結(jié)點(diǎn)；R R3 3 ， R R4 4 ， R R4 4 ，是葉結(jié)，是葉結(jié)點(diǎn)。點(diǎn)。第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型Coverage記錄polygons記錄arcs記錄nodes記錄coordinates記錄多邊形層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型(2)(2)層次模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層次模型

24、的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 層次數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，還要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之間的層層次數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，還要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之間的層次關(guān)系，應(yīng)將兩者的存儲(chǔ)結(jié)合在一起。次關(guān)系，應(yīng)將兩者的存儲(chǔ)結(jié)合在一起。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法包括：鄰接法（樹(shù)遍歷法）和通用選擇法數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法包括：鄰接法（樹(shù)遍歷法）和通用選擇法第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型A1B1B4B6C3C7 C14 C2C5C9C4C6C8A1C14B1 C3 C5 C7B4 C2 C9 B6 C4 C6 C8.鄰接法鄰接法層次數(shù)據(jù)庫(kù)及其實(shí)例層次數(shù)據(jù)庫(kù)及其實(shí)例鄰接法（樹(shù)遍歷法）鄰接法（樹(shù)遍歷法） 按照層次樹(shù)前序穿越的順序，把所有記錄值依次鄰接存放，即通按

25、照層次樹(shù)前序穿越的順序，把所有記錄值依次鄰接存放，即通過(guò)物理空間的位置相鄰來(lái)體現(xiàn)（或隱含）層次順序。過(guò)物理空間的位置相鄰來(lái)體現(xiàn)（或隱含）層次順序。 數(shù)據(jù)檢索首先搜索雙親結(jié)點(diǎn)，然后搜索其子女結(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)檢索首先搜索雙親結(jié)點(diǎn)，然后搜索其子女結(jié)點(diǎn)。第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型通用選擇法通用選擇法通用選擇法不依賴于客體在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中的順序，而是根據(jù)所確通用選擇法不依賴于客體在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中的順序，而是根據(jù)所確定的選擇條件，在結(jié)構(gòu)中選擇某特定的客體。定的選擇條件，在結(jié)構(gòu)中選擇某特定的客體。DRAWDRAW coordinates coordinates WHEREWHERE arcs=arc1 a

26、rcs=arc1例如：從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取弧段例如：從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取弧段arc1arc1的坐標(biāo)并顯示的坐標(biāo)并顯示第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型二、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型二、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型 在現(xiàn)實(shí)世界中客體的聯(lián)系更多的是非層次關(guān)系的，用層次模在現(xiàn)實(shí)世界中客體的聯(lián)系更多的是非層次關(guān)系的，用層次模型表示非樹(shù)形結(jié)構(gòu)是很不直接的，網(wǎng)絡(luò)模型可以克服這一弊病。型表示非樹(shù)形結(jié)構(gòu)是很不直接的，網(wǎng)絡(luò)模型可以克服這一弊病。 在數(shù)據(jù)庫(kù)中，把滿足以下兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系集合稱為在數(shù)據(jù)庫(kù)中，把滿足以下兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系集合稱為網(wǎng)狀模型：網(wǎng)狀模型： 允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親：允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親： 一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)

27、的雙親。一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界，而可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界，而層次模型層次模型實(shí)際上實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型示例網(wǎng)狀模型示例L1L5L3L4L1L2L1L2R R1 1R R2 2R R3 3R R1 1R R2 2R R3 3R R5 5R R4 4R R1 1R R2 2L2網(wǎng)狀模型的例子網(wǎng)狀模型的例子(a)(b)(c)右圖（右圖（a）中，）中，R3有兩個(gè)雙親記錄有兩個(gè)雙親記錄R1和和R2把把R1和和R2之間的聯(lián)系之間的聯(lián)系命名為命名為L(zhǎng)1，把把R2與與R3的聯(lián)系命

28、名的聯(lián)系命名為為L(zhǎng)2第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系。常用網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系。常用的方法是鏈接法，包括單向鏈接、雙向鏈接、向首鏈接等，此外還的方法是鏈接法，包括單向鏈接、雙向鏈接、向首鏈接等，此外還有其它實(shí)現(xiàn)方法，如引元陣列法、二進(jìn)制陣列法、索引法等依據(jù)具有其它實(shí)現(xiàn)方法，如引元陣列法、二進(jìn)制陣列法、索引法等依據(jù)具體系統(tǒng)不同而不同。體系統(tǒng)不同而不同。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型1 1、關(guān)系模型的基本概念、關(guān)系

29、模型的基本概念(1)(1)關(guān)系關(guān)系關(guān)系是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)系是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組元組，表的每列對(duì)，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)一個(gè)域域。元組元組域域表的每行表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)元組元組域域是一組具有相是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值同數(shù)據(jù)類型的值的集合的集合屬性：每列起一個(gè)名字，如屬性：每列起一個(gè)名字，如XTICXTIC第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型基本關(guān)系基本關(guān)系通常可稱為基本表或基表，它是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的邏輯表示。通?？煞Q為基本表或基表，它是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的邏輯表示。查詢表查詢表是查詢結(jié)果對(duì)應(yīng)的表是查詢結(jié)果對(duì)應(yīng)的表視圖表視圖表是由基本表或其它視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不

30、對(duì)應(yīng)實(shí)際存是由基本表或其它視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對(duì)應(yīng)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。（2 2）關(guān)系的類型）關(guān)系的類型第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型 關(guān)系中某一屬性組，若它的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱該關(guān)系中某一屬性組，若它的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱該屬性組為候選關(guān)鍵字。屬性組為候選關(guān)鍵字。關(guān)鍵字（3 3）關(guān)鍵字）關(guān)鍵字主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字：若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為主關(guān)鍵：若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為主關(guān)鍵字。字。主屬性主屬性：主關(guān)鍵字的諸屬性稱為主屬性。：主關(guān)鍵字的諸屬性稱為主屬性。非碼屬性非碼屬性：不包含在任何候選關(guān)鍵字中的屬性稱為非碼屬性。：不包含在

31、任何候選關(guān)鍵字中的屬性稱為非碼屬性。第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型一個(gè)關(guān)系需要描述的方面：一個(gè)關(guān)系需要描述的方面：關(guān)系是元組的集合，因此關(guān)系模式必須指出這個(gè)元組集合的結(jié)關(guān)系是元組的集合，因此關(guān)系模式必須指出這個(gè)元組集合的結(jié)構(gòu)，即它由哪些屬性構(gòu)成，屬性來(lái)自哪個(gè)域，以及屬性與域構(gòu)，即它由哪些屬性構(gòu)成，屬性來(lái)自哪個(gè)域，以及屬性與域的映象關(guān)系。的映象關(guān)系。一個(gè)關(guān)系通常是由賦予它的元組語(yǔ)義來(lái)確定的。元組語(yǔ)義實(shí)質(zhì)一個(gè)關(guān)系通常是由賦予它的元組語(yǔ)義來(lái)確定的。元組語(yǔ)義實(shí)質(zhì)上是一個(gè)上是一個(gè)n n 目謂詞。凡是符合元組語(yǔ)義的那部分元素的全體就目謂詞。凡是符合元組語(yǔ)義的那部分元素的全體就構(gòu)成了該關(guān)系模式的

32、關(guān)系。構(gòu)成了該關(guān)系模式的關(guān)系。隨著時(shí)間的變化，關(guān)系模式的關(guān)系也將發(fā)生變化。隨著時(shí)間的變化，關(guān)系模式的關(guān)系也將發(fā)生變化。（4 4）關(guān)系模式）關(guān)系模式關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型 關(guān)系是關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關(guān)系是關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。 關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的，隨時(shí)間不關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的，隨時(shí)間不斷變化的。斷變化的。 在實(shí)際當(dāng)中，人們常常把關(guān)系模式和關(guān)系不加區(qū)別。在實(shí)際當(dāng)中，人們常常把關(guān)系模式和關(guān)系不加區(qū)別。關(guān)系關(guān)系和和關(guān)系模式關(guān)系模式之間的之間的區(qū)別區(qū)別和和聯(lián)系聯(lián)系：第二節(jié)第

33、二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型是對(duì)某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明。是對(duì)某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明。2 2、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在一個(gè)給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所有實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系的關(guān)系的在一個(gè)給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所有實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系的關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型(Type)(Type) 是型的一個(gè)具體賦值。是型的一個(gè)具體賦值。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值(Value)(Value)第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型指關(guān)系的準(zhǔn)確性、相容性和有效性。指關(guān)系的準(zhǔn)確性、相容性和有效性。關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性關(guān)系的完關(guān)系的完整性的種類整性

34、的種類參照完整性參照完整性實(shí)體完整性實(shí)體完整性用戶定義的完整性用戶定義的完整性第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型若屬性若屬性 A A 是基本關(guān)系是基本關(guān)系 R R 的主屬性，則屬性的主屬性，則屬性 A A 不能取空值。不能取空值。實(shí)體完整性實(shí)體完整性主屬性第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型參照完整性參照完整性 在關(guān)系模型中，實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)描述的，在關(guān)系模型中，實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)描述的，那么在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的關(guān)系間就自然存在引用。那么在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的關(guān)系間就自然存在引用。Type11121314Type name 11 12 13 14第二節(jié)第二

35、節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型 關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制，以便用統(tǒng)一關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制，以便用統(tǒng)一方法處理它們，應(yīng)用程序不承擔(dān)這一功能。方法處理它們，應(yīng)用程序不承擔(dān)這一功能。用戶定義的完整性用戶定義的完整性 不同的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境的不同，往往需要一不同的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境的不同，往往需要一些特殊的約束條件，用戶定義的完整性就是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)些特殊的約束條件，用戶定義的完整性就是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件。它反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的據(jù)庫(kù)的約束條件。它反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。語(yǔ)義要求。例如

36、：例如：某個(gè)屬性必須取唯一值、某個(gè)屬性的取值范圍在某個(gè)屬性必須取唯一值、某個(gè)屬性的取值范圍在0-1000-100之間等。之間等。第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型三種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的比較第四章第四章 地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)第第1 1節(jié)節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述第第2 2節(jié)節(jié) 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型第第3 3節(jié)節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型第第4 4節(jié)節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)第第5 5節(jié)節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的不足傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的不足u 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理的是不連續(xù)的、相關(guān)性較小的數(shù)字和字符

37、；而地理信息數(shù)據(jù)是連續(xù)的，并且具有很強(qiáng)的相關(guān)性。u 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理的實(shí)體類型太少，并且實(shí)體之間通常只有簡(jiǎn)單、固定的空間關(guān)系；而地理空間數(shù)據(jù)的實(shí)體類型繁多，實(shí)體類型之間存在著復(fù)雜的空間關(guān)系，并且還能產(chǎn)生新的關(guān)系（如拓?fù)潢P(guān)系）。u 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理是以等長(zhǎng)記錄為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)；而地理空間數(shù)據(jù)通常是結(jié)構(gòu)化的，其數(shù)據(jù)項(xiàng)可能很大，很復(fù)雜，并且是變長(zhǎng)記錄。u 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只操縱和查詢文字和數(shù)字信息；而地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)中需要有大量空間數(shù)據(jù)庫(kù)操作和查詢，如特征提取，影象分割、影象代數(shù)運(yùn)算、拓?fù)浜拖嗨菩圆樵?。第三?jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 語(yǔ)義模型的模型結(jié)構(gòu)是由若干種抽象所組成，用

38、這些抽象來(lái)描述實(shí)體的基本語(yǔ)義特性，根據(jù)語(yǔ)義模型結(jié)構(gòu)規(guī)則,把這些抽象有機(jī)的組織起來(lái)。 語(yǔ)義模型是概念模型的一種，是對(duì)信息世界建模，表示方法有多種，其中實(shí)體聯(lián)系方法(Entity-Relationship Approach)得到廣泛應(yīng)用，該方法用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界，用于建立概念模型。一、語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型（一、語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型（E-RE-R模型）模型）第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型實(shí)體型實(shí)體型實(shí)體是對(duì)客觀存在的起獨(dú)立作用的客體的一種抽象。屬性屬性用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體聯(lián)系起來(lái)聯(lián)系聯(lián)系是客體間有意義的相互作用或?qū)?yīng)關(guān)系。一般分為三種聯(lián)系：一對(duì)一(1:1)，一對(duì)多(1

39、:N ) ，多對(duì)多(M:N )。E-R圖表達(dá)的三種語(yǔ)義圖表達(dá)的三種語(yǔ)義第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型實(shí)體型實(shí)體型用矩形來(lái)表示，矩形內(nèi)寫(xiě)明實(shí)體名。屬性屬性用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體聯(lián)系起來(lái)聯(lián)系聯(lián)系用菱形表示，菱形框內(nèi)寫(xiě)明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊上標(biāo)注聯(lián)系的類型(1:1，1:n 或 m:n)。E-R圖表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法圖表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型E-RE-R圖表示兩個(gè)實(shí)體之間的三類聯(lián)系圖表示兩個(gè)實(shí)體之間的三類聯(lián)系實(shí)體型實(shí)體型A實(shí)體型實(shí)體型A實(shí)體型實(shí)體型A聯(lián)系

40、名聯(lián)系名聯(lián)系名聯(lián)系名聯(lián)系名聯(lián)系名實(shí)體型實(shí)體型B實(shí)體型實(shí)體型B實(shí)體型實(shí)體型B11mnn1兩個(gè)實(shí)體之間的三類聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體之間的三類聯(lián)系E-R模型的圖形表示模型的圖形表示 第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型E-R模型設(shè)計(jì)步驟模型設(shè)計(jì)步驟（1）設(shè)計(jì)各個(gè)局部E-R圖 根據(jù)需求分析的結(jié)果（數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等）對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，分解成不同功能的局部模塊，對(duì)每個(gè)局部模塊設(shè)計(jì)視圖，即分E-R圖。 分E-R圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型不同局部視圖中同一對(duì)象具有不同的抽象、同一實(shí)體中所包含的屬性排列次序不完全相同、實(shí)體之間

41、的聯(lián)系呈現(xiàn)不同的聯(lián)系類型。(2) 設(shè)計(jì)全局設(shè)計(jì)全局E-R圖圖屬性域沖突屬性域沖突即屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同，屬性取值單位沖突同名異義，異名同義（一義多名）。命名沖突命名沖突結(jié)構(gòu)沖突結(jié)構(gòu)沖突第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型E-R圖的優(yōu)化圖的優(yōu)化原則：實(shí)體類型個(gè)數(shù)盡可能少；實(shí)體類型所含類型最少；實(shí)體間聯(lián)系無(wú)冗余。全局全局E-R圖的優(yōu)化圖的優(yōu)化第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型E-R圖的特點(diǎn)圖的特點(diǎn)接近人的思維，易于理解E-R圖與計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)E-R圖僅僅是概念模型，無(wú)法在計(jì)算機(jī)上直接實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)階段應(yīng)該將概念模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)

42、能夠接受的數(shù)據(jù)模型，如層次、網(wǎng)絡(luò)、關(guān)系模型。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型二、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型二、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì) (OOAD) 面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)(OOAD)方法的發(fā)展在80年代末至90年代中出現(xiàn)了一個(gè)高潮，產(chǎn)生了統(tǒng)一的建模語(yǔ)言UML（Unified Modeling Language）。UML適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來(lái)描述任何類型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不同階段，從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測(cè)試和維護(hù)。 第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型采用面向?qū)ο蟮乃枷?，?duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，根據(jù)用戶需求提取出系統(tǒng)應(yīng)具有的屬性

43、和行為。 將分析的結(jié)果用某種易于轉(zhuǎn)化為編碼或易于理解的形式表達(dá)出來(lái)。我們常見(jiàn)的有流程圖，ER圖，數(shù)據(jù)流圖等。分析和設(shè)計(jì)是兩個(gè)相互結(jié)合、漸進(jìn)的過(guò)程。 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)：面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)：面向?qū)ο蟮姆治觯好嫦驅(qū)ο蟮姆治觯旱谌?jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型1 1、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的基本概念、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的基本概念(1)(1)對(duì)象對(duì)象 對(duì)象就是現(xiàn)實(shí)世界中客體的模型化，與數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄、元組等概念相似。如：行政區(qū)域的多邊形對(duì)象，表示一條河流的弧段對(duì)象對(duì)象的兩個(gè)特點(diǎn)對(duì)象的兩個(gè)特點(diǎn)狀態(tài)性特征：狀態(tài)性特征：是通過(guò)域來(lái)描述的，可稱為私有存儲(chǔ)單元。封裝性特征：封裝性特征：對(duì)象的封裝性特征表現(xiàn)

44、為它的私有存儲(chǔ)單元只能由它自己的功能進(jìn)行處理。 二、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型二、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型(2)(2)消息消息 消息是對(duì)象之間相互請(qǐng)求或相互協(xié)作的唯一途徑。一個(gè)對(duì)象必須通過(guò)向其它對(duì)象發(fā)送消息的形式使得其它對(duì)象提供各自能實(shí)現(xiàn)的功能。消息的消息的特性：消息是對(duì)象之間唯一的通信形式；消息是外界能夠引用對(duì)象操作及獲取對(duì)象狀態(tài)的唯一方式。 消息的這些特性保證了對(duì)象的實(shí)現(xiàn)只能依賴于它本身的狀態(tài)和所能接受的消息，而不依賴于其它對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)和狀態(tài)。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型消息類型消息類型公有消息公有消息如果一些消息

45、屬于同一個(gè)對(duì)象，其中有些消息可由其它對(duì)象向它發(fā)送的，叫做公有消息。私有消息私有消息如果一些消息是由它自己向自身發(fā)送的，就叫做私有消息。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型多邊形對(duì)象組成對(duì)象的組成示意第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型(3)(3)類類 類是對(duì)一組對(duì)象的抽象描述，它將該組對(duì)象所具有的共同特征集中起來(lái)，以說(shuō)明該組對(duì)象的能力和性質(zhì)。 實(shí)例實(shí)例是某類的一個(gè)具體抽象；類類是多個(gè)實(shí)例的抽象的總和； 類和實(shí)例之間是抽象和具體的關(guān)系； 類的確定方法是歸納，這就要求在觀察問(wèn)題是，注意提煉所遇到對(duì)象的共同特征，以確定其類的表達(dá)。實(shí)例：實(shí)例：是某類的一個(gè)具

46、體抽象。類和實(shí)例之間的關(guān)系類和實(shí)例之間的關(guān)系第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（1 1）繼承是現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象之間的一種獨(dú)特關(guān)系，它使得某對(duì)象可以自然的擁有另外一類對(duì)象的某些特征和功能。對(duì)象類的單繼承和多繼承，及其層次結(jié)構(gòu)對(duì)象類的單繼承和多繼承，及其層次結(jié)構(gòu) 直接繼承繼承曲線對(duì)象類 多邊形對(duì)象類繼承曲面對(duì)象類的特性，還有曲線對(duì)象類的特性 2 2、繼承及類之間的層次關(guān)系、繼承及類之間的層次關(guān)系繼承包括單繼承和多繼承兩種，如下圖第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（2 2）類的層次結(jié)構(gòu)是引入類的繼承關(guān)系而產(chǎn)生的，包括超類：超類：被繼承的類稱為超類。子類：

47、子類：繼承其他類的對(duì)象稱為子類。對(duì)象類的單繼承和多繼承，及其層次結(jié)構(gòu)對(duì)象類的單繼承和多繼承，及其層次結(jié)構(gòu) 直接繼承繼承曲線對(duì)象類 多邊形對(duì)象類繼承曲面對(duì)象類的特性，還有曲線對(duì)象類的特性 第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 面向?qū)ο蟮墓δ苤剌d和多態(tài)面向?qū)ο蟮墓δ苤剌d和多態(tài) 3 3功能重載和多態(tài)性：功能重載和多態(tài)性：實(shí)現(xiàn)消息傳遞。功能重載：功能重載：功能重載實(shí)際上意味著實(shí)現(xiàn)特定功能的方法不僅以名稱來(lái)區(qū)分，而且用它所帶的參數(shù)來(lái)區(qū)別。多態(tài)性：多態(tài)性：是同一個(gè)消息可以根據(jù)對(duì)象的不同，采用多種不同的行為方式。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型4、概括和聚集、

48、概括和聚集概括：概括：是把一組具有相同特征和操作的對(duì)象類歸納在一個(gè)更一般的超類中。例如，例如，多邊形對(duì)象類和弧段對(duì)象類共同具有的一些空間特征，它們可作為空間對(duì)象類的子類，而空間對(duì)象類則是它們的超類。概括形成了子類和超類之間的is-a的語(yǔ)義聯(lián)系。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型聚集：聚集：反映了嵌套對(duì)象的概念，嵌套對(duì)象是由一些其它對(duì)象組成的，它是用來(lái)描述較高層次對(duì)象的一種形式。例如，例如，上述的地理信息系統(tǒng)圖形顯示子系統(tǒng)中，一個(gè)圖層對(duì)象類是由多邊形對(duì)象類、弧段對(duì)象類、點(diǎn)對(duì)象類等對(duì)象類的聚集體。這里的圖層對(duì)象就是嵌套對(duì)象，多邊形對(duì)象類與圖層對(duì)象之間形成is-part-of

49、的語(yǔ)義聯(lián)系。第三節(jié)第三節(jié) 語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型語(yǔ)義和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型運(yùn)用上述面向?qū)ο蟮母拍詈头椒?，就可以建立起地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)象數(shù)據(jù)模型。OpenGIS協(xié)會(huì)推薦了一種空間對(duì)象數(shù)據(jù)模型，其中的簡(jiǎn)單幾何特征集如圖所示。5 5、空間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象模型、空間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象模型簡(jiǎn)單幾何特征集關(guān)系 第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)(1)初始模式的形成初始模式的形成把E-R圖表示的實(shí)體聯(lián)系類型，轉(zhuǎn)換成選定的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所支持的記錄類型，如層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型、面向?qū)ο蟮取?2)子模式設(shè)計(jì)子模式設(shè)計(jì)子模式是應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口，允許有效訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)而不破壞數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性。(3

50、)模式評(píng)價(jià)模式評(píng)價(jià)根據(jù)定量分析和性能測(cè)試對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)作出評(píng)價(jià)(4)優(yōu)化模式優(yōu)化模式利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的功能，對(duì)模式進(jìn)行優(yōu)化，但不改變數(shù)據(jù)庫(kù)的信息。一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)二、二、E-RE-R模型向關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換模型向關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換E-R圖可以向不同的數(shù)據(jù)庫(kù)模型轉(zhuǎn)換，這里的以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換為例。(1)(1)實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式：實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式：一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。 (2)(2)實(shí)體之間的聯(lián)系可以分以下情況進(jìn)行轉(zhuǎn)換實(shí)體之間的聯(lián)系可以分以下情況進(jìn)行轉(zhuǎn)換1:11:1聯(lián)系轉(zhuǎn)換聯(lián)系轉(zhuǎn)換

51、 每個(gè)實(shí)體可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。每個(gè)實(shí)體的關(guān)鍵字是該關(guān)系的后選關(guān)鍵字。1:N1:N聯(lián)系轉(zhuǎn)換：聯(lián)系轉(zhuǎn)換：可以分兩種情況 A:A:轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的關(guān)系模式，關(guān)系的關(guān)鍵字為N端的關(guān)鍵字; B: B:與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并,關(guān)系的關(guān)鍵字為N端的關(guān)鍵字。第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)M:N 聯(lián)系轉(zhuǎn)換聯(lián)系轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換為獨(dú)立關(guān)系模式，關(guān)系的關(guān)鍵字是與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的關(guān)鍵字的組合。第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)（三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)（5 5步）步）將將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系

52、模式根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，將將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式規(guī)范化處理規(guī)范化處理任務(wù)是消除異常，改善完整性、一致性和存儲(chǔ)效率。一般使關(guān)系達(dá)到3NF就可以滿足使用。規(guī)范化過(guò)程實(shí)際上就是單一化過(guò)程，即一個(gè)關(guān)系描述一個(gè)概念。如果關(guān)系中多于一個(gè)概念，就把它分離出來(lái)。模式評(píng)價(jià)模式評(píng)價(jià)目的是檢查數(shù)據(jù)庫(kù)模式是否滿足用戶的要求，包括功能評(píng)價(jià)和性能評(píng)價(jià)。第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)優(yōu)化模式優(yōu)化模式合并：合并：是對(duì)具有相同關(guān)鍵字的關(guān)系模式，如果對(duì)它們的處理主要是查詢操作，且常在一起使用，可將這類關(guān)系模式合并。分解：分解：是指關(guān)系雖已達(dá)到規(guī)范化的要求，但如果某些關(guān)系的屬性過(guò)多，則會(huì)影響效率，可將它分割

53、成為兩個(gè)或多個(gè)關(guān)系模式，按屬性組分解的稱為垂直分解，垂直分解需滿足得到的每一個(gè)關(guān)系都 包含主關(guān)鍵字。形成數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)形成數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括：模式及子模式的集合模式及子模式的集合，可用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的語(yǔ)言描述，也可列表描述；應(yīng)用設(shè)計(jì)指南應(yīng)用設(shè)計(jì)指南，設(shè)計(jì)訪問(wèn)方式、查詢路徑、處理要求、約束條件等；物理設(shè)計(jì)指南物理設(shè)計(jì)指南，包括數(shù)據(jù)訪 問(wèn)量、傳輸量、存儲(chǔ)量、遞增量等。第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)四、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)四、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)可分為5步，前三步為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，后兩步為約束和程序設(shè)計(jì) (1)(1)存儲(chǔ)記錄的格式設(shè)計(jì)：存儲(chǔ)記錄的格式設(shè)計(jì)：對(duì)數(shù)據(jù)

54、項(xiàng)類型特征作分析，對(duì)存儲(chǔ)記錄進(jìn)行格式化，決策如何進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮或代碼化。(2)(2)存儲(chǔ)方法設(shè)計(jì)：存儲(chǔ)方法設(shè)計(jì)：是把存儲(chǔ)記錄在全數(shù)據(jù)庫(kù)范圍內(nèi)進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排。順序存儲(chǔ)：該存儲(chǔ)方式的平均查詢次數(shù)為關(guān)系記錄個(gè)數(shù)的1/2；散列存儲(chǔ)：該存儲(chǔ)方式的查詢次數(shù)由散列算法所決定；索引存儲(chǔ)：需要確定創(chuàng)建何種索引，及在哪些庫(kù)和屬性上建立索引；聚簇存儲(chǔ)：是指將不同類型的記錄分配到相同的物理區(qū)域中去。第四節(jié)第四節(jié) 邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)(3)訪問(wèn)方法設(shè)計(jì)：訪問(wèn)方法設(shè)計(jì)：訪問(wèn)方法設(shè)計(jì)為存儲(chǔ)在物理設(shè)備上的數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和查詢路徑，該設(shè)計(jì)與選用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有很大關(guān)系。 (4)完整性和安全性考慮：完整性和安全性考慮：根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中提供的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件、具體選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的性能特征及硬件環(huán)境，設(shè)計(jì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)完整性和安全性措施。(5)應(yīng)用設(shè)計(jì)：應(yīng)用設(shè)計(jì)：包括人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、輸入輸出格式的設(shè)計(jì)、代碼設(shè)計(jì)、處理加工設(shè)計(jì)等。(6)形成物理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：形成物理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：包括存儲(chǔ)記錄格式，存儲(chǔ)記錄位置分布及訪問(wèn)方法、它能滿足的操作需求，并給出對(duì)硬件和軟件系統(tǒng)的約束。第五節(jié)第五節(jié) GISGIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)一、空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述一