4-1空间数据库概述(11月21日).ppt

4 1空间数据库概述一 空间数据库的概念1 空间数据库主要是为GIS提供空间数据的存储和管理方法 空间数据的存储和管理方法通常有两种 空间数据文件存储和管理 空间数据库存储和管理2 空间数据文件存储和管理即空间数据以操作系统的文件形式保存在计算机中 其特点 可共享 彼此孤立 文件之间无联系 数据的冗余和不一致性 3 如何解决文件管理上的这些问题 空间数据不应该仅采用面向具体应用的数据结构 而应该采用一种通用的结构表达 空间数据文件之间不应该是彼此孤立的 文件之间应建立联系 要避免不同文件之间数据的冗余存储 相同的数据一般只存储一次 4 一个完整的数据库系统应该包括 数据库存储系统是按照一定的结构组织在一起的相关数据的集合 通常是一系列相互关联的数据文件 数据库管理系统是提供数据库建立 使用和管理工具的软件系统 典型的有 Oracle Sybase SQLServer等 数据库应用系统是为了满足特定的用户数据处理需求而建立起来的 具有数据库访问功能的应用软件 它提供给用户一个访问和操作特定数据库的用户界面 5 空间数据库系统也由三个部分所组成 空间数据库存储系统是指GIS在计算机存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和 一般是以一系列特定结构的文件的形式存储在硬盘 光盘等存储介质中 空间数据库管理系统是指能够对介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义 提供必需的空间数据查询检索和存取功能 以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统 空间数据库管理系统的实现是建立在常规的数据库管理系统之上的 还提供特定的针对空间数据的管理功能 空间数据库应用系统由GIS的空间分析模型和应用模型所组成的软件可以看做是空间数据库的应用系统 通过它不但可以全面地管理空间数据 还可以运用空间数据进行分析和决策 二 空间数据库的设计1 空间数据库的设计的概念 其实质是将地理空间实体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程 也就是GIS中的空间实体建立数据模型的过程 具体地说 数据库的数据结构 操作集合 完整性约束规则集合等组成了数据库的数据模型 建立空间数据库系统数据模型的目的 是揭示空间实体的本质特性 并对其进行抽象化 使之转为计算机能够接受和处理的数据形式 空间数据库的设计最终可以归结为空间数据模型的设计 2 数据库设计的步骤 需求分析 概念设计 逻辑设计 物理设计3 空间数据库设计的原则 尽量减少空间数据存储冗余 提供稳定的空间数据结构 满足用户对空间数据及时访问的需求 在数据元素间维持复杂的联系 支持多种决策需求 有较强的应用适应性 三 空间数据库的实现1 空间数据库的实现过程 建立实际的空间数据库结构 装入试验性的空间数据对应用程序进行测试 以确定其功能和性能是否满足设计要求 并检查对数据库存储空间的占有情况 装入实际的空间数据 即数据库的加载 建立起实际运行的空间数据库 2 空间数据库的运行与维护 维护空间数据库的安全性和完整性 需要及时调整授权和密码 转储及恢复数据库 监测并改善数据库性能 分析评估存储空间和响应时间 必要时进行数据库的再组织 增加新的功能 对现有功能按用户需求进行扩充 修改错误 包括程序和数据 4 2空间数据库概念模型设计一 语义数据模型的概念最常用的语义数据模型之一是实体 联系模型 E R模型 E R模型为数据库分析设计人员提供了三种主要的语义概念 实体是对客观存在的起独立作用的事物的一种抽象 联系是实体间有意义的相互作用或对应关系 属性是对实体和联系特征的描述 二 采用E R模型进行数据库概念设计的三个步骤 设计局部的E R模型 设计全局的E R模型 全局E R模型的优化三 E R模型的优点 接近人的思想 易于理解 与计算机具