(第四章)空间数据库.ppt

第四章 空间数据库 本章学习内容 空间数据库概述； 空间数据库概念模型设计——传统的数据模型； 空间数据库概念模型设计——语义数据模型和面向对象数据模型； 空间数据库逻辑模型设计和物理设计； GIS空间时态数据库。 第一节 空间数据库概述 第一节 空间数据库概述 第一节 空间数据库概述 第一节 空间数据库概述 空间数据库与一般数据库相比，具有以下特点： 数据量大：地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往大得惊人。 属性数据与空间数据紧密结合：不仅包含地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。 应用面广：数据应用的面相当广，如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。 第一节 空间数据库概述 数据库的主要特征 数据的存储和管理方法通常有2种方式，数据库方法与文件管理方法相比，具有更强的数据管理能力。数据库具有以下主要特征： 1、数据集中控制 2、数据冗余度小 3、数据独立性 4、复杂的数据模型 5、数据保护 第一节 空间数据库概述 数据库的系统结构 内模式:亦称存储模式，是数据库最内的一层，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。 概念模式:概念模式是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性、基本操作、目标以及目标与操作关系和依赖的描述，以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。 外模式:亦称子模式，是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。 第一节 空间数据库概述 数据组织和管理的方式 字段:是可以定义数据的最小单位，也叫元素、基本项、数据项等。字段与现实世界实体的属性相对应，字段有一定的取值范围，称为域（Domain）。域以外的任何值对该数据项都是无意义的。 记录:由若干相关联的字段组成。记录是应用程序中输入–输出的逻辑单位。对大多数据库系统，记录是处理和存储信息的基本单位。记录是关于一个实体的数据总和，构成该记录的字段表示实体的若干属性。 数据表:数据表是一给定类型的（逻辑）记录的全部具体值的集合。数据表用数据表文件的名称标识。一个数据表一般包含多个文件：数据文件、索引文件、备注文件等。 数据库：是比数据表更大的数据组织形式。数据库是具有特定联系的多个数据表的集合。数据库的内部构造是文件的集合，这些文件之间存在某种联系，不能孤立存在。 第一节 空间数据库概述 数据间的逻辑关系 数据间的逻辑联系主要是指记录与记录之间的联系。记录是现实世界中的实体表示。实体之间存在着一种或多种联系，这样的联系必然要反映到记录之间的联系上来。数据之间的逻辑联系主要有3种： 1、一对一的联系（1∶1）。 2、一对多的联系（1∶N）。 3、多对多的联系（M∶N）。 第一节 空间数据库概述 第一节 空间数据库概述 地理空间是一个三维空间，其空间特性表现为四个最基本的客体类型 点实体 线实体 面实体 体实体 第一节 空间数据库概述 第一节 空间数据库概述 客体间空间联系的形式： 空间位置描述的是空间客体个体的定位信息； 空间分布是描述空间客体的群体定位信息，且通常能够从空间概率、空间结构、空间聚类、离散度和空间延展等方面予以描述； 空间形态反映空间客体的形状和结构； 空间关系是基于位置和形态的实体关系； 第一节 空间数据库概述 客体间空间联系的形式： 空间相关是空间客体基于属性数据上的关系； 空间统计描述空间客体的数量、质量信息，又称为空间计量； 空间趋势反映客体空间分布的总体变化规律； 空间对比可以体现在数量、质量和形态三个方面； 空间运动则反映空间客体随时间的迁移或变化。 第一节 空间数据库概述 客体之间的时间联系一般可以通过客体变化过程来反映。 有些客体数据的变化周期很长，如地质地貌等数据随时间的变化。 而有些空间数据则变化很快，需要及时更新，如土地利用数据等。 第一节 空间数据库概述 第一节 空间数据库概述 能够对空间数据进行统一管理； 帮助用户查询、检索、增加删除和修改数据； 保障空间数据的独立性、完整性、和安全性，以利于改善对空间数据资源的使用和管理。 第一节 空间数据库概述 (1) 实体(Entity)：客观存在并可相互区别的事物； (2) 属性(Attribute)：实体所具有的某一特性； (3) 码(Key)：唯一标识实体的属性集； (4) 域(Domain)：属性