地信專業(yè)知識.doc

GIS數(shù)據(jù)模型之綜合探討摘要: 隨著時(shí)代的發(fā)展，GIS作為一種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，相應(yīng)的不同類型的GIS軟件也應(yīng)運(yùn)而生，因而形成了不同的GIS空間數(shù)據(jù)模型。本文主要介紹了當(dāng)前社會中常用的幾種GIS空間數(shù)據(jù)模型的模型結(jié)構(gòu)、模型內(nèi)容以及相關(guān)應(yīng)用等。關(guān)鍵詞: 地理相關(guān)模型 地理數(shù)據(jù)庫 GIS數(shù)據(jù)模型一個(gè)良好的數(shù)據(jù)模型是一個(gè)工程、軟件乃至系統(tǒng)的精神骨架，數(shù)據(jù)模型的優(yōu)略與否直接關(guān)系到GIS的成功與否。目前，隨著GIS的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外出現(xiàn)了不少的GIS軟件，其中比較有代表性的包括ArcGIS軟件、GeoMedia軟件、GeoStar軟件、MapGIS軟件、Oracle軟件以及MapStore軟件。下面我們將對各個(gè)軟件中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行逐一分析評價(jià)。（一）Arc/Info數(shù)據(jù)模型ARC/INFO是ESRI開發(fā)的GIS軟件。該軟件以數(shù)字形式來管理，分析和顯示空間數(shù)據(jù)，用戶可使用Arc/Info建立空間數(shù)據(jù)庫和進(jìn)行地理分析。ARC/INFO采用一種混合數(shù)據(jù)模型來統(tǒng)一定義空間數(shù)據(jù)庫模型和管理地理空間數(shù)據(jù)，支持空間實(shí)體的矢量表示和柵格表示。位置數(shù)據(jù)用矢量和柵格數(shù)據(jù)表示， 屬性數(shù)據(jù)存儲在一組數(shù)據(jù)庫表格中/空間與屬性統(tǒng)一存儲在表格中，通過空間和屬性數(shù)據(jù)的連接實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的查詢,分析和制圖輸出.Arc/Info的數(shù)據(jù)模型支持六種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：（1）Coverage表示矢量數(shù)據(jù)；（2）GRID表示柵格數(shù)據(jù)；（3）TIN適合于表達(dá)連續(xù)表面；（4）屬性表；（5）影像用作地理特征的描述性數(shù)據(jù)；（6）CAD圖像用作地理特征的描述性數(shù)據(jù)。在Arc/Info中, Arc是指用于定義地物空間位置和關(guān)系的拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu), Info是指用于定義地物屬性的表格數(shù)據(jù)(關(guān)系數(shù)據(jù))結(jié)構(gòu)。也就是說，屬性數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，空間位置數(shù)據(jù)存儲在文件夾中，通過空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的查詢、分析和圖形顯示。Arc/Info把地理空間要素抽象為點(diǎn)（定義為空間的一套XY或XYZ坐標(biāo)）、線（定義為一系列有順序的空間點(diǎn)）、面（定義為由一組或多組線圍成的多邊形）、結(jié)點(diǎn)（定義為線的起點(diǎn)或終點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)是一復(fù)雜的特征，不能單獨(dú)存在，通過檢查結(jié)點(diǎn)類型可以知道線與線的連接關(guān)系和多邊形特征是否能正確完成）和注記。除此之外，還有其它地理要素，如區(qū)劃(Region)（定義為一組相互不重疊的多邊形，用于描述具有相同屬性單元的不連續(xù)多邊形。如行政區(qū)劃上的群島，地籍上的飛地）、事件(Event)（定義為基于基本線特征基礎(chǔ)上離起點(diǎn)或終點(diǎn)一定距離的一點(diǎn)。如要找高速公路上200公里處的事故點(diǎn)不需直接求出這一點(diǎn)的坐標(biāo)，同時(shí)對線路或事件點(diǎn)修改不會造成不一致問題）、路徑(Route)（定義為基于基本線特征基礎(chǔ)上的路由。如在道路網(wǎng)上劃分出的公共汽車線路，不同的公共汽車線路公用部分道路時(shí)不用重復(fù)輸入線特征。路徑的起點(diǎn)或終點(diǎn)可不與線特征起始點(diǎn)或終點(diǎn)重合，可定義為線路上離起點(diǎn)或終點(diǎn)一定距離的點(diǎn)，這樣就不用斷開線特征）。Arc/Info數(shù)據(jù)模型包括地理相關(guān)模型(GeoRelationalmodel, Coverage)和地理數(shù)據(jù)庫(GeoDatabase)兩種。1，地理相關(guān)模型(Coverage)Arc/Info7.X以前版本以Coverage作為矢量數(shù)據(jù)的基本存儲單元。一個(gè)Coverage存儲指定區(qū)域內(nèi)地理要素的位置、拓?fù)潢P(guān)系及其專題屬性。每個(gè)Coverage一般只描述一種類型的地理要素(一個(gè)專題Theme)。位置信息用X，Y表示，相互關(guān)系用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示，屬性信息用二維關(guān)系表存儲。地理相關(guān)模型強(qiáng)調(diào)空間要素的拓?fù)潢P(guān)系。Coverage的數(shù)據(jù)組織主要有以下幾項(xiàng)組成：（1） 標(biāo)示點(diǎn)位置數(shù)據(jù)：Cover#，Cover_ID，和X，Y，存儲在LAB文件中。屬性數(shù)據(jù)：存儲在PAT文件中,包含四個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)Area，Perimeter，cover#和Cover-ID。（2） 結(jié)點(diǎn)位置數(shù)據(jù)：不明顯地存儲,而是作為弧段的起始結(jié)點(diǎn)和終止結(jié)點(diǎn)存儲在ARC文件中。Cover#，Cover_ID。屬性數(shù)據(jù)：存儲在結(jié)點(diǎn)屬性表NAT中，它包含3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)。ARC#， Cover#， Cover_ID。（3） 弧段位置數(shù)據(jù)：Cover#，Cover-ID，F(xiàn)NODE#，TNODE#，LPOLY#，RPOLY#，坐標(biāo)串，存儲在ARC文件中。屬性數(shù)據(jù)：存儲在結(jié)點(diǎn)屬性表AAT中，它包含7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)。Cover#，Cover-ID，F(xiàn)NODE#，TNODE#，LPOLY#，RPOLY#，LENGTH。（4） 多邊形位置數(shù)據(jù)：由一組弧段和位于多邊形內(nèi)的一個(gè)標(biāo)示點(diǎn)來定義。它不直接存儲坐標(biāo)信息，坐標(biāo)信息存儲在ARC和LAB文件中。Cover#，Cover_ID，Lab#，Arc#1，Arc#2，Arc#n。屬性數(shù)據(jù)：存儲在結(jié)點(diǎn)屬性表AAT中，它包含7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)。Cover#，Cover_ID，F(xiàn)NODE#，TNODE#，LPOLY#，RPOLY#，LENGTH。（5） 控制點(diǎn)存儲于tic文件中。（6） 覆蓋范圍存儲于bnd文件中。Coverage的特點(diǎn)：（1） 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：空間數(shù)據(jù)放在建立了索引的二進(jìn)制文件中，屬性數(shù)據(jù)則放在DBMS表(TABLES)里面，二者以公共的標(biāo)識編碼關(guān)聯(lián)。（2） 矢量數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系得以保存：由此拓?fù)潢P(guān)系信息,我們可以得知多邊形是哪些弧段(線)組成，弧段(線)由哪些點(diǎn)組成，兩條弧段(線)是否相連以及一條弧段(線)的左或右多邊形是誰？這就是通常所說的“平面拓?fù)洹?。Coverage在具備以上特點(diǎn)的同時(shí)也出現(xiàn)了一些的缺陷：（1） Coverage模型某些可取的方面已經(jīng)可以不再繼續(xù)作為強(qiáng)調(diào)的因素，拓?fù)潢P(guān)系的建立可以由面向?qū)ο蠹夹g(shù)解決(記錄在對象中)；硬件的發(fā)展，不再將存儲空間的節(jié)省與否作為考慮問題的重心；計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高，已經(jīng)可以實(shí)時(shí)地通過計(jì)算直接獲得分析結(jié)果。（2） 空間數(shù)據(jù)不能很好地與其行為相對應(yīng)。（3） 以文件方式保存空間數(shù)據(jù)，而將屬性數(shù)據(jù)放在另外的DBMS系統(tǒng)中。這種方式對于日益趨向企業(yè)級和社會級的GIS應(yīng)用而言，已很難適應(yīng)(如海量數(shù)據(jù),并發(fā)等)。（4） Coverage模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不夠靈活，局部的變動必須對全局的拓?fù)潢P(guān)系重新建立(Build)，“牽一發(fā)而動全身”，且費(fèi)時(shí)。（5） 在不同的Coverage之間無法建立拓?fù)潢P(guān)系，河流與國界人井與管道等。2，地理數(shù)據(jù)庫(GeoDatabase)GeoDataBase在實(shí)現(xiàn)上使用了標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它支持一套完整地拓?fù)涮卣骷?，提供了大型?shù)據(jù)庫系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理方面的所有優(yōu)勢(如數(shù)據(jù)的一致性,連續(xù)的空間數(shù)據(jù)集合，多用戶并發(fā)操作等)。Geodatabase用更先進(jìn)的幾何特征(例如三維坐標(biāo)和Beizer曲線)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，特征類的關(guān)系，平面幾何拓?fù)浜蛣e的對象組織模式擴(kuò)展了Coverage和Shape文件模型，使得空間數(shù)據(jù)對象及其相互間的關(guān)系、使用和連接規(guī)則等均可以方便地表示、存儲、管理和擴(kuò)展。引入這種新的數(shù)據(jù)模型的目的在于讓用戶可以通過在他的數(shù)據(jù)中加入其應(yīng)用領(lǐng)域的方法或行為以及其他任意的關(guān)系和規(guī)則，使數(shù)據(jù)更具智能和面向應(yīng)用領(lǐng)域。Geodatabase模型結(jié)構(gòu)：（1） 要素類(Feature class)同類空間要素的集合即為要素類，如河流、道路、電纜等。（2） 要素?cái)?shù)據(jù)集(Feature dataset)要素?cái)?shù)據(jù)集由一組具有相同空間參考(Spatial Reference)的要素類組成。 專題歸類表示：當(dāng)不同的要素類屬于同一范疇(如水系的點(diǎn)線面要素)。創(chuàng)建幾何網(wǎng)絡(luò)：在同一幾何網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)連接點(diǎn)和邊的各種要素類(如配電網(wǎng)絡(luò)中，有各種開關(guān)，變壓器，電纜等)。 考慮平面拓?fù)洌汗蚕砉矌缀翁卣鞯囊仡?如水系、行政區(qū)界等)。（3） 關(guān)系類(Relationship class)定義兩個(gè)不同的要素類或?qū)ο箢愔g的關(guān)聯(lián)關(guān)系。(如我們可以定義房主和房子之間的關(guān)系)。（4） 幾何網(wǎng)絡(luò)(Geometric network)幾何網(wǎng)絡(luò)是在若干要素類的基礎(chǔ)上建立的一種新的類。定義幾何網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們指定哪些要素類加入其中，同時(shí)指定其在幾何網(wǎng)絡(luò)中扮演什么角色。(如定義一個(gè)供水網(wǎng)絡(luò)，我們指定同屬一個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)集的“閥門”、“泵站”、“接頭”對應(yīng)的要素類加入其中，并扮演“連接(junction)”的角色。同時(shí)，我們指定同屬一個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)集的“供水干管”、“供水支管”和“入戶管”等對應(yīng)的要素類加入供水網(wǎng)絡(luò)，由其扮演“邊(edge)”的角色)。（5） 域(Domains )定義屬性的有效取值范圍?？梢允沁B續(xù)的變化區(qū)間，也可以是離散的取值集合。（6） 有效規(guī)則(Validation rules)對要素類的行為和取值加以約束的規(guī)則。(如規(guī)定不同管徑的水管要連接，必須通過一個(gè)合適的轉(zhuǎn)接頭。規(guī)定一塊地可以有一到三個(gè)主人)。（7） 柵格數(shù)據(jù)集(Raster Datasets)用于存放柵格數(shù)據(jù)?？梢灾С趾Ａ繓鸥駭?shù)據(jù)，支持影像鑲嵌，可通過建立“金字塔”索引，并在使用時(shí)指定可視范圍提高檢索和顯示效率。（8） TIN Datasets TIN是Arc/Info中非常經(jīng)典的數(shù)據(jù)模型，是用不規(guī)則分布的采樣點(diǎn)的采樣值構(gòu)成的不規(guī)則三角集合。它可用于表達(dá)地表形態(tài)或其它類型的空間連續(xù)分布特征。（9） Locators 定位器是定位參考和定位方位的組合，對不同的定位參考，用不同的定位方法進(jìn)行定位操作。GeoDatabase模型是新一代的地理數(shù)據(jù)模型，是建立在DBMS之上的統(tǒng)一的、智能化的空間數(shù)據(jù)庫。它較之以前的數(shù)據(jù)模型更加人性化、智能化，并具有明顯的優(yōu)勢：（1） 在同一數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一管理各種類型的空間數(shù)據(jù)。（2） 空間數(shù)據(jù)的錄入和編輯更加準(zhǔn)確。這得益于空間要素的合法性規(guī)則檢查。（3） 空間數(shù)據(jù)更加面向?qū)嶋H的應(yīng)用領(lǐng)域。不在是無意義的點(diǎn)、線、面，而代之以電桿、光纜和用地等。（4） 可以表達(dá)空間數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系。（5） 可以更好地制圖。對不同的空間要素，我們可定義不同的“繪制”方法，而不受限于ArcInfo等客戶端應(yīng)用已經(jīng)給出的工具。（6） 空間數(shù)據(jù)的表示更為精確。除了可用折線方式以外，還可用圓弧、橢圓弧、Bezier曲線描述空間數(shù)據(jù)的空間幾何特征。（7） 可管理連續(xù)的空間數(shù)據(jù)，無需分幅、分塊。（8） 支持空間數(shù)據(jù)的版本管理和多用戶并發(fā)操作。（二）ArcView數(shù)據(jù)模型ArcView采用一種混合數(shù)據(jù)模型定義和管理地理數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)采用無拓?fù)潢P(guān)系的矢量數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫表示。一個(gè)Layer（圖層）只能表示一種幾何類型的空間目標(biāo)。對于矢量層由三個(gè)文件組成shp文件,shx文件，dbf文件，sbn，sbx文件和ain，aih文件。Shp文件存儲無拓?fù)潢P(guān)系的幾何數(shù)據(jù)，shx包含幾何數(shù)據(jù)索引，dbf文件存儲屬性數(shù)據(jù)，sbn，sbx文件包含空間索引，ain，aih文件包含屬性索引。（三）GeoMedia數(shù)據(jù)模型(一)多源數(shù)據(jù)的無縫集成直接讀取多個(gè)GIS的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),不需要任何轉(zhuǎn)換。(二)先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫管理方式內(nèi)嵌關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎，可以對Oracle，SQL Server，Access數(shù)據(jù)庫直接進(jìn)行讀寫，不需要中間件。采用擴(kuò)展數(shù)據(jù)模型。(三)強(qiáng)大的二次開發(fā)環(huán)境采用OLE/COM開發(fā)技術(shù)，隨產(chǎn)品奉送所有標(biāo)準(zhǔn)的對象和控件。(四)數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)全部數(shù)據(jù)都有大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)托管。（四）GeoStar數(shù)據(jù)模型 GeoStar軟件由武漢測繪科技大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制開發(fā)的面向?qū)ο蟮腉IS軟件。在GeoStar中，把GIS需要的地物抽象為結(jié)點(diǎn)、弧段、點(diǎn)狀地物、線狀地物、面狀地物和無空拓?fù)潢P(guān)系的面條地物。為了便于組織和管理，對空間數(shù)據(jù)庫又設(shè)立了工程、工作區(qū)和專題層（包含相應(yīng)的層和地物類）。（1） 地物類具有相同空間幾何特征和屬性特征的空間對象的集合。點(diǎn)對象、線對象、面對象均可單獨(dú)作為地物類，注記對象可以單獨(dú)作為地物類，也可混合在其它幾何類型中一起構(gòu)成地物類。如河流、公路、居民地等均可作為地物類。（2） 層層定義在地物類之上，它是多個(gè)地物類的集合。為了操作和工作管理上的方便，將管理和使用上相關(guān)的多個(gè)地物類定義為一個(gè)層。如單線河、雙線河、湖泊等分別是地物類，在這些地物類上，我們可以定義一個(gè)水系層。（3） 工作區(qū)工作區(qū)是指一定區(qū)域范圍內(nèi)的地物層的集合，它是GeoStar完整的數(shù)據(jù)組織單位。GeoStar的數(shù)據(jù)都存為工作區(qū)，用戶通過使用工作區(qū)來操縱空間數(shù)據(jù)。工作區(qū)中的信息包括層信息，地物類信息，各種類型的對象以及屬性數(shù)據(jù)。工作區(qū)的區(qū)域范圍可以根據(jù)實(shí)際需要來決定，可以按一個(gè)圖幅范圍定義一個(gè)工作區(qū)，可以按多個(gè)連續(xù)的圖幅范圍定義一個(gè)工作區(qū)，也可以不按圖幅范圍定義工作區(qū)。各個(gè)工作區(qū)的范圍可以重疊。（4） 工程工程是具有相同特征的工作區(qū)的集合，用來管理大型的空間數(shù)據(jù)。工程中的工作區(qū)數(shù)據(jù)要求具有相同的坐標(biāo)和比例尺，有相同的投影方式。工作區(qū)中的地物類集合，層集合分別是工程地物類，工程層中的一部分。工程的信息由工作區(qū)提交后形成。工作區(qū)遞交后，系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織，并作相應(yīng)的相容性檢查，對每個(gè)提交后的工作區(qū)，系統(tǒng)自動分配一個(gè)唯一的標(biāo)識號WSID，由WSID和工作區(qū)內(nèi)對象標(biāo)識OID來共同標(biāo)識工程中的一個(gè)對象。（五）MapInfo數(shù)據(jù)模型MapInfo采用雙數(shù)據(jù)庫存儲模式。其空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)是分開存儲的。屬性數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的若干屬性表中，而空間數(shù)據(jù)則以MapInfo自定義格式保存于若干文件之中，兩者之間通過一定的索引機(jī)制聯(lián)系起來。為了提高查詢和處理效率，MapInfo采用層次結(jié)構(gòu)對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，即根據(jù)不同的專題將地圖分層，每個(gè)圖層存儲為若干個(gè)基本文件。表和層是MapInfo中兩個(gè)重要的概念。1，表MapInfo是以表的形式來組織信息的，是數(shù)據(jù)與地圖有機(jī)聯(lián)系的樞紐，分為數(shù)據(jù)表和柵格表。數(shù)據(jù)表有記錄、字段，而柵格表無記錄、字段，只是一種能在地圖窗口中顯示的圖像。2，層在MapInfo中，圖層是計(jì)算機(jī)地圖的構(gòu)筑塊。計(jì)算機(jī)地圖實(shí)際上是多個(gè)圖層的集合。圖層來自于含有圖形對象的數(shù)據(jù)庫表，每個(gè)含有圖形對象的數(shù)據(jù)庫表都可顯示為一個(gè)圖層?？梢哉f，圖層就是含有圖形對象的表。文件組成為：.tab、.dat、.map、.id，也就是說圖層至少由這四個(gè)表文件組成，每個(gè)圖層存儲均為這四個(gè)基本文件。MapInfo中有兩種特殊的圖層，即裝飾圖層（Cosmetic Layer）和無縫圖層（Seamless Layer）。裝飾圖層是位于地圖窗口最上層的一個(gè)特殊圖層，它存在于MapInfo的每個(gè)地圖窗口上，可以被想像為一個(gè)位于其它地圖圖層之上的空白透明體。裝飾圖層的作用是存儲地圖的標(biāo)題和在工作會話期間創(chuàng)建的其它地圖圖像，它具有既不能被刪除，也不能被重新排序等特點(diǎn)。無縫圖層是可以如同一張表一樣處理的一組基表構(gòu)成的圖層。它允許用戶一次對一組表改變屬性、實(shí)施或改變標(biāo)注或使用圖層控制對話框，也允許檢索或?yàn)g覽圖層中的任何一個(gè)基表。MapInfo采用雙數(shù)據(jù)庫存儲，屬性數(shù)據(jù)存于屬性表，空間數(shù)據(jù)存儲于Mapinfo自定義文件中，兩者通過一定的索引機(jī)制連接起來。（六）Oracle Spatial空間數(shù)據(jù)模型Oracle Spatial是Oracle數(shù)據(jù)庫公司的一個(gè)擴(kuò)展產(chǎn)品，它具有專門的空間數(shù)據(jù)管理功能。Oracle Spatial基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提出了一個(gè)完全開放的空間數(shù)據(jù)管理機(jī)制，并且完全集成于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端。數(shù)據(jù)庫用戶可以通過SQL語句定義和操縱空間數(shù)據(jù)，同事也能訪問標(biāo)準(zhǔn)的Oracle數(shù)據(jù)庫。Oracle Spatial除了空間數(shù)據(jù)管理的特殊功能之外，具有關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Oracle的所有特性，如標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢、頁面緩沖、并發(fā)控制、多層結(jié)構(gòu)的分布式管理、高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)管理工具、高級語言過程調(diào)用等，并能確保數(shù)據(jù)完整性、安全性和可恢復(fù)性。Oracle Spatial提供了SQL幾何類型、空間元數(shù)據(jù)模式、空間索引以及一整套函數(shù)和過程集合，使在Oracle中對空間數(shù)據(jù)的存儲、訪問和分析更加快捷和高效。這意味著空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)能在一個(gè)屋里數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理，因而提高了查詢效率并減少了同步異步數(shù)據(jù)處理與集成的復(fù)雜度。通過使用Oracle8i或9i擴(kuò)展的索引特征，Oracle Spatial獲得了比以前版本更加的性能。Oracle先后為Spatial提供了兩種空間實(shí)體模型的支持，一個(gè)是基于關(guān)系模型的空間實(shí)體模型，一個(gè)是基于對象關(guān)系模型的空間實(shí)體模型。而在Oracle的后續(xù)版本里將不再提供基于關(guān)系模型的空間實(shí)體模型，只有基于對象關(guān)系的空間實(shí)體模型。因此，這里只介紹對象關(guān)系的空間實(shí)體模型。Oracle Spatial空間數(shù)據(jù)模型提供了三種最主要的幾何類型（點(diǎn)、線、面）以及由這幾種幾何類型對象組合而成的集合。這三種幾何類型又可細(xì)分為簡單點(diǎn)（只有一個(gè)點(diǎn)）、點(diǎn)群（多個(gè)點(diǎn)）、簡單線（只有一條線）、線群（多條線）、簡單面（只有一個(gè)面）、面群（多個(gè)面）。因此，Oracle Spatial一共提供了七種幾何類型，并為每種類型分配了17的標(biāo)識。同時(shí)，在有的類型中，還劃分了更加詳細(xì)的類型，如簡單線還分為線段、三點(diǎn)圓弧、線段和圓弧交替連接的簡單復(fù)合線等，簡單面可分為由線段構(gòu)成的面、圓、矩形、線段和圓弧交替連接的簡單復(fù)合面。依照空間數(shù)據(jù)的幾何類型分類，Oracle Spatial利用對象關(guān)系模型，提供一種更抽象（abstract data type，ADT）、更接近人的思維模式、用戶可自定義的、可以存儲任何幾何類型的空間數(shù)據(jù)類型MDSYS.SDO_GEOMETRY。其類型定義如下：CREATE TYPE MDSYS.SDO_GEOMETRY AS OBJECT SDO_GTYPE NUMBER， SDO_SRID NUMBER， SDO_POINT SDO_POINT_TYPE， SDO_ELEM_INFO SDO_ELEM_INFO_ARRAY， SDO_ORDINATES SDO_ORDINATE_ARRAY其中SDO_POINT_TYPE也是對象類型，其定義如下：CREATE TYPE MDSYS.SDO_POINT_TYPE AS OBJECT X NUMBER， Y NUMBER， Z NUMBER下面分別解釋各子項(xiàng)的含義：SDO_GTYPE：幾何對象的類型標(biāo)識。SDO_SRID：幾何對象所屬空間參照的標(biāo)識。SDO_POINT：存儲點(diǎn)的坐標(biāo)。當(dāng)存儲點(diǎn)對象時(shí)，Oracle Spatial推薦用此子項(xiàng)存儲點(diǎn)的坐標(biāo)，而后面兩項(xiàng)都設(shè)為NULL，這樣可以獲得更高的效率。SDO_ELEM_INFO：數(shù)組類型，連續(xù)存儲幾何對象的坐標(biāo)。SDO_ORDINATES：數(shù)組類型，連續(xù)存儲坐標(biāo)的解釋信息。解釋信息具體描述了幾何對象的形狀，解析了坐標(biāo)的性質(zhì)。Oracle Spatial和用戶通過此解釋信息可以知道在SDO_ELEM_INFO中存儲的各個(gè)子對象（如線段、弧段等）坐標(biāo)的起始和終止位置。X，Y，Z：點(diǎn)的坐標(biāo)。當(dāng)點(diǎn)為二維時(shí)，Z為NULL。在Oracle Spatial中，每個(gè)空間表至少擁有一個(gè)MDSYS.SDO_GEOMETRY字段，并且空間表能擁有用戶自定義屬性，這樣也就實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。Oracle Spatial提供了豐富的空間操作函數(shù)和過程，以完成空間分析操作、幾何對象操作、空間聚合操作、空間參照操作、線性參考操作、移植操作、調(diào)整優(yōu)化等操作。例如，函數(shù)SDO_GEOM.SDO_AREA（）將返回一個(gè)二維面的面積，而過程SDO_MIGRATE.FORM_815_TO_81X（）將把Oracle 8.15版移植到當(dāng)前版本。利用這些函數(shù)和過程，能高效的實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的管理。同時(shí)，Oracle Spatial提供了擴(kuò)展SQL語句，以提供空間查詢功能。這兩個(gè)函數(shù)分別為SDO_FILTER（）和SDO_RELATE（），它們分別對應(yīng)于空間查詢的粗查和精查。（七）MapStore數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)和聯(lián)系的邏輯組織的形式表示。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型和關(guān)系模型，但是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫只能操縱和查詢文字和數(shù)字信息，不能完成空間數(shù)據(jù)的操縱和查詢，如相鄰、連通、包含、疊加等。適應(yīng)空間數(shù)據(jù)庫的GIS軟件一般不是采用傳統(tǒng)的某一種單一的數(shù)據(jù)模型，而是采用建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上的綜合的數(shù)據(jù)模型，