空间概念和数据模型.ppt

关键点 本章讲述空间数据库概念设计有关的技术； 空间概念、抽象、建模、数据模型、数据库设计； 场模型、对象模型。 背景 传统数据库 主要关心商务和管理应用领域； 重点是高效安全地处理大量相对简单的事物； GIS，CAD以及工程等具有明确的空间和几何成分的应用 空间数据更为复杂，传统数据库不足以处理； 空间数据库的设计和实现由应用领域专家解决；传统数据库设计和实现由计算机专家解决。 2.1 空间信息模型 空间资料和数据 几何测量数据 取样数据 图纸数据 将空间对象映射到JAVA 找出Maple野营地周围方圆10公里内的旅游公司。 将空间对象映射到JAVA 2.2 数据库设计的三个步骤 概念模型设计 （E-R） 逻辑模型设计：与概念数据模型在商用DBMS上的具体设计实现（关系模型、层次模型、网状模型）有关。 关系模型设计：关系表，属性，关系模式，逻辑一致性。关系查询语言SQL与 关系代数（详细在第三章讲）。 关系数据模型（关系代数）并不能满足空间数据的建模要求 ；GIS与关系数据库之间还存在相当大的语义鸿沟。 目前还没有广为接受的地理信息数学模型，地图代数并不成熟。ArcGIS的Geodatabase提供了空间实体及其关系的要素-对象-关系模型，但不支持SQL查询操作。 物理模型设计：空间存储、索引 (第4章) 。 E-R模型（概念模型） 实体和属性 现实世界被划分为 一个个实体（Entity），或对象；例如州立公园中的：河流、森林、设施 实体由属性（Attributes）来描述其性质，唯一标识实体的属性或属性集称为码（Key）。属性包括名称和类型：类别、比例、数值（场）。 属性的单值和多值：例如森林的空间多值属性（包括多个多边形） 联系 实体间关系通过联系来关联表达； 二元联系 一对一联系（1: 1） 管理者与森林 多对一联系（M:1） 设施与森林 多对多联系（M:N ） 河流与设施 基数（ Cardinality ） 实体及其属性 River Name Length LineID Discharge Quality Facility Name Length LineID 实体的联系 River Name Length LineID Discharge Quality Facility Name Length LineID Supplies_water_to N M Volume E-R图 州立公园例子的ER图 ７个实体 属性 ８个联系 逻辑设计：关系模型 1970年CODD提出，最流行的逻辑数据模型； 表称为一个关系（Relation），列称为属性(Attribute)； 元组（或行）对应关系实例； 属性的取值范围称为域：整型、浮点型、字符型、日期型。不支持自定义类型和几何类型。 关系模型中的约束 逻辑一致性要求，维护某些约束： 码约束：每个关系必须有一个主码（primary Key） 实体完整性：主码不能取空值 参照完整性：外码（foreign key）的属性值要么是另一个关系的主码值，要么为空值。 将ER模型映射到关系模型 通常有５个基本步骤：（由CASE工具生成的ER图可以转化成关系模式：ERwin; Oracle Designer; Rational Rose.） 将每个实体映射成一个独立的关系； 1：1的联系，将任一实体的码属性作为其他关系的外码； M: 1的联系，“1”侧关系的主码作为“M”侧关系的外码。 M: N的联系，每个M: N联系被映射成一个新的关系，关系的名称就是联系的名称，关系的主码由参与实体的主码对组成。 对于多值属性，创建一个有两列的新关系：一列为拥有该多值属性的实体的码，另一列为该多值属性。 州立公园的例子：M:N联系映射为新表 Supplies_Water-To是Facility实体和River实体之间的一个M:N联系，河流和设施的名字组成主码，Volume为新表的一个属性。 Supplies_Water-To FacName RivName Volume (varchar) (varchar) (Real) 州立公园的例子：多值属性 Forest-Stand有一个多值属性Polygonid。创建一个有两列的新关系：一列为拥有该多值属性的实体的码，另一列为该多值属性 StandId (Integer) (Integer) Forest-Standard-Geom Polygonid E-R图 州立公园例子的ER图 ７个实体 属性 ８个联系 州立公园中森林林份的关系模式 Forest-Stand Stand-id Species Forest-name (Integer) (va