GIS空间数据库资料课件.ppt

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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(DatabaseManagementSystem，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

2、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

3、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(SpatialDatabaseEngine)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

4、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，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

5、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

6、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

7、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①数据分析技术，数

8、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。②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