CH5空間數(shù)據(jù)管理

1、靖娟利 土木工程系第五章第五章 空間數(shù)據(jù)管理空間數(shù)據(jù)管理主要內容5.1 5.1 概述概述v一、 數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項記記 錄錄 文文 件件 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織按邏輯單位分級按邏輯單位分級按物理單位分級按物理單位分級數(shù)據(jù)組織層次數(shù)據(jù)組織層次比特、字節(jié)、字、比特、字節(jié)、字、塊、桶和卷塊、桶和卷5.1 5.1 概述概述v 二、數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系二、數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系 數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系主要指記錄之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系主要指記錄之間的聯(lián)系。 一對一的聯(lián)系（一對一的聯(lián)系（1:1） 一對多的聯(lián)系一對多的聯(lián)系(1：n) 多對多的聯(lián)系多對多的聯(lián)系(m：n)a baba baba bab1

2、:1(1：n)(m：n)5.1 5.1 概述概述v三、常用數(shù)據(jù)文件 順序文件：對記錄按主關鍵字的順序進行組織。 索引文件：除了存儲記錄本身（主文件）以外，還建立若干索引表。 直接文件：也稱隨機文件，根據(jù)記錄關鍵字的值，通過某種轉換方法得到一個物理存儲位置，然后把記錄存儲在該位置上。 倒排文件：帶有輔索引的文件。5.2 db5.2 db與與dbmsdbmsv一、數(shù)據(jù)庫（data base，db） 概念：是為一定目的服務，以特定的結構存儲的相關的數(shù)據(jù)集合。 特點：數(shù)據(jù)集中控制、冗余度小、數(shù)據(jù)獨立、復雜的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)保護。5.2 db5.2 db與與dbmsdbms數(shù)據(jù)庫最內的一層；是物數(shù)據(jù)庫最內

3、的一層；是物理設備上實際存儲的數(shù)據(jù)理設備上實際存儲的數(shù)據(jù)集合；由物理模式描述。集合；由物理模式描述。用戶所使用的數(shù)據(jù)庫，用戶所使用的數(shù)據(jù)庫，是一個或幾個特定用戶是一個或幾個特定用戶所使用的數(shù)據(jù)集合，是所使用的數(shù)據(jù)集合，是概念模型的邏輯子集；概念模型的邏輯子集；用外模式定義。用外模式定義。數(shù)據(jù)庫的邏輯表示，數(shù)據(jù)庫的邏輯表示，包括每個數(shù)據(jù)的邏輯包括每個數(shù)據(jù)的邏輯定義以及數(shù)據(jù)間的邏定義以及數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系；由概念模式輯聯(lián)系；由概念模式定義。定義。物理級物理級用戶級用戶級概念級概念級5.2 db5.2 db與與dbmsdbms dbms：是處理數(shù)據(jù)庫存取和各種管理控制的軟件；是db的中心樞紐，與各部分

4、有密切聯(lián)系。 dbms的功能：數(shù)據(jù)庫定義、管理、維護、通訊 dbms的組成：語言處理程序、系統(tǒng)運行控制程序、建立和維護程序 dba：掌握數(shù)據(jù)庫全面情況并作為數(shù)據(jù)庫設計和管理骨干的人；主要功能是建立和維護數(shù)據(jù)5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型v數(shù)據(jù)模型： 描述數(shù)據(jù)內容和數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的工具，是衡量數(shù)據(jù)庫能力強弱的主要標志之一。v傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型： 層次模型、網(wǎng)絡模型、關系模型v面向對象模型：5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型（1）層次模型： 是一種樹結構模型，把數(shù)據(jù)按自然的層次關系組織起來，以反映數(shù)據(jù)之間的隸屬關系。 優(yōu)點：簡單、直觀，易于理解，并在一定程度上支持數(shù)據(jù)重構。5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模

5、型數(shù)據(jù)庫模型（2）網(wǎng)絡模型）網(wǎng)絡模型： 將數(shù)據(jù)組織成有向圖結構，結點代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述不同結點數(shù)據(jù)間的關系。 優(yōu)點優(yōu)點：在一定程度上支持數(shù)據(jù)重構，具有一定的數(shù)據(jù)獨立和數(shù)據(jù)共享特性，且運行效率較高。5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型層次模型層次模型關系模型關系模型網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型局限性局限性： 很難描繪復雜地理實體之間的聯(lián)系；很難描繪復雜地理實體之間的聯(lián)系； 查詢必須從層次結構的根結點開始，很查詢必須從層次結構的根結點開始，很難進行反向查詢；難進行反向查詢； 數(shù)據(jù)獨立性較差；數(shù)據(jù)獨立性較差； 命令具有過程式性質；命令具有過程式性質； 基本不具備演繹功能和

6、操作代數(shù)基礎。基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎。局限性：局限性： 無法用遞歸和嵌套方式描述復無法用遞歸和嵌套方式描述復雜關系的層次和網(wǎng)狀結構，模雜關系的層次和網(wǎng)狀結構，模擬和操作復雜地理對象能力較擬和操作復雜地理對象能力較弱；弱； 描述具有復雜結構和涵義的地描述具有復雜結構和涵義的地理對象時，語義不堪合理；理對象時，語義不堪合理； 運行效率不夠高。運行效率不夠高。局限性局限性： 查詢定位困難；查詢定位困難； 命令具有過程式性質；命令具有過程式性質； 不直接支持對于層次結構的表不直接支持對于層次結構的表達；達； 基本不具備演繹功能和操作代基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎。數(shù)基礎。5.3 5.3

7、數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型 對象：對象： 含有數(shù)據(jù)和操作方法的獨立模塊，可以認為是含有數(shù)據(jù)和操作方法的獨立模塊，可以認為是數(shù)據(jù)和行數(shù)據(jù)和行為的統(tǒng)一體為的統(tǒng)一體。（如一個城市、一棵樹均可作為地理對（如一個城市、一棵樹均可作為地理對象。）象。） 具有一個具有一個唯一的標識唯一的標識，以表明其存在的獨立性；，以表明其存在的獨立性； 具有一組描述特征的具有一組描述特征的屬性屬性，以表明其在某一時刻的狀態(tài)；，以表明其在某一時刻的狀態(tài)； 具有一組表示行為的具有一組表示行為的操作方法操作方法，用以改變對象的狀態(tài)。，用以改變對象的狀態(tài)。5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型v 類：類： 共享同一屬性和方法集的所有對象

8、的集合共享同一屬性和方法集的所有對象的集合。（如河流均具有共性，如名。（如河流均具有共性，如名稱、長度、流域面積等，以及相同的操作方法，如查詢、計算長度、求稱、長度、流域面積等，以及相同的操作方法，如查詢、計算長度、求流域面積等，因而可抽象為河流類。）流域面積等，因而可抽象為河流類。）v 實例：實例： 被抽象的對象，被抽象的對象，類的一個具體對象。如長江、黃河等。（真正抽象的河類的一個具體對象。如長江、黃河等。（真正抽象的河流不存在，只存在河流的例子。）流不存在，只存在河流的例子。） 類是抽象的對象，是實例的組合，類是抽象的對象，是實例的組合，類、實例是相對的類、實例是相對的，類和實例的關系，

9、類和實例的關系為上下層關系。類為上下層關系。類-申請實例申請實例-成為具體對象。成為具體對象。v 方法：方法： 對一個類定義的所有操作。對一個類定義的所有操作。v 消息消息： 對象之間的請求和協(xié)作對象之間的請求和協(xié)作。（并不獨立存在）對象之間的關系，如點某按（并不獨立存在）對象之間的關系，如點某按紐，就是對按紐提出請求。紐，就是對按紐提出請求。5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型是對現(xiàn)實世界的簡明表是對現(xiàn)實世界的簡明表示。形成對象的關鍵是示。形成對象的關鍵是抽象，對象是抽象思維抽象，對象是抽象思維的結果。的結果。是指同一消息被不是指同一消息被不同對象接收時，可解同對象接收時，可解釋為不同的含義

10、。同釋為不同的含義。同一消息，對不同對象，一消息，對不同對象，功能不同。功能不同。將方法與數(shù)據(jù)放于一將方法與數(shù)據(jù)放于一對象中，以使對數(shù)據(jù)對象中，以使對數(shù)據(jù)的操作只可通過該對的操作只可通過該對象本身的方法來進行象本身的方法來進行（指把對象的狀態(tài)及指把對象的狀態(tài)及其操作集成化，使之其操作集成化，使之不受外界影響）。不受外界影響）。抽象抽象多態(tài)多態(tài)封裝封裝5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型分類是把一組具有相同屬性分類是把一組具有相同屬性結構和操作方法的對象歸納結構和操作方法的對象歸納或映射為一個公共類的過程。或映射為一個公共類的過程。（instance-ofinstance-of）分類分類概括概括

11、聯(lián)合聯(lián)合聚集聚集將相同特征和操作的類再抽將相同特征和操作的類再抽象為一個更高層次、更具一象為一個更高層次、更具一般性的超類的過程。般性的超類的過程。(is-a)(is-a)聚集是把幾個不同性質類聚集是把幾個不同性質類的對象組合成一個更高級的的對象組合成一個更高級的復合對象的過程。復合對象的過程。(parts-(parts-of)of)相似對象抽象組合為集合相似對象抽象組合為集合對象。其操作是成員對象的對象。其操作是成員對象的操作集合。操作集合。member-of) member-of) 5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型傳播傳播 是作用于聯(lián)合和聚集的工具，是作用于聯(lián)合和聚集的工具，它通過一種

12、強制手段將子目標的它通過一種強制手段將子目標的屬性信息傳播給復雜對象。屬性信息傳播給復雜對象。成員成員對象的屬性只存儲一次，保證數(shù)對象的屬性只存儲一次，保證數(shù)據(jù)一致性和減少冗余。據(jù)一致性和減少冗余。如桂林市如桂林市總人口，由存儲在各成員對象中總人口，由存儲在各成員對象中的各區(qū)人口總和。的各區(qū)人口總和。 一類對象可繼承另一類對一類對象可繼承另一類對象的特性和能力，象的特性和能力，子類繼承子類繼承父類的共性，父類的共性，它服務于概括它服務于概括, ,分為分為單重繼承和多重繼承單重繼承和多重繼承。繼承機制繼承機制減少代碼冗余，減減少代碼冗余，減少相互間的接口和界面少相互間的接口和界面。繼承繼承5.3

13、 5.3 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型可充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型的特點可充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型的特點123具有可擴充性具有可擴充性可以模擬和操縱復雜對象可以模擬和操縱復雜對象5.4 5.4 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一、基本概念一、基本概念（1 1）空間數(shù)據(jù)庫：）空間數(shù)據(jù)庫： 指指gisgis在計算機物理存儲介質上存儲的與應用相關的地理空間數(shù)據(jù)在計算機物理存儲介質上存儲的與應用相關的地理空間數(shù)據(jù)的總和。的總和。（2 2）空間數(shù)據(jù)特征）空間數(shù)據(jù)特征: : 1 1）空間特征空間特征：一般需要建立空間索引。：一般需要建立空間索引。 2 2）非結構化特征非結構化特征：結構化的，即滿足第一范式：結構化的，即

14、滿足第一范式: :每條記錄定長，每條記錄定長，且數(shù)據(jù)項是原子數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)項是原子數(shù)據(jù). .而空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項為變長，對象包含一個或而空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項為變長，對象包含一個或多個對象，需要嵌套記錄。多個對象，需要嵌套記錄。 3 3）空間關系特征空間關系特征：拓撲數(shù)據(jù)給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護增：拓撲數(shù)據(jù)給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護增加了復雜性。加了復雜性。 4 4）分類編碼特征分類編碼特征：一種地物類型對應一個屬性數(shù)據(jù)表文件。多種：一種地物類型對應一個屬性數(shù)據(jù)表文件。多種地物類型共用一個屬性數(shù)據(jù)表文件。地物類型共用一個屬性數(shù)據(jù)表文件。 5 5）海量數(shù)據(jù)特征海量數(shù)據(jù)特征。5.4 5.4 空間數(shù)據(jù)庫管

15、理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫特點：空間數(shù)據(jù)庫特點： 1）數(shù)據(jù)量特別大； 2）數(shù)據(jù)種類多，復雜； 3）數(shù)據(jù)應用面相當廣。空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： 1）是指能夠對物理介質上存儲的地理空間數(shù)據(jù)進行語義和邏輯上的定義； 2）提供必須的空間數(shù)據(jù)查詢、檢索和存取功能； 3）能夠對空間數(shù)據(jù)進行有效的維護和更新的一套軟件系統(tǒng)。5.4 5.4 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)v 二、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫的比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫的比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)連續(xù)性/相關性不連續(xù)相關性小連續(xù)較強空間相關性實體類型/空間關系少簡單固定多復雜且不固定記錄長度結構化等長非結構化不等長查詢與

16、操作文字、數(shù)字文字數(shù)字空間圖形5.45.4空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)v 三、三、現(xiàn)行空間數(shù)據(jù)庫管理方案現(xiàn)行空間數(shù)據(jù)庫管理方案文件與關文件與關系式系式對象對象關關系式系式關系式數(shù)關系式數(shù)據(jù)庫據(jù)庫5.4 5.4 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（1）文件與關系式混合管理方案q 屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)建立在rdbms上，數(shù)據(jù)存儲和檢索比較可靠、有效；q 幾何數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)采用圖形文件管理，功能較弱。q 空間數(shù)據(jù)分開存儲，數(shù)據(jù)的完整性有可能遭到破壞。q 早期代表性gis：arcinfo的coverage文件管理q 近年代表性gis：arcinfo，arcview的shape file文件管理，

17、mapinfo的tab文件幾何數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)id數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)庫早期圖形用戶界面圖形處理dbms屬性用戶界面圖形文件庫屬性數(shù)據(jù)庫gis用戶界面圖形處理dbms圖形文件庫屬性數(shù)據(jù)庫高級語言odbc協(xié)議gis用戶界面圖形處理dbms圖形文件庫屬性數(shù)據(jù)庫高級語言數(shù)據(jù)庫開發(fā)語言數(shù)據(jù)庫開發(fā)數(shù)據(jù)庫開發(fā)coveragecoverage5.4 5.4 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（2）全關系式數(shù)據(jù)庫管理方案全關系式數(shù)據(jù)庫管理方案q 屬性數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)同時采用關系式數(shù)據(jù)庫進行管理q 空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)不必進行煩瑣的連接，數(shù)據(jù)存取較快q 屬性間接存取，效率比dbms的直接存取慢，特別是涉及空間查詢、對象嵌套等

18、復雜的空間操作q 代表性gis：arcinfo的geodatabase(spatial database engine,sde)gis界面屬性數(shù)據(jù)（定長記錄）空間數(shù)據(jù)（變長記錄）dbms空間數(shù)據(jù)庫關系表二進制塊5.4 5.4 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（3）對象關系數(shù)據(jù)庫管理方案對象關系數(shù)據(jù)庫管理方案q 對現(xiàn)有的關系數(shù)據(jù)庫進行擴展，增加空間數(shù)據(jù)類型q 解決了空間數(shù)據(jù)變長記錄的存儲問題，由數(shù)據(jù)庫軟件商開發(fā)，效率較高q 用戶不能根據(jù)gis要求進行空間對象的再定義，因而不能將設計的拓撲結構進行存儲q 代表性系統(tǒng)：oracle spatialgis界面空間數(shù)據(jù)處理dbms空間數(shù)據(jù)庫擴充實體類

19、型（點、線、面、圓等）geodatabasefeature datasetfeature class5.5 5.5 空間數(shù)據(jù)組織空間數(shù)據(jù)組織一、圖幅內空間數(shù)據(jù)的組織一、圖幅內空間數(shù)據(jù)的組織 工作區(qū)：研究區(qū)圖幅的范圍 工作層：空間數(shù)據(jù)處理的一個工作單元 邏輯層：邏輯層可以包含任意多個地類 地物類：類型相同的地物gis工程工作區(qū)工作層地物類邏輯層屬性數(shù)據(jù)5.5 5.5 空間數(shù)據(jù)組織空間數(shù)據(jù)組織v二、屬性數(shù)據(jù)的組織二、屬性數(shù)據(jù)的組織 一般由關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（dbms）管理，但文件組織方式隨gis軟件而異。5.6 5.6 空間索引空間索引v 空間索引機制空間索引機制是實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)快速查詢檢索的重要手

20、段，也是海量空間數(shù)據(jù)管理所必須的?？臻g索引是一個層次結構 。工 程工作區(qū) 1工作區(qū) 2工作區(qū) n工作區(qū)索引工作層1工作層 2工作層 n地物空間索引地物層空間索引的層次結構空間索引的層次結構 5.6 5.6 空間索引空間索引v 一、工作區(qū)索引工作區(qū)索引 對于海量數(shù)據(jù)來講，由于圖層的范圍過大，不便于數(shù)據(jù)操作，因此還需要分成若干個工作區(qū)。并建立一個工程和它包含的工作區(qū)之間的空間索引。 通過一個記錄每個工作區(qū)的范圍的空間坐標的空間索引文件，就可以建立工程與工作區(qū)的關系。建立了這樣的索引文件后，用戶可以在工程管理界面下，開窗任意進入某一個、或幾個工作區(qū)。 w11w12w18w21w51w58 工作區(qū)索引

21、工作區(qū)索引 5.6 5.6 空間索引空間索引v二、目標索引 工作區(qū)索引工作區(qū)索引可以看成是最粗一級的空間索引。在圖形可以看成是最粗一級的空間索引。在圖形操作中，對無縫圖層來講，一般在一個工作區(qū)的空間操作中，對無縫圖層來講，一般在一個工作區(qū)的空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大，為了實現(xiàn)快速的查詢，還需要建數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大，為了實現(xiàn)快速的查詢，還需要建立地物與用于屏幕操作的鼠標的屏幕坐標之間的索引。立地物與用于屏幕操作的鼠標的屏幕坐標之間的索引。 常用方法常用方法：l對象范圍索引l格網(wǎng)索引l四叉樹索引lr樹和r+樹索引5.6 5.6 空間索引空間索引（1）對象范圍索引對象范圍索引idxmaxxminymaxym

22、in1234ymaxyminxminxmax空間對象集合123456檢索窗口xnywyexsxmaxxn or xminxs or ymaxye or yminyw空間對象不被檢索xexmax，xminxn andywymax，yminye空間對象被檢索5.6 5.6 空間索引空間索引（2）格網(wǎng)索引格網(wǎng)索引5.6 5.6 空間索引空間索引（3）v 線性四叉樹q 采用morton碼編碼（peano鍵）q 根據(jù)空間對象覆蓋范圍，進行四叉樹分割q 建立peano鍵與空間目標的索引關系 5e 7 13 g15 b 4 f 6 12 14 1 a 3 d 0 2 8 c peano 鍵集邊長空間對象00

23dafcb，g5.6 5.6 空間索引空間索引q 層次四叉樹q 記錄中間節(jié)點和父節(jié)點到子節(jié)點的指針q 若某個記錄覆蓋了哪一個中間節(jié)點，還要記錄該空間對象的標識層層1邊長邊長4層層2邊長邊長2層層3邊長邊長10 e13 gb 4 f1 a12 8 c4 0 d5.6 5.6 空間索引空間索引（4） r樹索引樹索引 設計一些虛擬的矩形目標，將一些空間位置相近的目標，包含在這個矩形內，虛擬的矩形作為空間索引，含有包含空間對象的指針。af gde cmnlbkjhia b c l m n h i j kd e f g5.6 5.6 空間索引空間索引（5） r+樹索引樹索引fab

24、 gd1 d2cef g c e d2 a b d15.6 5.6 空間數(shù)據(jù)庫設計空間數(shù)據(jù)庫設計v空間數(shù)據(jù)庫的設計是指在空間數(shù)據(jù)庫的設計是指在現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的的基礎上建立空間數(shù)據(jù)庫的整個過程?；A上建立空間數(shù)據(jù)庫的整個過程。5.6 5.6 空間數(shù)據(jù)庫設計空間數(shù)據(jù)庫設計v一、需求分析一、需求分析 需求分析是整個空間數(shù)據(jù)庫需求分析是整個空間數(shù)據(jù)庫設計與建立的基礎設計與建立的基礎，主要，主要進行以下工作：進行以下工作： 調查用戶需求調查用戶需求：了解用戶特點和要求，取得設計者與用：了解用戶特點和要求，取得設計者與用戶對需求的一致看法。戶對需求的一致看法。 需求數(shù)據(jù)的收集和分析需

25、求數(shù)據(jù)的收集和分析：包括信息需求：包括信息需求(信息內容、特征、信息內容、特征、需要存儲的數(shù)據(jù)需要存儲的數(shù)據(jù))、信息加工處理要求、信息加工處理要求(如響應時間如響應時間)、完、完整性與安全性要求等。整性與安全性要求等。 編制用戶需求說明書編制用戶需求說明書：包括需求分析的目標、任務、具：包括需求分析的目標、任務、具體需求說明、系統(tǒng)功能與性能、運行環(huán)境等，是需求分體需求說明、系統(tǒng)功能與性能、運行環(huán)境等，是需求分析的最終成果。析的最終成果。5.6 5.6 空間數(shù)據(jù)庫設計空間數(shù)據(jù)庫設計v二、結構設計二、結構設計 指空間數(shù)據(jù)結構設計，結果是得到一個合理的指空間數(shù)據(jù)結構設計，結果是得到一個合理的空間數(shù)據(jù)

26、模型空間數(shù)據(jù)模型，是，是空間數(shù)據(jù)庫設計的關鍵?？臻g數(shù)據(jù)庫設計的關鍵。 空間數(shù)據(jù)庫設計的實質是將空間數(shù)據(jù)庫設計的實質是將地理空間實體地理空間實體以一定的組織形式在數(shù)以一定的組織形式在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中據(jù)庫系統(tǒng)中加以表達加以表達的過程，也就是地理信息系統(tǒng)中空間實體的的過程，也就是地理信息系統(tǒng)中空間實體的模型化模型化問題。問題?，F(xiàn)實世界現(xiàn)實世界地理實體地理實體邏輯模型邏輯模型物理模型物理模型概念模型概念模型需求分析需求分析結構設計結構設計5.6 5.6 空間數(shù)據(jù)庫設計空間數(shù)據(jù)庫設計物理模型物理模型邏輯模型邏輯模型概念模型概念模型是通過對錯綜復雜是通過對錯綜復雜的現(xiàn)實世界的認識與的現(xiàn)實世界的認識與抽象，最終

27、形成空間抽象，最終形成空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應用系統(tǒng)所需的模型。系統(tǒng)所需的模型。邏輯模型的設計是將概邏輯模型的設計是將概念模型結構轉換轉換為具念模型結構轉換轉換為具體體dbmsdbms可處理的地理數(shù)據(jù)可處理的地理數(shù)據(jù)庫的邏輯結構庫的邏輯結構( (或外模式或外模式) )，包括確定數(shù)據(jù)項、記錄及包括確定數(shù)據(jù)項、記錄及記錄間的聯(lián)系、安全性、記錄間的聯(lián)系、安全性、完整性和一致性約束等。完整性和一致性約束等。是指有效地將空間數(shù)據(jù)是指有效地將空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結構在物理存儲庫的邏輯結構在物理存儲器上實現(xiàn)，確定數(shù)據(jù)在介器上實現(xiàn)，確定數(shù)據(jù)在介質上的物理存儲結構，其質上的物理存儲結構，其結果是導出地理數(shù)據(jù)庫的結果是導出地理數(shù)據(jù)庫的存儲模式存儲模式( (內模式內模式) )