GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)課件

第五章GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)第一節(jié)空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述第二節(jié)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型第三節(jié)語(yǔ)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(jì)和物理設(shè)計(jì)第五節(jié)GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)第一節(jié)空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念GIS存儲(chǔ)空間和屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程；數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)；原則、步驟和技術(shù)方法?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)和維護(hù)第二節(jié)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì):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(kù)；關(guān)系完整性。第三節(jié)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì):語(yǔ)義模型與對(duì)象模型語(yǔ)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?duì)象、類；繼承；重載；概括與聚集。第四節(jié)空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型

設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)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(jì)第五節(jié)GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的表達(dá)；空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的更新；空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的查詢；時(shí)空一體化數(shù)據(jù)模型時(shí)間片快照模型；底圖疊加模型；時(shí)空合成模型；全信息對(duì)象模型。第四節(jié)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)一、數(shù)據(jù)庫(kù)定義：數(shù)據(jù)庫(kù)是為一定目的服務(wù)，以特定結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)獨(dú)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(shí)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(kù)定義：空間數(shù)據(jù)庫(kù)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(diǎn)：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(kù)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(kù)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)的比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)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(qiáng)空間相關(guān)性實(shí)體類型/空間關(guān)系少簡(jiǎn)單固定多復(fù)雜且不固定記錄長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化等長(zhǎng)非結(jié)構(gòu)化不等長(zhǎng)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(kù)管理方案基于文件與關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)混合管理方案基于關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)管理方案基于對(duì)象—關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)管理方案。文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)混合管理方案屬性數(shù)據(jù)建立在RDBMS上，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(kù)要遜色得多。空間數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)，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(kù)早期圖形用戶界面圖形處理DBMS屬性用戶界面圖形文件庫(kù)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)GIS用戶界面圖形處理DBMS圖形文件庫(kù)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)高級(jí)語(yǔ)言O(shè)DBC協(xié)議GIS用戶界面圖形處理DBMS圖形文件庫(kù)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)高級(jí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)全關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)管理方案屬性數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)同時(shí)采用關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(zhǎng)記錄）空間數(shù)據(jù)（變長(zhǎng)記錄）DBMS空間數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系表二進(jìn)制塊對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理方案對(duì)現(xiàn)有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)展，增加空間數(shù)據(jù)類型解決了空間數(shù)據(jù)變長(zhǎng)記錄的存儲(chǔ)問(wèn)題，由數(shù)據(jù)庫(kù)軟件商開(kāi)發(fā)，效率較高用戶不能根據(jù)GIS要求進(jìn)行空間對(duì)象的再定義，因而不能將設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)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(kù)擴(kuò)充實(shí)體類型（點(diǎn)、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(duì)象位置和形狀或空間對(duì)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(duì)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(jiàn)空間索引方法對(duì)象范圍索引格網(wǎng)索引四叉樹(shù)索引R樹(shù)和R+樹(shù)索引空間索引：對(duì)象范圍索引IDXmaxXminYmaxYmin1…………2…………3………………………4YmaxYminXminXmax空間對(duì)象集合123456檢索窗口XNYWYEXSXmax≥XNORXmin≤XSORYmax≥YEORYmin≤YW空間對(duì)象不被檢索XE≤Xmax，Xmin≤XNANDYW≤Ymax，Ymin≤YE空間對(duì)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=