第3章+空间数据模型与数据结构讲述.ppt

四、空间数据库管理系统 是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义； 提供必须的空间数据查询、检索和存取功能； 能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。 缺点： （1）程序依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时，应用程序也随之改变。 （2）以文件形式共享，当多个程序共享一数据文件时，文件的修改，需得到所有应用的许可。不能达到真正的共享，即数据项、记录项的共享。 GIS应用1 空间、属性数据文件1 GIS应用2 空间、属性数据文件2 空间、属性数据文件3 1、基于文件管理的方式 2、文件与关系数据库混合管理系统—双元模型 GIS应用软件 Arc/Info 图形用户界面ArcEdit 属性用户界面 Tables 图形数据文件库 属性数据库 图形处理系统 数据库管理系统 oid 除oid作为连接关键字以外，几乎是两者独立地组织、管理和检索。 属性数据 oid 图形数据 （1）图形与属性结合的各自分开处理模式--------早期系统: 图形处理的用户界面和属性的用户界面是分开的，它们只是通过一个内部码连接。通常要同时启动两个系统，甚至两个系统来回切换，不方便。 几何图形: 图形用户界面与图形文件处理是一体的，中间没有裂缝。 属性数据，则因系统和历史发展而异。 （2）图形与属性结合的混合处理模式 GIS 通过DBMS提供的高级编程语言C++等接口，在C++语言的环境下，直接操纵属性数据，查询属性数据库，并在GIS的用户界面下，显示查询结果。 在ODBC(Open DataBase Connectivity,开放式数据库互连)推出后，GIS软件商只需开发GIS与ODBC的接口软件，就可将属性数据与任何一个支持ODBC的RDBMS连接。这样用户可在一个界面下处理图形和属性数据。 用户界面 C++语言 VB语言 图形处理 数据库管理系统 图形数据文件库 属性数据库 采用文件与RDBMS的混合管理模式中文件管理系统的功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能。因而GIS软件商需要寻找能同时管理图形和属性数据的商用DBMS。 3、全关系型空间数据库管理系统—分层模型 GIS软件商在标准DBMS顶层开发一个能容纳、管理空间数据的系统功能。 GIS应用 扩展DBMS以容纳空间数据 商用DBMS 空间和属性数据库 代表软件System 9,GeoView?等。 用RDBMS管理图形数据有两种模式： a、基于关系模型的方式，图形数据按关系数据模型组织。由于涉及一系列关系连接运算，费时。 b、将图形数据的变长部分处理成Binary Block字段（多媒体或变长文本）。省去大量关系连接操作，但Binary Block的读写效率比定长的属性字段慢得多，特别涉及对象的嵌套时，更慢。 关系模型组织图形数据 要找出组成多边形的采样点坐标，涉及多个关系表，做多次连接投影运算。 多边形编号 边号 边长 P1 a P1 b P1 c P1 d P1 P2 边号 起结点号 终结点号 a 1 7 b 2 1 … 结点号 x y 1 .. … 2 … … … C N E 4、对象--关系数据库管理系统 DBMS软件商在RDBMS中进行扩展，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据，如Informix 和Oracle等都推出了空间数据管理的专用模块，定义了操纵点、线、面、圆等空间对象的API函数。 主要解决空间数据的变长记录的管理，效率比二进制块的管理高得多，但仍没有解决对象的嵌套问题，空间数据结构不能由用户定义，用户不能根据GIS要求再定义，使用上受一定限制。 GIS应用 空间数据管理的专用模块 商用DBMS 空间和属性数据库 5、面向对象空间数据库管理系统 面向对象模型最适合于空间数据的表达和管理，它不仅支持变长记录，且支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。 允许用户定义对象和对象的数据结构及它的操作。可以将空间对象根据GIS需要，定义合适的数据结构和一组操作。这种空间数据结构可以带和不带拓扑，当带拓扑时，涉及对象的嵌套、对象的连接和对象与信息聚集。 目前推出的面向对象的数据库管理系统有Jasmine，O2等，也推出了基于纯对象的GIS，如GDE等。但由于面向对象数据库管理系统还不成熟，价格又昂贵，目前在GIS领域还不太通用。 基于对象-关系的空间数据库管理系统成为GIS空间数据管理的主流。 第三章 空间数据模型与数据结构 1 空间数据模型 3 空间数据库与数据库管理系统 空间数据结构与数据编码 2 * * * * * 在GIS中，矢量数据表示时应考虑以下问题： ·矢量数据自身的存