第5章 空間數(shù)據(jù)庫(kù)課件

1、第第5章章 空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)5.1 5.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型5.2 5.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型5.3 5.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)u一、基本概念一、基本概念u二、層次模型二、層次模型u三、網(wǎng)絡(luò)模型三、網(wǎng)絡(luò)模型u四、關(guān)系模型四、關(guān)系模型 1、數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、數(shù)據(jù)庫(kù)的概念2、數(shù)據(jù)庫(kù)的組成、數(shù)據(jù)庫(kù)的組成3、數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征、數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征4、數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)模型6、數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息系統(tǒng)u數(shù)據(jù)術(shù)產(chǎn)生于數(shù)據(jù)術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)世紀(jì)60年代末期，是計(jì)算機(jī)領(lǐng)年代末期，是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中最終要的技術(shù)之一，是一種

2、較理想的數(shù)據(jù)域中最終要的技術(shù)之一，是一種較理想的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。管理技術(shù)。u數(shù)據(jù)管理是指對(duì)數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、檢索和維數(shù)據(jù)管理是指對(duì)數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)。護(hù)。u用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段u人工管理階段人工管理階段u文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段u數(shù)據(jù)庫(kù)階段數(shù)據(jù)庫(kù)階段u數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展原因：由于文件系統(tǒng)存在著文件之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展原因：由于文件系統(tǒng)存在著文件之間無(wú)聯(lián)系、數(shù)據(jù)不完全獨(dú)立于程序、只在文件間無(wú)聯(lián)系、數(shù)據(jù)不完全獨(dú)立于程序、只在文件級(jí)共享數(shù)據(jù)等缺陷。級(jí)共享數(shù)據(jù)等缺陷。 u定義：定義：Databaseu數(shù)據(jù)庫(kù)可以看做是與現(xiàn)實(shí)世界有一定數(shù)據(jù)庫(kù)可以看做是與現(xiàn)實(shí)世界有一定的相似

3、的模型，是認(rèn)識(shí)世界的基礎(chǔ)，是的相似的模型，是認(rèn)識(shí)世界的基礎(chǔ)，是集中、同意存儲(chǔ)和管理某個(gè)領(lǐng)域信息的集中、同意存儲(chǔ)和管理某個(gè)領(lǐng)域信息的系統(tǒng)，它根據(jù)數(shù)據(jù)間的自然聯(lián)系而構(gòu)成系統(tǒng)，它根據(jù)數(shù)據(jù)間的自然聯(lián)系而構(gòu)成，數(shù)據(jù)較少冗余，且具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)，數(shù)據(jù)較少冗余，且具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，能為多種應(yīng)用服務(wù)。立性，能為多種應(yīng)用服務(wù)。u數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集u一個(gè)結(jié)構(gòu)化的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合體，包括數(shù)據(jù)本身和數(shù)一個(gè)結(jié)構(gòu)化的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合體，包括數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)集獨(dú)立于應(yīng)用程序而存在，是數(shù)據(jù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)集獨(dú)立于應(yīng)用程序而存在，是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心和管理對(duì)象。庫(kù)的核心和管理對(duì)象。u物理存儲(chǔ)介質(zhì)物理存儲(chǔ)介質(zhì)u指計(jì)算機(jī)制存儲(chǔ)器和

4、內(nèi)存儲(chǔ)器。前者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，后者指計(jì)算機(jī)制存儲(chǔ)器和內(nèi)存儲(chǔ)器。前者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，后者存儲(chǔ)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并有一定數(shù)量的緩存儲(chǔ)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并有一定數(shù)量的緩沖區(qū)，用語(yǔ)數(shù)據(jù)處理，以減少內(nèi)存外存交換的次數(shù)，沖區(qū)，用語(yǔ)數(shù)據(jù)處理，以減少內(nèi)存外存交換的次數(shù)，提高數(shù)據(jù)存取效提高數(shù)據(jù)存取效u數(shù)據(jù)庫(kù)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)軟件u其核心是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（其核心是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）。主要任務(wù)是對(duì)）。主要任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理和維護(hù)。具有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定義、描數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理和維護(hù)。具有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定義、描述、操作和維護(hù)等功能，接受并完成用戶程序和終端述、操作和維護(hù)等功能，接受并完成用戶程序和終端命令對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求

5、，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全。命令對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全。u數(shù)據(jù)集中控制數(shù)據(jù)集中控制u數(shù)據(jù)獨(dú)立數(shù)據(jù)獨(dú)立u與應(yīng)用程序獨(dú)立（物理和邏輯獨(dú)立）與應(yīng)用程序獨(dú)立（物理和邏輯獨(dú)立）u數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享u多用戶多用戶u事務(wù)處理（并發(fā)等操作）事務(wù)處理（并發(fā)等操作）u減少數(shù)據(jù)冗余減少數(shù)據(jù)冗余u數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化u同一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能同一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能u權(quán)限控制權(quán)限控制u一致性控制一致性控制u并發(fā)控制并發(fā)控制u外模式外模式u亦稱子模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖。亦稱子模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖。它屬于概念模式的一部分，描述用戶數(shù)據(jù)它屬于概念模式的一部分，描述用戶數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、長(zhǎng)度等。的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、長(zhǎng)度等。u應(yīng)用

6、程序是根據(jù)外模式對(duì)數(shù)據(jù)的描述而設(shè)應(yīng)用程序是根據(jù)外模式對(duì)數(shù)據(jù)的描述而設(shè)計(jì)的。計(jì)的。u一個(gè)外模式可以編寫(xiě)多個(gè)應(yīng)用的程序，但一個(gè)外模式可以編寫(xiě)多個(gè)應(yīng)用的程序，但一個(gè)應(yīng)用程序只能對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式。一個(gè)應(yīng)用程序只能對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式。u根據(jù)應(yīng)用程序的不同，一個(gè)概念模式可以根據(jù)應(yīng)用程序的不同，一個(gè)概念模式可以對(duì)應(yīng)多個(gè)外模式。對(duì)應(yīng)多個(gè)外模式。u概念模式概念模式u 也稱模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)的總框架，是數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于目標(biāo)存也稱模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)的總框架，是數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于目標(biāo)存儲(chǔ)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性、基本操作和目標(biāo)與目標(biāo)及目標(biāo)與儲(chǔ)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性、基本操作和目標(biāo)與目標(biāo)及目標(biāo)與操作的關(guān)系和依賴性的描述，以及對(duì)數(shù)據(jù)的安全性、完操作的關(guān)系和依

7、賴性的描述，以及對(duì)數(shù)據(jù)的安全性、完整性等方面的定義。整性等方面的定義。u 內(nèi)模式內(nèi)模式u也稱存儲(chǔ)模式，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)器上具體實(shí)現(xiàn)的也稱存儲(chǔ)模式，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)器上具體實(shí)現(xiàn)的描述。它規(guī)定在存儲(chǔ)介質(zhì)上的物理組織方式、記錄尋址描述。它規(guī)定在存儲(chǔ)介質(zhì)上的物理組織方式、記錄尋址技術(shù)，定義物理存儲(chǔ)塊的大小、溢出處理方法等。技術(shù)，定義物理存儲(chǔ)塊的大小、溢出處理方法等。 u數(shù)據(jù)庫(kù)的核心問(wèn)題是模型問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)的核心問(wèn)題是模型問(wèn)題u數(shù)據(jù)庫(kù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)邏輯的組數(shù)據(jù)庫(kù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)邏輯的組織形式的描述。織形式的描述。u數(shù)據(jù)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界部分現(xiàn)象的抽象數(shù)據(jù)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界部分現(xiàn)象的抽象，描述了

8、數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)及其相互之間，描述了數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)及其相互之間的關(guān)系和在數(shù)據(jù)上的各種操作。的關(guān)系和在數(shù)據(jù)上的各種操作。u數(shù)據(jù)模型的三要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操數(shù)據(jù)模型的三要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束條件。作、數(shù)據(jù)約束條件。5、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)模型u相關(guān)概念相關(guān)概念u實(shí)體（實(shí)體（Entity） u屬性（屬性（Attribute）u碼碼 (Key)u域域(Domain)u實(shí)體型實(shí)體型(Entity Type)u實(shí)體集（實(shí)體集（Entity set）u聯(lián)系（聯(lián)系（Relation）u定義定義u數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是處理數(shù)據(jù)庫(kù)）是處理數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和各種管理控制的軟件。它是數(shù)數(shù)據(jù)存

9、儲(chǔ)和各種管理控制的軟件。它是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)的操作全據(jù)庫(kù)的核心，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)的操作全部通過(guò)部通過(guò)DBMS進(jìn)行。進(jìn)行。u數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能u數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能w用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言DDL來(lái)定義概念模式、外模式和內(nèi)模式來(lái)定義概念模式、外模式和內(nèi)模式w具體為：數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄類(lèi)型、記錄之間關(guān)系、具體為：數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄類(lèi)型、記錄之間關(guān)系、安全控制等安全控制等u數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能w對(duì)數(shù)據(jù)的更新、存儲(chǔ)功能對(duì)數(shù)據(jù)的更新、存儲(chǔ)功能u數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)功能w改善系統(tǒng)功能改善系統(tǒng)功能w受損后的復(fù)原受

10、損后的復(fù)原w用戶管理用戶管理w拓展數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶要求拓展數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶要求u通訊功能（接口）通訊功能（接口）u層次模型是一種樹(shù)結(jié)構(gòu)模型，它把數(shù)據(jù)按自然的層次模型是一種樹(shù)結(jié)構(gòu)模型，它把數(shù)據(jù)按自然的層次關(guān)系層次關(guān)系組織起來(lái)，以反映數(shù)據(jù)之間隸屬關(guān)系。組織起來(lái)，以反映數(shù)據(jù)之間隸屬關(guān)系。u層次模型是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中發(fā)展最早、技術(shù)上比較層次模型是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中發(fā)展最早、技術(shù)上比較成熟的一種數(shù)據(jù)模型。成熟的一種數(shù)據(jù)模型。u特點(diǎn)是地理數(shù)據(jù)組織成有向有序的特點(diǎn)是地理數(shù)據(jù)組織成有向有序的樹(shù)結(jié)構(gòu)樹(shù)結(jié)構(gòu)，也叫，也叫樹(shù)形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描樹(shù)形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述位于不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的從屬關(guān)系

11、（一對(duì)多的關(guān)述位于不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的從屬關(guān)系（一對(duì)多的關(guān)系）。系）。u由樹(shù)的定義可知，一棵樹(shù)由樹(shù)的定義可知，一棵樹(shù)有且僅有一個(gè)無(wú)雙親結(jié)有且僅有一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)的稱為根結(jié)點(diǎn)點(diǎn)的稱為根結(jié)點(diǎn)；其余結(jié)點(diǎn)；其余結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親結(jié)有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)點(diǎn)。層次模型實(shí)例層次模型實(shí)例u優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)u是將數(shù)據(jù)組織成有向有序的樹(shù)結(jié)構(gòu)是將數(shù)據(jù)組織成有向有序的樹(shù)結(jié)構(gòu)u反映了現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體之間的層次關(guān)系反映了現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體之間的層次關(guān)系u缺點(diǎn)缺點(diǎn)u不能表示多對(duì)多的關(guān)系不能表示多對(duì)多的關(guān)系u難以顧及實(shí)體之間的拓?fù)潢P(guān)系難以顧及實(shí)體之間的拓?fù)潢P(guān)系u導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余u將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)，圖中的結(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)，

12、圖中的結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)紀(jì)錄，連線表示不同結(jié)點(diǎn)之間代表數(shù)據(jù)紀(jì)錄，連線表示不同結(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。的關(guān)系。u特征特征u結(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有明確的從屬關(guān)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有明確的從屬關(guān)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可與其他多個(gè)結(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系（可以是多對(duì)可與其他多個(gè)結(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系（可以是多對(duì)多的關(guān)系）。多的關(guān)系）。網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)例網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)例u優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)u可以描述現(xiàn)實(shí)世界中極為常見(jiàn)的多對(duì)多關(guān)可以描述現(xiàn)實(shí)世界中極為常見(jiàn)的多對(duì)多關(guān)系系u缺點(diǎn)缺點(diǎn)u結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性限制了它在空間的數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性限制了它在空間的數(shù)據(jù)庫(kù)的使用使用u在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)為滿足一定條件的在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)為滿足一定條件的二維表，表具有固定的列數(shù)和任意行

13、數(shù)，在數(shù)學(xué)上二維表，表具有固定的列數(shù)和任意行數(shù)，在數(shù)學(xué)上稱為稱為“關(guān)系關(guān)系”。二維表是同類(lèi)實(shí)休的各種屬性的集。二維表是同類(lèi)實(shí)休的各種屬性的集合，每個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)于表中的一行，在關(guān)系中稱為元合，每個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)于表中的一行，在關(guān)系中稱為元組，相當(dāng)于通常的一個(gè)記錄；表中的列表示屬性，組，相當(dāng)于通常的一個(gè)記錄；表中的列表示屬性，稱為域，相當(dāng)于通常記錄中的數(shù)據(jù)項(xiàng)（字段）。滿稱為域，相當(dāng)于通常記錄中的數(shù)據(jù)項(xiàng)（字段）。滿足一定條件的規(guī)范化關(guān)系的集合，就構(gòu)成了關(guān)系模足一定條件的規(guī)范化關(guān)系的集合，就構(gòu)成了關(guān)系模型。型。u使用使用SQL語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行操作。語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行操作。關(guān)系模型實(shí)例關(guān)系模型實(shí)例u優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)u結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活

14、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活u容易維護(hù)和理解容易維護(hù)和理解w數(shù)據(jù)修改方便數(shù)據(jù)修改方便w數(shù)據(jù)更新方便數(shù)據(jù)更新方便u有些系統(tǒng)甚至采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理幾何圖有些系統(tǒng)甚至采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理幾何圖形數(shù)據(jù)。形數(shù)據(jù)。u缺點(diǎn)缺點(diǎn)u效率不高效率不高u難以表達(dá)目標(biāo)，尤其是復(fù)雜目標(biāo)。難以表達(dá)目標(biāo)，尤其是復(fù)雜目標(biāo)。 一、空間數(shù)據(jù)特征一、空間數(shù)據(jù)特征二、空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型二、空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型u混合數(shù)據(jù)庫(kù)模型（混合數(shù)據(jù)庫(kù)模型（Hybrid Model）u擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型（擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型（Extent Model）u統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型（統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型（Integrated Model）u面向?qū)ο竽Ｐ停嫦驅(qū)ο竽Ｐ停∣bject-Oriented Mod

15、el）u時(shí)空數(shù)據(jù)模型（時(shí)空數(shù)據(jù)模型（Spatial-Temporal Model） 1、一般數(shù)據(jù)的特征、一般數(shù)據(jù)的特征2、空間數(shù)據(jù)的特征、空間數(shù)據(jù)的特征u空間性空間性u(píng)抽象性抽象性u(píng)多尺度與多態(tài)性多尺度與多態(tài)性u(píng)多時(shí)空性多時(shí)空性 u選擇性選擇性u(píng)數(shù)據(jù)從某一（些）側(cè)面描述事物本身。數(shù)據(jù)從某一（些）側(cè)面描述事物本身。u可靠性可靠性u(píng)有很多原因影響數(shù)據(jù)的可靠性，比如數(shù)據(jù)在獲取、存儲(chǔ)、管理、傳有很多原因影響數(shù)據(jù)的可靠性，比如數(shù)據(jù)在獲取、存儲(chǔ)、管理、傳播過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的失真。必須保證數(shù)據(jù)的可靠性。播過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的失真。必須保證數(shù)據(jù)的可靠性。u時(shí)間性時(shí)間性u(píng)事物是動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的，

16、數(shù)據(jù)只能反映事物在某個(gè)時(shí)間的狀態(tài)。事物是動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的，數(shù)據(jù)只能反映事物在某個(gè)時(shí)間的狀態(tài)。u完備性完備性u(píng)數(shù)據(jù)的不完務(wù)往往導(dǎo)致分析結(jié)果的不完善，甚至?xí)斐蓻Q策失誤。數(shù)據(jù)的不完務(wù)往往導(dǎo)致分析結(jié)果的不完善，甚至?xí)斐蓻Q策失誤。u詳細(xì)性詳細(xì)性u(píng)綜合性綜合性 u空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)最主要最主要的特性。的特性。u空間數(shù)據(jù)描述了空間物體的位置、形態(tài)，甚至空間數(shù)據(jù)描述了空間物體的位置、形態(tài)，甚至需要描述物體的空間拓?fù)潢P(guān)系。需要描述物體的空間拓?fù)潢P(guān)系。u例如：描述一條河流，一般數(shù)據(jù)側(cè)重于河流的流域面例如：描述一條河流，一般數(shù)據(jù)側(cè)重于河流的流域面積、水流量、枯水期等。而空間數(shù)據(jù)則側(cè)重于河流的積、水流量、枯水期等。而

17、空間數(shù)據(jù)則側(cè)重于河流的位置、長(zhǎng)度、發(fā)源地等與空間位置有關(guān)的信息。復(fù)雜位置、長(zhǎng)度、發(fā)源地等與空間位置有關(guān)的信息。復(fù)雜一點(diǎn)的還要處理河流與流域內(nèi)城市間的距離、方位等一點(diǎn)的還要處理河流與流域內(nèi)城市間的距離、方位等空間關(guān)系。空間關(guān)系。u空間性是空間數(shù)據(jù)空間性是空間數(shù)據(jù)區(qū)別于其他數(shù)據(jù)的標(biāo)志特征區(qū)別于其他數(shù)據(jù)的標(biāo)志特征。u空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實(shí)世界中的地物和地貌特征空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實(shí)世界中的地物和地貌特征，非常的復(fù)雜，必須經(jīng)過(guò)，非常的復(fù)雜，必須經(jīng)過(guò)抽象處理抽象處理。不同主題的。不同主題的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，人們所關(guān)心的內(nèi)容也有差別?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)，人們所關(guān)心的內(nèi)容也有差別。u空間數(shù)據(jù)的抽象性包括空間數(shù)據(jù)的抽象性包括人

18、為地取舍數(shù)據(jù)人為地取舍數(shù)據(jù)。u抽象性使數(shù)據(jù)產(chǎn)生抽象性使數(shù)據(jù)產(chǎn)生多語(yǔ)義問(wèn)題多語(yǔ)義問(wèn)題。u在不同的抽象中，同一自然地物表示可能會(huì)有不同的在不同的抽象中，同一自然地物表示可能會(huì)有不同的語(yǔ)義。如河流既可以被抽象為水系要素，也可以被抽語(yǔ)義。如河流既可以被抽象為水系要素，也可以被抽象為行政邊界，如省界，縣界等。象為行政邊界，如省界，縣界等。u不同的觀察尺度具有不同的比例尺和不不同的觀察尺度具有不同的比例尺和不同的精度，同一地物在不同的情況下就同的精度，同一地物在不同的情況下就會(huì)有形態(tài)差異。會(huì)有形態(tài)差異。u最典型的例子：就形態(tài)而言，任何城市在最典型的例子：就形態(tài)而言，任何城市在地理空間中都占據(jù)一定范圍的區(qū)域

19、，因此地理空間中都占據(jù)一定范圍的區(qū)域，因此可以認(rèn)為其是面狀地物，但在比例尺比較可以認(rèn)為其是面狀地物，但在比例尺比較小的空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，城市是作為點(diǎn)狀地物小的空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，城市是作為點(diǎn)狀地物來(lái)處理的。來(lái)處理的。uMulti-Scale , Multiple RepresentationuGIS數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的時(shí)空特性。數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的時(shí)空特性。u一個(gè)一個(gè)GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源既有同一時(shí)間不系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源既有同一時(shí)間不同空間的數(shù)據(jù)系列；也有同一空間不同時(shí)同空間的數(shù)據(jù)系列；也有同一空間不同時(shí)間序列的數(shù)據(jù)。間序列的數(shù)據(jù)。uGIS會(huì)根據(jù)系統(tǒng)需要而采用不同尺度對(duì)會(huì)根據(jù)系統(tǒng)需要而采用不同尺度對(duì)地理空間進(jìn)行表達(dá)。地理

20、空間進(jìn)行表達(dá)。uGIS數(shù)據(jù)是包括不同時(shí)空和不同尺度數(shù)數(shù)據(jù)是包括不同時(shí)空和不同尺度數(shù)據(jù)源的集成。據(jù)源的集成。 u傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理的是不連續(xù)的、相關(guān)性較小的數(shù)字傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理的是不連續(xù)的、相關(guān)性較小的數(shù)字或者字符；而空間數(shù)據(jù)是連續(xù)的，并且有很強(qiáng)的空間相或者字符；而空間數(shù)據(jù)是連續(xù)的，并且有很強(qiáng)的空間相關(guān)性；關(guān)性；u傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理的實(shí)體類(lèi)型較少，并且實(shí)體類(lèi)型之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理的實(shí)體類(lèi)型較少，并且實(shí)體類(lèi)型之間通常只有簡(jiǎn)單的、固定的空間關(guān)系；而空間數(shù)據(jù)庫(kù)的間通常只有簡(jiǎn)單的、固定的空間關(guān)系；而空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)體類(lèi)型繁多，實(shí)體之間存在復(fù)雜的空間關(guān)系；實(shí)體類(lèi)型繁多，實(shí)體之間存在復(fù)雜的空間關(guān)系；u傳統(tǒng)數(shù)

21、據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通常為等長(zhǎng)記錄的數(shù)據(jù)；而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通常為等長(zhǎng)記錄的數(shù)據(jù)；而空間數(shù)據(jù)庫(kù)通常由于不同目標(biāo)的坐標(biāo)串長(zhǎng)度不定，具有空間數(shù)據(jù)庫(kù)通常由于不同目標(biāo)的坐標(biāo)串長(zhǎng)度不定，具有變長(zhǎng)記錄，并且數(shù)據(jù)項(xiàng)也可能很多，很復(fù)雜；變長(zhǎng)記錄，并且數(shù)據(jù)項(xiàng)也可能很多，很復(fù)雜；u傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只操作和查詢數(shù)字和文字信息；而空間傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只操作和查詢數(shù)字和文字信息；而空間數(shù)據(jù)庫(kù)中需要大量的空間數(shù)據(jù)操作和查詢，如包含等。數(shù)據(jù)庫(kù)中需要大量的空間數(shù)據(jù)操作和查詢，如包含等。1、混合數(shù)據(jù)庫(kù)模型（、混合數(shù)據(jù)庫(kù)模型（Hybrid Model）2、擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型（、擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型（Extent Model）3、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型

22、（、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型（Integrated Model）4、面向?qū)ο竽Ｐ停?、面向?qū)ο竽Ｐ停∣bject-Oriented Model）5、時(shí)空數(shù)據(jù)模型（、時(shí)空數(shù)據(jù)模型（Spatial-Temporal Model） u用一組文件形式來(lái)存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)及其拓?fù)溆靡唤M文件形式來(lái)存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)及其拓?fù)潢P(guān)系，利用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，通關(guān)系，利用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，通過(guò)唯一的標(biāo)示符來(lái)建立它們之間的連接。過(guò)唯一的標(biāo)示符來(lái)建立它們之間的連接。uArc/Info，MapInfo，MicroStationu由于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的分開(kāi)存儲(chǔ)，在表現(xiàn)由于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的分開(kāi)存儲(chǔ)，在表現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)

23、方面缺乏完整的表達(dá)語(yǔ)義和存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)方面缺乏完整的表達(dá)語(yǔ)義和存儲(chǔ)機(jī)制；難于保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、操作的統(tǒng)一。機(jī)制；難于保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、操作的統(tǒng)一。 GISRDBMS幾何空間數(shù)據(jù)幾何空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)存儲(chǔ)子系統(tǒng)IDu采用統(tǒng)一的采用統(tǒng)一的DBMS存儲(chǔ)幾何存儲(chǔ)幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。其做法數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。其做法是在標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)上是在標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)上增加幾何管理層（增加幾何管理層（GeoSQL轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)SQL+索引數(shù)據(jù)）。索引數(shù)據(jù)）。u優(yōu)點(diǎn)是省去了幾何數(shù)據(jù)和優(yōu)點(diǎn)是省去了幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的繁瑣連接屬性數(shù)據(jù)之間的繁瑣連接，但由于間接存取，效率，但由于間接存取，效率比較低。比較低。 uSyste

24、m 9,SmallWord 空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)GIS屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)管理層空間數(shù)據(jù)管理層索引數(shù)據(jù)索引數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)RDBMSu純關(guān)系數(shù)據(jù)模型，其空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都用關(guān)系數(shù)純關(guān)系數(shù)據(jù)模型，其空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都用關(guān)系數(shù)據(jù)的關(guān)系來(lái)存儲(chǔ)，使用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系連接機(jī)制建立空間數(shù)據(jù)的關(guān)系來(lái)存儲(chǔ)，使用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系連接機(jī)制建立空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。u具有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、檢索、數(shù)據(jù)完整性和安全機(jī)制具有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、檢索、數(shù)據(jù)完整性和安全機(jī)制等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。u數(shù)據(jù)類(lèi)型定義方面有一定的局限性，缺乏空間數(shù)據(jù)類(lèi)型定義方面有一定的局限性，缺乏空間SQL。uESRI的的Spatial Database

25、 Engine(SDE),Oracle的的SDO、GEO+ GIS可擴(kuò)展可擴(kuò)展DBMS空間數(shù)空間數(shù)據(jù)處理?yè)?jù)處理u對(duì)象：對(duì)象：u就是現(xiàn)實(shí)世界中客體一種抽象的描述，它由客體的數(shù)據(jù)就是現(xiàn)實(shí)世界中客體一種抽象的描述，它由客體的數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作組合而成。和對(duì)數(shù)據(jù)的操作組合而成。u類(lèi)：類(lèi)：u是對(duì)多個(gè)對(duì)象共同特征的抽象概括。是對(duì)多個(gè)對(duì)象共同特征的抽象概括。u消息：消息：u對(duì)象之間通信的唯一方式，用來(lái)指示接收消息對(duì)象的操對(duì)象之間通信的唯一方式，用來(lái)指示接收消息對(duì)象的操作。作。u方法：方法：u是對(duì)象收到信息后應(yīng)采取的動(dòng)作序列的描述。是對(duì)象收到信息后應(yīng)采取的動(dòng)作序列的描述。u封裝性封裝性u(píng)對(duì)象可把自身狀態(tài)和內(nèi)在功能封裝在一起。對(duì)象可把自身狀態(tài)和內(nèi)在功能封裝在一起。u繼承性繼承性u(píng)某類(lèi)對(duì)象可以自然地?fù)碛辛硪活?lèi)對(duì)象的某些特征和功能某類(lèi)對(duì)象可以自然地?fù)碛辛硪活?lèi)對(duì)象的某些特征和功能?？纱蟠蠛?jiǎn)化數(shù)據(jù)，減少冗余，減少對(duì)象類(lèi)之間的接口?？纱蟠蠛?jiǎn)化數(shù)據(jù)，減少冗余，減少對(duì)象類(lèi)之間的接口和界面。如直線段類(lèi)繼承曲線類(lèi)的特征和功能。和界面。如直線段類(lèi)