GIS空间数据库解析课件

1、第二章 GIS空间数据库主要内容：第一节空间数据库概述第二节空间数据库概念模型传统的数据模型第三节空间数据库概念模型语义数据模型和面向对象数据模型第四节GeoDatabse第五节GIS空间时态数据库第一节 空间数据库概述一、空间数据库的概念二 、空间数据库的设计三、 空间数据库的实现和维护一 空间数据库的概念1、相关概念一个完整的数据库系统应该包括数据库、数据库管理系统(Database Management System，DBMS)和数据库应用系统三个组成都分。1）数据库是按照一定的结构组织在一起的相关数据的集合；2）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；3）数据库应用系

2、统则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。 2、空间数据库空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理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组织在存储介质之上的。空间数据库管理系统则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除了需要完成常规数据库管理系统所必备的功能之外，还需要提供特定的针对空间数据的管理功能。常常有两种空间数据库管理系

3、统的实现方法：（1）一是直接对常规数据库管理系统进行功能扩展，加入一定数量的空间数据存储与管理功能。运用这种方法比较有代表性的是Oracle等系统。（2）另一种方法是在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。代表性的系统是ESRI的SDE(Spatial Database Engine)等。 空间数据库系统的数据库应用系统：由地理信息系统的空间分析模型和应用模型所组成的软件，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与决策。二 空间数据库的设计 实质是将地理空间客体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程，

4、也就是地理信息系统中空间客体数据的模型化问题。1、空间数据库设计过程地理信息系统的开发和应用需要经历一个由现实世界到概念世界，再到计算机信息世界的转化过程。概念世界的建立是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象，即对各种不同专业领域的研究和系统分析，最终形成地理信息系统的空间数据库系统和应用系统所需的概念化模型。逻辑模型设计，就是把概念模型结构转换为计算机数据库系统所能够支持的数据模型。逻辑模型设计时最好应选择对某个概念模型结构支持得最好的数据模型，然后再选定能支持这种数据模型，且最合适的数据库管理系统。存储模型是指概念模型反映到计算机物理存储介质中的数据组织形式 。GIS概念模型 是人们从计算

5、机环境的角度出发和思考，对现实世界中各种地理现象、它们彼此的联系及其发展过程的认识及抽象的产物。具体地说，主要包括对地理现象和过程等客体的特征描述、关系分析和过程模拟等内容。这些内容在地理信息系统的软件工具、数据库系统和应用系统研究中往往被抽象、概括为数据结构的定义、数据模型的建立及专业应用模型的构建等主要理论与技术问题。GIS的空间数据结构 是对地理空间客体所具有的特性的一些最基本的描述。地理空间是一个三维的空间，其空间特性表现为四个最基本的客体类型，即点、线、面和体等。这些客体类型的关系是十分复杂的。 所有地理现象和地理过程中的各种空间客体之间具有各种复杂的联系。可以从空间客体的空间、时间

6、和属性三个方面加以考察。客体间的空间联系大体上可以分解为空间位置、空间分布、空间形态、空间关系、空间相关、空间统计、空间趋势、空间对比和空间运动等等联系形式。建立空间数据库系统数据模型的目的，是揭示空间客体的本质特性，并对其进行抽象化，使之转化为计算机能够接受和处理的数据形式。在地理信息系统研究中，空间数据模型就是对空间客体进行描述和表达的数学手段，使之能反映客体的某些结构特性和行为功能。空间数据模型是衡量地理信息系统功能强弱与优劣的主要因素之一。空间数据库的设计最终可以归结为空间数据模型的设计。采用的数据模型主要有层次模型、网状模型和关系模型，以及语义模型、面向对象的数据模型等。 2、设计的

7、技术（1）概念设计技术是指数据库设计者所使用的设计工具，其中包括各种算法、文本化方法、用户组织的图形表示法、各种转化规则、数据库定义的方法及编程技术。（2）分类数据分析技术，数据分析技术是用于分析用户数据的语义的技术手段；通过使用诸如消除数据冗余技术、保证数据库稳定性技术、结构数据技术来解决，其目的是使用户易于存取数据，从而满足用户对数据的各种需求。技术设计技术，技术设计技术用于将数据分析结果转化为数据库的技术实现。保证所实现的数据库能有效地使用数据资源，要用到的技术设计技术，例如选择合适的存储结构以及采用有效的存取方法等等。3、设计的过程 需求分析。即用系统的观点分析与某一特定的数据库应用有

8、关的数据集合。概念设计。把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。概念模型是现实世界到信息世界的抽象，具有独立于具体的数据库实现的优点，因此是用户和数据库设计人员之间进行交流的语言。数据库需求分析和概念设计阶段需要建立数据库的数据模型，可采用的建模技术方法主要有三类：一是面向记录的传统数据模型，包括层次模型、网状模型和关系模型；二是注重描述数据及其之间语义关系的语义数据模型，如实体联系模型等；三是面向对象的数据模型，它是在前两类数据模型的基础上发展起来的面向对象的数据库建模技术。逻辑设计。把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，

9、并用数据描述语言表达出来。逻辑设计又称为数据模型映射。所以，逻辑设计是根据概念模型和数据库管理系统来选择的。物理设计。指数据库存储结构和存储路径的设计，即将数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物理数据库。该过程依赖于给定的计算机系统。在这一阶段，设计人员需要考虑数据库的存储问题：即所有数据在硬件设备上的存储方式，管理和存取数据的软件系统，数据库存储结构以保证用户以其所熟悉的方式存取数据，以及数据在各个位置的分布方式等。 三 空间数据库的实现和维护1、空间数据库的实现 根据空间数据库逻辑设计和物理设计的结果，就可以在计算机上创建起实际的空间数据库结构，装入空

10、间数据，并测试和运行，这个过程就是空间数据库的实现过程，它包括：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，以确认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、相关的其他设计 其他设计的工作包括加强空间数据库的安全性、完整性控制，以及保证一致性、可恢复性等，总之是以牺牲数据库运行效率为代价的。设计人员的任务就是要在实现代价和尽可能多的功能之间进行合理的平衡。包括：(1)空间数据库的再组织设计。对空间数据库的概念、逻辑和物理结构的改变称为再组织，其中改变概念或逻辑结构又称再构造，改变物理

11、结构称为再格式化。再组织通常是由于环境需求的变化或性能原因而引起的。一般数据库管理系统，特别是关系型数据库管理系统都提供数据库再组织的实用程序。(2)故障恢复方案设计。在空间数据库设计中考虑的故障恢复方案，一般是基于数据库管理系统提供的故障恢复手段，如果数据库管理系统已经提供了完善的软硬件故障恢复和存储介质的故障恢复手段，那么设计阶段的任务就简化为确定系统登录的物理参数，如缓冲区个数、大小，逻辑块的长度，物理设备等。否则就要制订人工备份方案。 (3)安全性考虑。许多数据库管理系统都有描述各种对象(记录，数据项)的存取权限的成分。在设计时根据用户需求分析，规定相应的存取权限。子模式是实现安全性要

12、求的一个重要手段。也可在应用程序中设置密码，对不同的使用者给予一定的密码，以密码控制使用级别。(4)事务控制。大多数数据库管理系统都支持事务概念，以保证多用用户环境下的数据完整性和一致性。事务控制有人工和系统两种控制办法，系统控制以数据操作语句为单位，人工控制则以事务的开始和结束语句显示实现。大多数数据库管理系统也提供封锁粒度的选择，封锁粒度一般有库级、记录级和数据项级。粒度越大控制越简单，但并发性能差。这些在相关的设计中都要统筹考虑。3、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

13、数据库的再组织；增加新的功能：对现有功能按用户需要进行扩充；修改错误：包括程序和数据。第二节 空间数据库概念模型传统的数据模型 传统的数据模型主要指层次、网状和关系三种模型，它们是计算机中以文件系统组织的数据模型的继承和发展。1 层次数据模型 层次数据模型描述了各类客体及客体类之间的联系。层次模型限制每一个客体类最多只能有一个双亲客体类，而一个双亲客体则可有多个子女客体类。 层次数据结构的数据存取可使用树遍历法（客体是以某种树的遍历顺序检索的）和通用选择法（这种方法不依赖于客体在树结构中的顺序，而是根据所确定的选择条件，在结构中选择某特定的客体）。2 网状数据模型 网状数据模型以系结构为基础，

14、系结构是由属于两个不同客体类(即首、属两个客体类)的客体所组成。每个系中只包含一个属于首客体类的客体，以及包含若干个属于属客体类的客体。 例：多边形polygons是一个客体类，与其关联的弧段arcs也是一个客体类。他们共同组成polygon-arc系类，多边形充当首客体类的角色，而弧段则作为多边形的属客体类。 网状数据模型的实现以记录为基本存储结构，即每个客体都实现为一个记录结构。而系值的实现是将一个系值的各个记录链接起来。每一个客体类作为一个记录型，每个系类作为一个系型。每个矩形框是记录型(record type)，每一条连接矩形框的线段称为系型(set type)。 在网状数据模型的数据

15、库中经常用导航来描述存取中所用的方法，即存取可以从网状模型中的任何一个客体出发，沿着系指针到达其他的客体。3 关系数据模型 在关系模型中特别强调关系的表现形式与关系在计算机中的实现方法之间是相互独立的，即独立于数据在物理设备上的排列方式，独立于索引结构，独立于数据的存储路径，等等。因此，关系模型将用户对数据的视图与其最终的物理实现分割开来。从而，使得关系模型比层次模型和网状模型更有利于数据库的设计。24 三种传统数据模型的比较第三节 空间数据库概念模型语义数据模型和面向对象数据模型传统数据模型的缺点：(1)以记录为基础的结构不能很好地面向用户和应用。传统数据模型基本结构是记录，而人类对现实世界

16、的认识往往以某个事物或概念为单位。 (2)不能以自然的方式表示客体之间的联系。 (3)语义贫乏。 (4)数据类型太少难以满足应用需要。 1 语义数据模型（1）概念 语义数据模型由若干种抽象所组成，用这些抽象来描述客体的基本语义特性，再根据语义模型结构规则把这些抽象有机地组织起来。 实体联系模型(entity-relationshaip model，ER模型)。ER模型为数据库分析设计人员提供了三种主要的语义概念，即实体、联系和属性。实体。实体是对客观存在的起独立作用的客体的一种抽象。在ER图中，用矩形符号表示实体。实体的命名标注于矩形符号之内。联系。联系是客体间有意义的相互作用或对应关系。分为

17、一对一的联系(1：1)，一对多的联系(1：N)和多对多的联系(M：N)。联系在ER图中用菱形符号表示，联系的名称同样标注于菱形之中。实体和联系之间用线段连接，并在线上注明连接的类型。属性。属性是对实体和联系特征的描述。每个属性都关联一个域(值的集合)。属性用一个椭圆形表示，椭圆中放置属性的名称，属性同实体和联系之间也用线段连接。 （2）步骤设计局部的ER模型。在局部ER模型的设计中，需要完成局部结构范围的确定，定义属性、实体和联系，以及属性的分配等。设计全局的ER模型。将所有局部的ER图综合成单一的全局的ER图，即全局的概念模型。设计全局的概念模型的过程中，首先需要确定公共的实体类型，然后反复

18、进行两个局部ER图的合并，检查并消除冲突，直到所有的局部ER模型都合并成一个完整的全局ER模型。 其中，当合并两个ER图时，可能会遇到三类冲突，即：属性冲突，包括类型、取值范围、取值单位的冲突；结构冲突，如作为实体又作为联系或属性，同一实体其属性成分不同等；命名冲突。全局ER模型的优化。即实体类型个数尽可能少，实体类型所含的属性尽可能少，实体类型间联系无冗余。一般把1：1联系的两个实体类型合并，具有相同关键字的实体类型也可以合并成一个实体类型，但要考虑空值存储和速度问题；还有冗余属性的消除，要注意效率，可存在适当的冗余，这要根据具体情况而定；最后是冗余联系的消除，冗余的联系应该从ER图中删除。

19、（3）优缺点1、优点：接近人的思想，易于理解，同时又与计算机具体的实现无关，是一个很好的数据库概念涉及方法。2、缺点：数据库管理系统不直接支持E-R模型的实现。2 面向对象的数据模型1基本概念对象：就是现实世界中一个客体的模型化，由客体的数据和对数据的操作组合而成 。具有一个惟一的名称标识，且把自身的状态和内在的功能封装在一起。消息：消息是对象之间相互请求或相互协作的惟一途径。一个对象必须通过向其他对象发送消息的形式使得其他对象提供各自所能实现的功能。消息是对象之间惟一的通信形式，也就是外界能够引用对象操作及获取对象状态的惟一方式。 公有消息：可由其他对象向它发送的消息； 私有消息：由它自己向

20、自身发送的消息， 类：是对一组对象的抽象描述，它将该组对象所具有的共同特征集中起来，以说明该组对象的能力和性质。实例是某类的一个具体对象，类是多个实例的抽象综合。可见类和实例之间是抽象和具体的关系。类的确定方法是归纳。继承：使某类对象可以自然地拥有另外一类对象的某些特征和功能。继承性可以极大地简化数据模型的设计。继承性具有双重作用，一是减少代码的冗余；二是通过协调性简化对象类相互之间的接口和界面。 继承的分类分为单继承和多继承。例如直线段对象类继承了曲线对象类的特性和功能，可以直接从曲线对象类中派生出来，则这种继承就是单继承类别。如图(a)。而多边形对象类既可以继承曲面对象类的持性，其边界又具

21、有曲线对象类的特性，所以可以从上述两个对象类中共同继承而来，这就是多继承类型。图(b)。功能重载：意味着实现特定功能的方法不仅以名称来区分，而且用它所带的参数来区别。 例如在GIS的图形显示子系统中需要显示一个多边形的区域，系统可能会提供两个不同的对象绘图方法：1）从一个数据库系统中提取多边形数据来绘图，需要将数据库的一个连接作为参数传递给对象方法。2）是从一个图形文件中提取多边形数据来绘图，需要将图形文件的路径作为参数传递给对象方法。这两种对象方法虽然其名称可能采取相同的写法，但由于所调用的参数的差异，面向对象的系统就会根据功能重载的原则将两个对象方法加以区分。图(a)多态：是同一个消息可以

22、根据发送消息对象的不同采用多种个同的行为方式。例如上述的图形系统中，有多边形、弧段、点等几类对象。在这些图形对象类的超类中可以定义一个虚拟的绘图方法Draw。而在具体的多边形、弧段和点类中再分别定义各自特定的绘图方法Draw。面向对象的系统在绘制某一区域的所有空间对象的图形时，就可以对所有的图形对象发送同一种对象绘图消息，而不同的对象以各自特定的方式响应同一种绘图消息。图(b)。 概括：概括的含义是把一组具有相同特征和操作的对象类归纳在一个更一般的超类中。例如，多边形对象类是种特殊的空间对象，而弧段对象类也是一种特殊的空间对象，这里的空间对象类归纳了多边形对象类和弧段对象类共同具有的一些空间特

23、征，相比之下是更为一般意义上的对象类。 所以，多边形对象类和弧段对象类可作为空间对象类的子类，而空间对象类则是它们的超类。从本质上看，概括形成了子类和超类之间一种称为isa的语义联系，如图(a) 聚集：聚集反映了嵌套对象的概念，嵌套对象是由一些其他对象组成的，它是用来描述更高层次对象的一种形式。例如，地理信息系统图形显示子系统中，一个图层对象类是由多边形对象类、弧段对象类、点对象类等等对象类的聚集体。这里的图层对象就是嵌套对象，多边形对象类等与图层对象之间形成一种ispartof的语义联系，如图(b) 第四节、GeoDatabase 地理数据库（Geodatabase）是为了更好的管理和使用地

24、理要素数据，而按照一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器。地理数据库是按照层次型的数据对象来组织地理数据的，这些数据对象包括对象类（Object Classes）、要素类（Feature Classes）和要素数据集（feature dataset），它们是Geodatabase中最基本的组成项。Geodatabase含有四种地理数据的描述方式：描述要素（Feature）的矢量数据；描述影像（Image）、专题格网数据和表面的栅格数据；描述表面的不规则三角网络（TIN）；地理寻址的addresses（地址）和locator（定位器）。一、Geodatabase的基本组成1、要素

25、集和空间参考2、对象类3、要素类4、关联类5、拓扑6、域和属性验证7、几何网络8、栅格数据集栅格9、不规则三角形网络数据集10、位址Geodatabase内部结构1、要素集和空间参考要素集（Feature Dataset）是具有相同坐标系统的要素类的集合；要素集中的所有要素必须具有相同的坐标系统，即空间参考（Spatial Reference） 。因为在要素集中存储了 Geodatabase 的拓扑关系。空间参考是维护拓扑关系的关键；要素集中可以存储对象（Objects）、要素（features）及关联类（Relationship class）、几何网络。对象、要素和关联类直接存储在 Geod

26、atabase 中。而不需要非得存放在要素集中。将不同的要素类放到一个要素数据集下的理由可能很多，但一般而言，在以下三种情况下，考虑将不同的要素类组织到一个要素数据集中：1）当不同的要素类属于同一范畴。如：全国范围内某种比例尺的水系数据，其点、线、面类型的要素类可组织为同一个要素数据集。2）在同一几何网络中充当连接点和边的各种要素类，必须组织到同一要素数据集中。如：配电网络中，有各种开关、变压器、电缆等，它们分别对应点或线类型的要素类，在配电网络建模时，应将其全部考虑到配电网络对应的几何网络模型中去。此时，这些要素类就必须放在同一要素数据集下。3）对于共享公共几何特征的要素类，如：用地、水系、

27、行政区界等。当移动其中的一个要素时，其公共的部分也要求一起移动，并保持这种公共边关系不变。此种情况下，也要将这些要素类放到同一个要素数据集中。2、对象类对象是具有属性和方法的实体，对象是对象类的实例；对象类中对象具有相同属性和方法，对象可以和其他对象相关联。对象类是Geodatabase中的一个表，保存与地理对象相关联的描述性信息，但它们不是地图上的要素。对象保存为一个元组。地块的所有者就是对象类的一个例子。可以建立一个地块要素类与所有者对象类之间的数据库连接。 3、要素类 要素是空间实体的表示方式。现实世界中，任何实体都具有天然形体，矢量数据使用带有相关属性的有序坐标集来表现这些实体的形体，

28、这样的矢量数据在ArcInfo中称呼为要素（Feature）。矢量格式数据支持几何操作，比如计算长度和面积，同时还可以进行叠加、相交或最邻近要素查找等。还有一种特殊的矢量数据类型称呼为注记（annotation）。注记属于和要素相关联的有描述信息的标注（label），可以显示要素的名称或者其它属性。可以将注记理解为特殊的标注。要素类是同种类型（相同几何形状）的要素的集合；具有同样的几何类型具有同样的空间参考系统存储空间对象要素具有位置特征：几何体的空间属性要素可以参与网络几何和拓扑关系要素的类别简单要素类包括没有任何拓扑关系的点、线、多边形或注记。即，一个要素类内的点与另一要素类中线的终点可以

29、是一致的，但它们是不同的。这些要素可以彼此独立地编辑。 拓扑要素类局限在一定的图形范围内，它是一个由完整拓扑单元组成的一组要素类限定的对象。ArcGIS 包含了 Geodatabase 中最主要的一种图形拓扑几何网络。要素的特点要素具有形状 要素具有空间参考要素具有属性要素具有子类要素具有关联要素属性可以被限制要素能用规则来验证要素具有拓扑关系要素具有复杂的行为1）要素具有形状 要素的形状是以 Geometry 这么一个特殊字段存储在要素类表中的。要素可以用以下这些几何类型表达： 点或多点（一组点） 线（一组相连或不相连的线段） 多边形（不相邻或嵌套的环）。环是由一组连接的、闭合的、不相交的线

30、段组成的 组成线和多边形的线段可以是直线、圆弧、贝塞尔（Bezier）曲线和椭圆弧。2）要素具有空间参考 在迪卡尔坐标系统中要素的形状以 x、y 值存储。但由于地球表面是粗略的椭球体。空间参考详尽地描述了如何将一组要素的 x、y 坐标映射到地球表面上去。 3）要素具有属性 要素以要素类表中的字段来保存属性。要素类表是关系数据库的表格。属性定义了要素标准的常规特性，这些特性可以用数值、文本或其它描述信息表示。 4）要素具有子类要素的集合便成为要素类。要素类是一组同类要素的集合。由于要素类中，要素之间肯定会存在一定的差异。 由建筑物组成的要素类可以被逻辑地分成居民地、商业用地和工业用地等子类。使用

31、子类，你可以细化控制要素的属性，如属性域或属性规则等。 5）要素具有关联空间关联：所有地理对象都与其它对象存在关联。你可以在不同的要素类中定义地理对象之间的关联。 属性关联：也可以定义非空间对象的关联，如房屋与其主人的关系。拓扑关联在一个电力设施系统中编辑要素时，要保证一级线路和二级线路的末端正确连通并且可以在该电力网络上做跟踪分析。空间关联当处理一幅有建筑物、街区和学校的地图时，可能需要决定在哪个街区创建某一特定建筑物、在学校区域中应该有哪些建筑物，还有哪个街区应该不包含建筑物。这些都属于GIS的基本功能判断要素是否在另一要素内、是否接触、在另一要素外或与另一要素重叠。空间关联是从要素的几何

32、形状来获取的。普通关联有一些对象可能在图上无法表现关联（如地块与业主）。对于地图上某些要素之间具有的关联，然而它们的空间关联可能很难判断（如用度表在变压器邻近，但它们并不接触）。这时我们需要使用一般关联，将这两个要素关联在一起。6）要素属性可以被限制为加强数据录入的准确性，还可以制定属性域对要素的属性进行限定。属性域，表现为一个数值范围或合法值的列表，也可以在要素创建之时为其属性自动分配一个缺省值。可以在要素类中为不同的子类设置不同的属性域和缺省值。7）要素能用规则来验证现实世界中的对象存在或改变都是必须遵循一定规则的。可以用这样的规则来限制几何网络中元素的制约规则，或者定义这些元素关联的对应

33、基数。8）要素具有拓扑关系各类型要素之间具有的精确的空间位置关系就叫做拓扑。 例如，宗地的二级小分块必须是彼此严格毗邻的，不允许有缝隙和重叠。这种二维关系称为平面拓扑。 几何网络中的线和应用设施必须是不间断连接的，并且这种连接关系必须明确定义。这样的一维关系图可称为几何网络。 9）要素具有复杂的行为要素的简单行为是通过选择要素类型和拓扑关系来实现的，并且建立关联、指定属性域以及属性验证规则等。 更多复杂的要素行为的实现是通过扩展标准要素和为自定义要素编写代码。自定义要素允许复杂的行为，如定制编辑交互、内置分析功能和复杂的图形符号化。 4、关联类关联类存储了对象类、要素类两两之间的关联信息。关联

34、可以是：对象类之间的要素类之间的要素类和对象类之间的关联的类别简单的：对象的存在相互依赖组合的：没有原始对象，目标对象不能存在目标对象随原始对象的移动而移动5、拓扑简单要素类是没有拓扑关系的点、线、多边形或注记，各要素可以彼此独立地编辑拓扑要素类局限在一定的图形范围内，是一个有完整拓扑单元组成的一组要素类限定的对象，如几何网络6、域和属性验证域（Domain）是对象属性的有效值集合。可以是文本型的，也可以是数值型的。属性验证：在Geodatabase中保存对象的属性、连接和空间规则；通过关联类和连通规则（connectivity rules），可以增强数据的完整性。 无须代码实现7、几何网络利

35、用一系列要素类来构建几何网络每个要素类在网络上有拓扑角色一个几何网络在同样的拓扑规则下有多个要素类几何网络图示LateralServiceMainFeedValveFeature ClassesGeometric Network要素数据集和几何网络WaterWaterFD = Feature DatasetGN = Geometric NetworkFC = FeatureClassOC = Object ClassJ = JunctionE = EdgeFDGNFCFCFCFCFCJJEEEServiceValveMainLateralFeedThe Geodatabase Data Mod

36、el8、栅格数据集栅格 栅格数据集（Raster Datasets）可以表现为影像地图、表面、表现某个环境因子采样数据的 Grid、或者是普通的实物照片。有些栅格数据具有多个波段。9、不规则三角形网络数据集不规则三角形网络数据集（TIN datasets）是从表面上采样高程点数据生成的不规则三角形。TIN 可以用于模拟地球表面，同时也可用于连续性的环境因子的分布研究，比如碳元素的分布10、位址 x,y 定位 邮政编码 位置名称 Route 定位 位址包含很多定位信息，这样可以利用这些信息创建要素，并且使用地图将这些要素显示。 二 Geodatabase设计 设计Geodatabase与其它数据

37、库原理是基本上一致的。因为Geodatabase属于关系数据库的一种，只不过Geodatabase中存储的是地理数据。 Geodatabase通过描述一个基于对象的数据结构，扩展并简化设计流程，在这个结构中，描述了地理要素的空间和拓扑关系。这个结构中有一部分是专门用于将地理对象集成表达为有机系统的，如：河流和道路网络、或者地块集。这样的结构叫做拓扑。 Geodatabase数据模型构建了“人们对现实世界周围对象认识的理解”和“这些对象在关系数据库中如何存储”的桥梁。一般来说，关系数据库设计需要两个基本步骤：数据逻辑模型的结构化和数据模型的物理实现。逻辑数据建模体现数据的用户视图，数据库建模则在

38、关系数据库技术的框架中物理实现数据模型。1、数据逻辑模型设计建立数据逻辑模型的关键任务是准确定义有意义的对象集并明确它们之间的关系。 考虑的对象，可能是比如街道、地块、所有者和建筑物这样的事物。那么对应它们之间关系的一些描述就是“位于”、“被拥有”和“是一部分”等。在原始逻辑数据模型设计完成后，可以提交给用户，进行下一进程的需求分析，确定用户对数据录入、更新和访问的要求。设计逻辑数据模型是个反复的过程，通过不断的实践可以获取到最终的“艺术”成果。不存在绝对“正确”的模型，只能说某个模型适合还是不适合。要确认数据模型是否完全符合需求是非常困难的！可以回答以下三个问题，如果你的答案都是肯定的，那么

39、意味着你所创建的模型已经很不错了：逻辑数据模型表现了所有数据，且没有冗余?逻辑数据模型支持业务流程？逻辑数据模型满足不同用户组的数据视图？2、表达数据逻辑模型 现今，大部分面向对象的建模者已经开始采用统一建模语言（UML），UML是表达对象模型的标准符号。UML已被主导软件公司和数据库厂家所认可。 UML不是设计方法，而是一个绘图符号。UML支持面向对象的设计方法，并且按照标准方式表达数据模型。Geodatabase对象模型图3、物理模型实现物理库模型由逻辑模型创建而得。一般情况下，关系据库专业开发者从数据建模者那儿得到逻辑模型后，使用数据库管理工具来定义数据库方案（schema）并创建新数据

40、，为数据输入做好准备。数据库物理设计跟逻辑模型设计虽然有很多相似之处，但是也存在很多区别。逻辑模型中设计好的类和对象在物理表中实现的时候经常会被拆分获者合并。规则和关联类也可以使用多种方式表达。Geodatabase的一个显著优势在于它不是仅仅实现数据的物理配置而已，还可以在Geodatabase中构建与逻辑模型相近的物理结构。4）逻辑模型和数据库模型中的元素5）Geodatabase设计的基本步骤数据的用户视图建模。和用户交流，了解用户结构，解析用护的业务模型。定义对象和关联。使用对象集和创建逻辑数据模型，并定义它们之间的关联。选择地理描述方式。对有意义的数据采用确切的描述方式，如矢量、栅格

41、、表面或Locator。与Geodatabase元素匹配。将逻辑模型中的对象与Geodatabase中的元素互相匹配起来。组织Geodatabase结构。考虑地图专题、拓扑关联以及不同用户部门对数据的需求，创建Geodatabase。三 Geodatabase模型优点1)地理数据统一存储的仓库。所有数据都能在同一数据库里存储并中心化管理。2)数据输入和编辑更加准确，通过智能的属性验证确定减少很多的编辑错误3)用户更为直观地处理数据模型。有了准确的设计，geodatabase包含了与用户数据模型相对应的数据对象。操作Geodatabase的数据，与处理一般的点、线和多边形要素不同，用户可以针对操作他们感兴趣的现实对象一样，比如变压器、道路和湖泊等等。4)要素具有丰富的关联环境。使用拓扑关系、空间表达和一般关联，不仅可以定义要素的特征，还可以定义要素与其它要素的关联情况。当与要素相关的要素被移动、改变或删除的时候，用户预先定义好的关联要素也会做出相应的变化。5)可以制作蕴含丰富信息的地图。通过直接在ArcInfo制图应用窗口ArcMap中应用先进的绘图工具，可以更好地控制要素的绘制，还可以添加一些智能的绘图行为。有一些特殊的专业化绘图行为的操作也能够通过编写代码实现。6)地图显示中，要素是