GIS-T課件(第7講)

1、2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武2.4 Geodatabase數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型Geodatabase Geodatabase 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實世界的地理信息現(xiàn)實世界的地理信息版本管理版本管理（ArcSDEArcSDE）GeodatabaseGeodatabase的數(shù)據(jù)對象及完整性規(guī)則的數(shù)據(jù)對象及完整性規(guī)則(ArcCatalog)(ArcCatalog)長事務(wù)處理長事務(wù)處理(ArcSDE)(ArcSDE)對象對象- -關(guān)系映射關(guān)系映射(ArcSDE)(ArcSDE)OracleOracleIBM DB2IBM DB2MS SQL ServerMS SQL ServerIn

2、formixInformix空間擴展的關(guān)系數(shù)據(jù)庫空間擴展的關(guān)系數(shù)據(jù)庫2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武1. Geodatabase的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)對象及完整性規(guī)則對象及完整性規(guī)則要素數(shù)據(jù)集（要素數(shù)據(jù)集（Feature datasetsFeature datasets）空間參考空間參考系系對象類及對象類及亞類亞類要素類及要素類及亞類亞類關(guān)系類關(guān)系類幾何網(wǎng)絡(luò)幾何網(wǎng)絡(luò)平面拓撲平面拓撲域（域（DomainDomain）完整性檢驗規(guī)則（完整性檢驗規(guī)則（Validation rulesValidation rules）柵格數(shù)據(jù)集（柵格數(shù)據(jù)集（Raster datasetsRaster dat

3、asets）TINTIN數(shù)據(jù)集（數(shù)據(jù)集（TIN datasetsTIN datasets）地址數(shù)據(jù)集（地址數(shù)據(jù)集（LocatorsLocators）2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 對象類（對象類（Object Class） 對象類是一個特殊的類，它它沒有空間特性沒有空間特性，其實例的集合為地理數(shù)據(jù)庫中的一個具有特定行為的表。對象類可以用來描述與地理要素有關(guān)的非空間對象，但是不在地圖中表現(xiàn)出來。如，某塊地的所有者 要素類（要素類（Feature Class） 要素類是空間類空間類，其實例的集合為地理數(shù)據(jù)庫中的一個特殊的表，在這個表中，除了一般對象的屬性外，還含有一個存儲對象

4、空間信息的字段。如:河流、道路、植被、用地、電纜等 空間參考系（也就是坐標(biāo)系統(tǒng)）空間參考系（也就是坐標(biāo)系統(tǒng)） 定義了要素的地理坐標(biāo)和投影坐標(biāo)的映射映射（也就是要素坐標(biāo)如何與地球表面關(guān)聯(lián)）以及所在的要索數(shù)據(jù)集或者要素類可能的空間取值取值范圍范圍2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 關(guān)系關(guān)系類（類（Relationship Class） 定義兩個不同的要素類或?qū)ο箢愔g的關(guān)聯(lián)關(guān)關(guān)聯(lián)關(guān)系系，關(guān)系類對對象間的依賴進行建模。其實例的集合是地理數(shù)據(jù)庫中的一個特殊的表，這個表中的關(guān)鍵字由相關(guān)聯(lián)的表的關(guān)鍵字組合而成 幾何幾何網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)（Geometricnewtork） 幾何網(wǎng)絡(luò)是一個由要素組

5、成的一維的邏輯一維的邏輯網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，這些要素存在于網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，稱之為網(wǎng)絡(luò)要素。在幾何網(wǎng)絡(luò)中，可以定義網(wǎng)絡(luò)中邊的連接規(guī)則和權(quán)重。在同一幾何網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)連接點和邊的各種要素類須組織到同一要素數(shù)據(jù)集中。如，電網(wǎng)、水網(wǎng)等。2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 平面平面拓撲（拓撲（Planar topolgoy） 平面拓撲由一系列的節(jié)點、邊和面組成，并將系統(tǒng)的線要素和面要素作為一個連續(xù)的面狀范圍進行建模，它允許要素享有共同的邊界，例如國家和州具有共同的外邊界。當(dāng)更新一個要素的邊界時，享有共同邊界的要素都被更新 要素數(shù)據(jù)要素數(shù)據(jù)集集（Feature dataset） 要素數(shù)據(jù)集是具有相同空間參考

6、系的要素類/對象類/關(guān)系類/幾何網(wǎng)絡(luò)/平面拓撲的集合。 柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)集集 TIN數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集集2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 亞類（亞類（Subtype） 在Geodatabase中，在同一要素類或者對象類的表中所有的對象必須具有相同的行為或?qū)傩?，但并非所有的對象需要具有相同的缺省值和合法性檢驗規(guī)則。可以將要素或者對象劃分為不同的亞類，以區(qū)分具有不同規(guī)則的對象。 域（域（Domains） 定義屬性的有效取值范圍。可以是連續(xù)的變化區(qū)間，也可以是離散的取值集合。 完整性完整性檢驗檢驗規(guī)則（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

7、不同管徑的水管要連接，必須通過一個轉(zhuǎn)接頭。2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 從對象模型到關(guān)系數(shù)據(jù)庫的映射包含五個層次的映射，依照這五個層次的映射關(guān)系，就可以方便地在Geodatabase中存儲和織織各種對象的數(shù)據(jù)。2. 對象模型到關(guān)系模型的映射對象模型到關(guān)系模型的映射對象模型對象模型關(guān)系模型關(guān)系模型屬性字段，列對象記錄類、關(guān)系基本表、關(guān)聯(lián)表包數(shù)據(jù)集工作區(qū)地理數(shù)據(jù)庫2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武1. 屬性屬性映射成列映射成列 類的屬性將映射成關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的零列或幾零列或幾列列 并不是所有屬性都是持久的，某些屬性是對象計算的中間結(jié)果，不需要保存到數(shù)據(jù)庫中。

8、 某些對象屬性本身就是對象，例如Layer對象有一個作為屬性的Line實例，它映射為數(shù)據(jù)庫中的幾列或者line類本身就將映射成一個或多個表 也有可能將幾個屬性映射成表中的一列2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武2. 映射繼承映射繼承 策略一策略一: 整個類層次結(jié)構(gòu)使用一個數(shù)據(jù)實體整個類層次結(jié)構(gòu)使用一個數(shù)據(jù)實體將一個完整類層次結(jié)構(gòu)映射成一個數(shù)據(jù)實體，層次結(jié)構(gòu)中所有類的所有屬性都存儲在這個實體中GeometryGeometrySpatial referenceSpatial referenceLineLinePerimeterPerimeterPolygonPolygonAreaA

9、reaGeometryGeometryGIDGIDGtypeGtypeSpatial referenceSpatial referencePerimeterPerimeterAreaArea2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 策略二策略二:每個具體類使用一個數(shù)據(jù)實體每個具體類使用一個數(shù)據(jù)實體 每個數(shù)據(jù)實體既包含其自身的屬性又包含它所繼承類的屬性GeometryGeometrySpatial referenceSpatial referenceLineLinePerimeterPerimeterPolygonPolygonAreaAreaLineLineLineIDLineID

10、Spatial referenceSpatial referencePerimeterPerimeterPlolygonPlolygonPolygonIDPolygonIDSpatial referenceSpatial referenceAreaArea2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 策略三策略三:每個類使用一個數(shù)據(jù)實體每個類使用一個數(shù)據(jù)實體 為每個類創(chuàng)建一張表，它的屬性是一個對象標(biāo)識符和特定于該類的屬性。GeometryGeometrySpatial referenceSpatial referenceLineLinePerimeterPerimeterPolygon

11、PolygonAreaAreaGeometryGeometry GIDGIDSpatial referenceSpatial referenceLineLine 外鍵外鍵GIDGIDPerimeterPerimeterPolygonPolygon 外鍵外鍵GIDGIDAreaArea2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武3. 映射關(guān)聯(lián)和聚合映射關(guān)聯(lián)和聚合 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中通過外鍵來表示對象之間的關(guān)聯(lián)和聚合關(guān)系。 對象之間的關(guān)聯(lián)分為三種情況：一對一一對一，一對一對多和多對多多和多對多。 對于一對一和一對多一對一和一對多的關(guān)系，如果關(guān)聯(lián)本身不含有特殊的屬性，則不需要額外的表來表現(xiàn)對象間的

12、關(guān)聯(lián)。OwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址RoomRoom1n1nOwn2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 在一對一一對一的情況下，在各類中包含與之相關(guān)類的鍵，以表現(xiàn)二者之間的關(guān)系，也可以把兩個類及其關(guān)聯(lián)放在同一個表中，以提高性能。OwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址11OwnOwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址姓名身份證號碼2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 對于一對多一

13、對多的關(guān)聯(lián)，需要在“多”的表中包含“單”表的關(guān)鍵字作為外鍵，以“多”表和“單”表的關(guān)鍵字共同來確定一個記錄。也可以把兩個類及其關(guān)聯(lián)放在同一個表中，以提高性能。OwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址1nOwnOwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址姓名身份證號碼2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 如果一對一或者一對多一對一或者一對多的關(guān)系含有其本身特有的屬性，則應(yīng)該以單獨的表來存儲二者之間的關(guān)系。OwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBui

14、lding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址11或或1nOwn（全產(chǎn)權(quán)（全產(chǎn)權(quán)/半產(chǎn)權(quán)）半產(chǎn)權(quán)）OwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址姓名姓名身份證號碼身份證號碼OwnOwn產(chǎn)權(quán)形式產(chǎn)權(quán)形式房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 對于多對多多對多的情況，以單獨的關(guān)聯(lián)表來表示。在關(guān)聯(lián)表中包含了相關(guān)聯(lián)的對象的鍵，以其并集作為該表的關(guān)鍵字，并通過相關(guān)聯(lián)的每個表的關(guān)鍵字集合唯一的確定一個關(guān)系。OwnerOwner姓名姓名身份證號碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址nnOwnOwnerOwner姓名姓名身份證號

15、碼身份證號碼BuildingBuilding房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址姓名姓名身份證號碼身份證號碼OwnOwn房產(chǎn)地址房產(chǎn)地址2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 在地理數(shù)據(jù)庫中，除柵格數(shù)據(jù)、TIN數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)外，主要包含三種一般類型的類，既，對象類、要素類和關(guān)系類。這些類多半根據(jù)類之間的邏輯關(guān)系，以要素數(shù)據(jù)集的方式組織。 要素數(shù)據(jù)集的組織原則要素數(shù)據(jù)集的組織原則 如果要素類之間通過兒何網(wǎng)絡(luò)或者平面拓撲相關(guān)，則它們必須組織在同一個數(shù)據(jù)集中3. Geodatabase數(shù)據(jù)的組織數(shù)據(jù)的組織2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 如果要強調(diào)一組要素具有相同的空間參考系，它們應(yīng)該

16、放在同一要素數(shù)據(jù)集中 將相同專題的類組織在同一個要素數(shù)據(jù)集中。 其它沒有特殊關(guān)聯(lián)的要素類，可以放在某個要素數(shù)據(jù)集內(nèi)，也可以直接放在地理數(shù)據(jù)庫下，作為一個獨立要素類。 關(guān)系類一般可以放在數(shù)據(jù)集中，也可以直接放在地理數(shù)據(jù)庫下，但是如果相關(guān)的兩個類在同一個數(shù)據(jù)集中，則建議將該關(guān)系類存放在該數(shù)據(jù)集內(nèi)。2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 Geodatabase以層的方式來管理地理數(shù)據(jù) 具有共同屬性項的數(shù)據(jù)對象放在同一層中，每個數(shù)據(jù)庫記錄對應(yīng)一個數(shù)據(jù)對象，每一個數(shù)據(jù)對象類在地理數(shù)據(jù)庫中所對應(yīng)的表作為一個圖層。 Geodatabase以層為單位建立空間索引 將層從邏輯上分成一個個小塊，稱為

17、“cell”，層中的要素則分解到各Cell中加以描述，并將此描述信息寫到索引表索引表中。落到多個cell上的要素在每個cell對應(yīng)的索引記錄索引記錄中加以描述。沒有空間數(shù)據(jù)的Cell不包括在索引表中。4. Geodatabase數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的管理的管理2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 Geodatabase通過層表來管理空間可用表 在業(yè)務(wù)表中存儲空間對象的一般屬性，并增加一個圖形數(shù)據(jù)項（Shape Column），而在另外一個表中存儲該對象的空間信息，包括其空間位置數(shù)據(jù)、空間參考信息以及空間索引，并用該表管理業(yè)務(wù)表和空間數(shù)據(jù)之間的連接。 幾何形狀存放在一個特定的空間表中，并通過

18、圖形項(Shape Column)與業(yè)務(wù)表關(guān)聯(lián)。2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 地理對象具有豐富的地理對象具有豐富的語境語境 具有自身的屬性：它們有位置、形狀或者面積，能夠被量化、計數(shù)、分類或者被描述 具有拓撲關(guān)系：它們有相鄰的對象，并且和這些對象之間有一定的空間關(guān)系 具有行為：它們和周圍的環(huán)境進行物質(zhì)的或者信息的交流，對于外部輸入的信息流或者物質(zhì)流，它們會依照一定機制做出反應(yīng)5. Geodatabase要素數(shù)據(jù)的智能化要素數(shù)據(jù)的智能化2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武 要素要素數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)智能化概念智能化

19、概念 是指通過某種機制，使要素的屬性和行為符合其對應(yīng)的現(xiàn)實世界中的對象的性質(zhì)和行為規(guī)則，從而減少要素數(shù)據(jù)在輸入、存儲、變更等過程中的錯誤。 要素數(shù)據(jù)要素數(shù)據(jù)智能化的方法智能化的方法 在Geodatabase中，通過亞類(Sub Type)、屬性域(Domain)、合法檢驗規(guī)則(Validation Rules）、建立類之間的關(guān)系以及創(chuàng)建客戶化對象等方法，使要素類智能化。 進行要素智能化時，選擇哪些智能特征、遵從哪些步驟依應(yīng)用系統(tǒng)的要求和復(fù)雜性而定。2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武1. 選擇要素的類型和拓撲 在實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的早期，必須對所有需要在地理數(shù)據(jù)庫中建模的對象進行調(diào)查

20、，確定其要素類型，并進行分類 將具有共同的空間參考、拓撲關(guān)系或者相同主題的要索類組織到一個數(shù)據(jù)集中 對于非空間對象，要創(chuàng)建相應(yīng)的對象類 對于空間對象，創(chuàng)建簡單的要素類 對于拓撲要素，則在拓撲要素類所在的數(shù)據(jù)集中創(chuàng)建一個圖以與之對應(yīng)Geodatabase要素要素數(shù)據(jù)智能化的數(shù)據(jù)智能化的步驟步驟2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武2. 設(shè)置屬性和亞類 確定了對象或者要素的類型以后，將對象的屬性映射為相應(yīng)表中的字段。 對象類和要素類可以具有一個稱之為亞類的特殊屬性。 亞類用來區(qū)分同一個要素類或者對象類內(nèi)部的對象，而不需要創(chuàng)建很多的對象類或者要素類。例如，對于道路要素類，可以對其設(shè)立亞類，以區(qū)分土路、大車路、一般的公路以及高速公路，并就每種亞類指定其完整性規(guī)則。 通過亞類以及為亞類指定屬性域、缺省值、連接規(guī)則和關(guān)系規(guī)則，可以進一步增強數(shù)據(jù)的完整性。2014年春季學(xué)期 主講：交通科學(xué)與工程學(xué)院 程紹武3. 定義屬性域和規(guī)則 屬性域給某一屬性指定了可以取值的范圍或者合法值的序列。通過這種方式，在給對象賦值的時候，可以防止常見的錯誤。 對規(guī)則的定義需要依據(jù)問題域中對象的自然屬性和行為規(guī)則來進行確定。 幾何網(wǎng)絡(luò)中，定義連接規(guī)則，用來保證一個要素與