第6章 地理信息系统空间数据库ppt课件.ppt

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1、第6章GIS空间数据库第一节空间数据库概述一、数据与数据库1.数据：描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。2.数据库：数据库(DataBase)：是以一定的组织方式存储在一起的相互关联的数据集合。数据库系统包括数据库、数据库管理系统和数据库应用系统三个组成部分。计算机对数据的管理经过了三个阶段：程序管理阶段、文件管理阶段、数据库管理阶段2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3空间数据库概念空间

2、数据库是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。空间数据库是GIS基本且重要的组成部分。数据库＝数据库系统数据库系统4空间数据库管理系统的实现（1）常规DBMS进行扩展，使有空间数据存储、管理功能；（Oracle）（2）常规DBMS基础上加一层空间数据库引擎。（ESRI的SDE（SpatialDatabaseEngine））5GIS数据库的特点（与其它数据库相比）不仅属性数据，还有大量的空间数据；数据量大，即使是一个极小的区域；数据的应用相当广，如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等等。6数据库管理系统：提供数据库建立、使用

3、和管理的软件系统。（如Oracle，Access等）数据库应用系统：为满足特定用户数据处理要求而建立起来的，具有数据库访问功能的应用软件，提供给用户一个访问和操作特定数据库的用户界面。GIS数据库系统7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。8GIS的数据管理方案GIS应用软件空间及属性数据库扩展DBMS以容纳空间数据商业数据库扩充商用DBMS,增加空间管理能力GIS应用软件空间及属性数据库用户设计的数据库双指针参照，由一个数据库管理系统控制GIS应用软件空间数据库属性

4、数据库管理空间数据的软件管理属性数据的DBMS属性数据与空间数据独立GIS应用软件空间及属性数据文件无DBMS,分别独立管理数据9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。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

5、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开放式数据库连接标准应用系统应用系统属性数据与空间数据独立的数据管理方案10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。空间接存取，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由一个数据库管理系统控制的数据管

6、理方案11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，没有解决数据的嵌套纪录问题。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）扩充商用DBMS,增加空间管理能力的数据管理方案12第二节空间数据库的设计一、数据的管理模式：人工阶段（50年代中期以前）、文件系统阶段（50年代后期到60年代中期）数据库系统阶段（60年代后期始）

7、13二、空间数据库的设计空间数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。实质：如何将地理实体以一定组织形式在数据库中表达。即空间实体数据的模型化问题。1.地理信息系统空间数据库模型建立过程地理现象和过程概念模型逻辑模型存储模型对地理现象和过程的抽象客观世界-(认识、抽象)->概念模型概念模型-(选定数据模型、DBMS)->逻辑模型逻辑模型-(确定数据组织方式)->存储模型142.概念模型（空间特征，关系描述）（1）空间特征：点、线、面、体四种基本类型；（2）实体在空间、时间、属性三方面存在联系：空