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.6 空间数据模型五、面向对象地理数据模型1、面向对象数据模型的含义 为了有效地描述复杂的事物或现象，需要在更高层次上综合利用和管理多种数据结构和数据模型，并用面向对象的方法进行统一的抽象。这就是面向对象数据模型的含义，其具体实现就是面向对象的数据结构。 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。（面向对象地理数据模型的特点） 面向对象的地理数据模型的核心是对复杂对象的模拟和操纵。2、面向对象的几何数据模型 从几何方面划分，GIS的各种地物对象为点、线、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物。每一种几何地物又可能由一些更简单的几何图形元素构成。 每个地物对象都可以通过其标识号和其属性数据联系起来。若干个地物对象（地理实体）可以作为一个图层，若干个图层可以组成一个工作区。在GIS中可以开设多个工作区。 在GIS中建立面向对象的数据模型时，对象的确定还没有统一的标准，但是，对象的建立应符合人们对客观世界的理解，并且要完整地表达各种地理对象，及它们之间的相互关系。 如图2-6-11，一个面状地物是由边界弧段和中间面域组成，弧段又涉及到节点和中间点坐标。或者说，节点的坐标传播给弧段，弧段聚集成线状地物或面状地物，简单地物聚集或联合组成复杂地物。（拓扑关系与面向对象模型）3、面向对象的属性数据模型（据吴信才） 关系数据模型和RDBMS基本上适应于GIS中属性数据的表达与管理。若采用面向对象数据模型，语义将更加丰富，层次关系也更明了。可以说，面向对象数据模型是在包含RDBMS的功能基础上，增加面向对象数据模型的封装、继承和信息传播等功能。 图2-6-13是以土地利用管理GIS为例的面向对象属性数据模型。 GIS中的地物可根据国家分类标准或实际情况划分类型。如土地利用管理GIS中的地物可分为耕地、园地、林地、居民地、交通用地、水域等几大类。地物类型的每一大类又可以进一步分类，如居民点可分为城镇、农村居民点等子类。另外，根据需要还可将具有相同属性和操作的类型综合成一个超类，如工厂、农场、商店、饭店等属于产业，有收入、税收等属性，可将它们概括为一个更高水平的超类-产业类。由于产业可能不仅与建筑物有关，还可能包含其他类型如土地等，所以可将产业类设计成一个独立的类，通过行政管理数据库来管理。在整个系统中，可采用双重继承工具，当要查询饭店类的信息时，即要继承建筑物类的属性和操作，又要能够继承产业类的属性和操作。 属性数据库管理中也需用到聚集的概念和传播的工具，如在饭店类中，可能不直接存储职工总人数，房间总数和床位总数等信息，它可能从该饭店的字对象职员和房间床位等数据库中派生得到。4、面向对象数据库系统的基本概念及其特征 关于“什么是面向对象数据库系统（OODBS-Object Oriented Data Base System）?” Francois Bancilho把OODB定义为：“一个面向对象的数据库系统应该满足两条准则：它应该是一个数据库管理系统，而且还是一个面向对象的系统。第一条准则是说它应该具备六个特征：永久性、外存管理、数据共享（并发）、数据可靠性（事务管理和恢复）、即席查询工具和模式修改。第二条准则是说它应具备八个特征：类/类型、封装性/数据抽象、继承性、多态性/滞后联编、计算完备性、对象标识、复杂对象和可扩充性。”（具体特征说明） 此外， Rainer Unland在Francois Bancilho的基础上作了进一步的补充，Wan Kim对OODBS的定义与他们的定义基本类似。 从OODBS具有面向对象特性的角度出发，OODBS应该提供创建类的设施，用以组织对象、创建对象、把类组织成一个继承层次，使得子类能从超类中继承属性和方法，以及调用方法来访问特定的对象。 从OODBS是一个数据库系统的角度考虑，它必须提供当今关系数据库系统（RDB）提供的那些标准数据库设施，包括检索对象的非过程性查询设施、自动查询优化和处理、动态模式改变（改变类定义和继承结构）、存取方法（如B树索引、可扩充散列、排序等）的自动管理以提高查询处理性能、自动事务管理、并发控制、从系统故障中恢复、安全和授权。5、面向对象数据库系统所具有的优势 与传统的数据库相比，OODB在下列方面具有一定的优势：1）缩小了语义差距 传统数据库设计往往是在问题空间采用某种语义模型（例如ER模型），而在求解空间采用关系模型，于是就必须在这两个空间的表示之间作一个转换，这样往往会丢失语义。OODB的优势在于在这两个空间中采用了相同/近似的模型，从而使它们之间的语义差距缩小了（图2-6-15）。2）减轻了“阻抗失配”问题 传统数据库应用往往表现为把数据库语句嵌入某种具有计算完备性的程序设计语言中，由于数据库语言和程序设计语言的类型系统和计算模型往往不同，所以这种结合是不自然的，这个现象被称为“阻抗失配”。在OODB中，把需要程序设计语言编写的操作都封装在对象的内部，从本质上讲，OODB的问题求解过程只需要表现为一个消息表达式的集合。3）适应非传统应用的需要 众所周知，OODB研究的目的就是为了适应