GIS空间数据库教学课件

第五章GIS空间数据库第一节空间数据库概述第二节传统的数据模型第三节语义数据模型和面向对象数据模型第四节逻辑模型设计和物理设计第五节GIS空间时态数据库时态数据库第一节空间数据库概述空间数据库的概念GIS存储空间和属性数据的数据库。空间数据库的设计设计过程；数据模型设计；原则、步骤和技术方法。空间数据库的实现和维护第二节

空间数据库概念模型设计:传统的数据模型层次数据模型网状数据模型关系数据模型基本概念：关系；关键字；关系模式；关系数据库；关系完整性。第三节

空间数据库概念模型设计:语义模型与对象模型语义数据模型E-R模型。面向对象的数据模型面向对象的基本概念：对象、类；继承；重载；概括与聚集。第四节空间数据库逻辑模型

设计和物理设计逻辑设计步骤和内容；E-R模型向关系数据模型转换。物理设计第五节GIS空间时态数据库空间时态数据库概述空间时态数据的表达；空间时态数据的更新；空间时态数据的查询；时空一体化数据模型时间片快照模型；底图叠加模型；时空合成模型；全信息对象模型。第四节、空间数据库一、数据库定义：数据库是为一定目的服务，以特定结构存储的相关联的数据的集合。特点：数据独立于应用程序而集中管理数据之间建立联系，反映了现实世界信息的联系数据模型层次模型网络模型关系模型二、空间数据库定义：空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合特点：数据量特别大属性数据和空间数据联合管理数据应用范围广泛三、空间数据库的数据特征空间特征非结构化特征空间关系特征分类编码特征海量数据特征四、传统数据库与空间数据库的比较传统数据库空间数据库数据连续性/相关性不连续相关性小连续较强空间相关性实体类型/空间关系少简单固定多复杂且不固定记录长度结构化等长非结构化不等长查询与操作文字、数字文字数字空间图形五、现行空间数据库管理方案基于文件与关系式数据库的空间数据混合管理方案基于关系式数据库的空间数据管理方案基于对象—关系式数据库的空间数据管理方案。文件关系数据库混合管理方案属性数据建立在RDBMS上，数据存储和检索比较可靠、有效；几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多。空间数据分开存储，数据的完整性有可能遭到破坏。GIS软件：Arc/Info，MGE，GenMap等几何数据属性数据ID数据文件数据库早期图形用户界面图形处理DBMS属性用户界面图形文件库属性数据库GIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言ODBC协议GIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言数据库开发语言数据库开发数据库开发全关系式数据库管理方案属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快属间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作GIS软件：System9，SmallWorld、Geovision等GIS界面属性数据（定长记录）空间数据（变长记录）DBMS空间数据库关系表二进制块对象关系数据库管理方案对现有的关系数据库进行扩展，增加空间数据类型解决了空间数据变长记录的存储问题，由数据库软件商开发，效率较高用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义，因而不能将设计的拓扑结构进行存储GIS软件：TIGER，Geo++、GeoTropics等GIS界面空间数据处理DBMS空间数据库扩充实体类型（点、线、面、圆等）六、GIS空间数据组织研究区域GIS工程并发控制空间索引工作区1工作区2工作区n工作层地物类逻辑层Arc/InfoMGEGeoStar属性数据Arc/InfoMGEGeoStar七、空间数据索引空间索引概念根据空间对象位置和形状或空间对象的某种空间关系，按一定顺序排列的数据结构，包含空间对象的概要信息，以提高空间操作的效率GIS中引入空间索引的必要性工作区建立查询、显示数据提取常见空间索引方法对象范围索引格网索引四叉树索引R树和R+树索引空间索引：对象范围索引IDXmaxXminYmaxYmin1…………2…………3………………………4YmaxYminXminXmax空间对象集合123456检索窗口XNYWYEXSXmax≥XNORXmin≤XSORYmax≥YEORYmin≤YW空间对象不被检索XE≤Xmax，Xmin≤XNANDYW≤Ymax，Ymin≤YE空间对象被检索XNYWYEXS236空间索引：格网索引P(3,3)=6P(3,1)=4P(3,2)=103412P(2,3=