面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)

1、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)孟媛媛1(1.桂林理工大學(xué),廣西桂林541004摘要:隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的商務(wù)數(shù)據(jù)處理擴(kuò)展到許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。新的應(yīng)用需求推動了數(shù)據(jù)庫新技術(shù)的研究,其中最重要的研究方向之一就是面向?qū)ο蠹夹g(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合,研究新型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。利用類的設(shè)施來描述復(fù)雜對象,利用對象中封裝的方法來模擬對象的復(fù)雜行為,利用繼承性來實現(xiàn)對象結(jié)構(gòu)和方法的重用。本文簡要回顧了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合的發(fā)展歷程和方向,探討面向?qū)ο蟮腉IS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,并展望面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合發(fā)展前景。關(guān)鍵字:數(shù)據(jù)庫技術(shù);面向?qū)ο?GISObjectorie

2、nted database technologyMENG Yuan-yuan1(1.Guilin University of Technology,Guilin541004,ChinaAbstract:With the development of database technology,database application has been from the traditional business data processing expanded into many new application fields.New application demand has promoted t

3、he study on new database technology,which is one of the most important research direction of object-oriented technology and database technology,the combination of the new type of database management system,the object-oriented database system. Using the facilities of a class to describe the complex o

4、bject,using the object encapsulation method to simulate the complex behavior of an object,use inheritance to achieve object structure and the method of reuse.This paper briefly reviews the object-oriented technology and database technology combining with the development and direction,and discusses t

5、he application of the object-oriented GIS database.At last looking to object-oriented technology and database technology combining with development prospects.Keywords:database technology;objectoriented;GIS0引言面向?qū)ο蟮乃枷胧紫瘸霈F(xiàn)在程序設(shè)計方法中。這一思想指導(dǎo)下產(chǎn)生的面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種按照人們對現(xiàn)實世界習(xí)慣的認(rèn)識論思維方式來研究和模擬客觀世界的方法學(xué)。面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)所引入的對象、方法、,作

6、者簡介:孟媛媛(1990-,碩士研究生,主要研究方向為模糊數(shù)學(xué)與GIS編程應(yīng)用。E-mail:1859327591消息、類、實例、繼承性、封裝性等一系列重要概念和良好機(jī)制為人們認(rèn)識和模擬客觀世界分析、設(shè)計和實現(xiàn)大型復(fù)雜系統(tǒng)奠定了良好的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。其中,面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系已成為當(dāng)今數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域研究和發(fā)展的主要方向之一。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蠹夹g(shù)相結(jié)合已成為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究、應(yīng)用和發(fā)展的一個重要方向。將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。使數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫模式。這對于提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擬和操縱客觀世界的能力,擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義?？v觀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展,面向?qū)ο?0

7、0技術(shù)的誕生為數(shù)據(jù)庫的發(fā)展帶來了希望。盡管目前面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)的實際發(fā)展與關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比,它的理論研究和形式化、標(biāo)準(zhǔn)化等方面還不完備和成熟。但是,從面向?qū)ο蠹夹g(shù)的前景和應(yīng)用來看,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)將代表著新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展方向。1地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫1.1GIS數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)庫,是在計算機(jī)存儲設(shè)備上合理存放的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)庫也可看成是與某方面有關(guān)的所有文件的集合。一般來講數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)集合存放有下面幾個要求1,2:(1最小冗余度原則:數(shù)據(jù)盡可能不重復(fù)。(2應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)資源的共享原則:以最優(yōu)的方式服務(wù)于一個或多個應(yīng)用程序。(3數(shù)據(jù)獨立性原則:數(shù)據(jù)的存放盡可能地獨立于使用它的應(yīng)用

8、程序。(4統(tǒng)一管理原則:能夠用一個軟件統(tǒng)一管理這些數(shù)據(jù),例如對數(shù)據(jù)的維護(hù)、更新、增刪和檢索等一系列操作。GIS數(shù)據(jù)庫則是對某區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的空間數(shù)據(jù)合理存放的一個集合,主要涉及對空間和屬性數(shù)據(jù)的管理和組織3。GIS數(shù)據(jù)庫與一般的數(shù)據(jù)庫相比,具有以下的特點3,4:(1GIS數(shù)據(jù)庫不僅有與一般數(shù)據(jù)庫性質(zhì)相似的地理要素的屬性數(shù)據(jù),還有大量的空間數(shù)據(jù),即描述地理要素空間分布位置的數(shù)據(jù),并且這兩種數(shù)據(jù)之間具有不可分割的聯(lián)系。(2GIS是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng),要用數(shù)據(jù)來描述各種地理要素,尤其是地理的空間位置數(shù)據(jù)量往往十分龐大。(3一個GIS數(shù)據(jù)庫的服務(wù)范圍相當(dāng)廣泛。如科學(xué)研究、環(huán)境保護(hù)、土地利用和

9、規(guī)劃、資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境、市政管理、交通運輸、稅收、商業(yè)、公安等許多領(lǐng)域。(4GIS數(shù)據(jù)庫是一個共享或分享式的數(shù)據(jù)庫。GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應(yīng)該依其本身的特點進(jìn)行組織,而不應(yīng)使用目的的不同而不同。另外,數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)應(yīng)反映出各不同用戶的要求,支持各種應(yīng)用程序和目的。因而,在建立GIS數(shù)據(jù)庫時,一方面要遵循數(shù)據(jù)庫的一般規(guī)范,另一方面也要考慮地理數(shù)據(jù)的特殊性,采取一些特殊的技術(shù)和方法,來解決一般數(shù)據(jù)庫所不具備的管理空間數(shù)據(jù)的問題,所以GIS數(shù)據(jù)庫也被稱作地理數(shù)據(jù)庫3。1.2現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫由許多文件和文件中的數(shù)據(jù)組成,為便于從一個或多個文件中存取數(shù)據(jù),必須用某種方式來組織數(shù)據(jù)。目前數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域采用

10、的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型,其中應(yīng)用最廣泛的是關(guān)系模型。這些關(guān)系指出了應(yīng)用程序存取數(shù)據(jù)的途徑。由于不同的數(shù)據(jù)模型包含不同的數(shù)據(jù)鏈接,因而,每種模型都有優(yōu)缺點。表1現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫模型優(yōu)缺點比較4,5,6Tab1.The comparison of current DB Models優(yōu)點缺點層次模型最適合表現(xiàn)現(xiàn)實世界中的層次關(guān)系;在一定程度上支持?jǐn)?shù)據(jù)的重構(gòu);存取方便、容易理解,數(shù)據(jù)的修改和擴(kuò)充都較容易靈活性差,容易引起大量的冗余數(shù)據(jù),基本不具備操作代數(shù)基礎(chǔ)。網(wǎng)狀模型對于表示圖形數(shù)據(jù)具有很大的優(yōu)勢;具有多對多類型的數(shù)據(jù)組織方法;具有一定數(shù)據(jù)獨立性和共享性,并且運行效率較高指針數(shù)據(jù)項使數(shù)據(jù)

11、量增大,有可能占據(jù)大量的數(shù)據(jù)存儲空間,并且增加了用戶查詢和定位的難度,基本不具備操作代數(shù)基礎(chǔ)。關(guān)系模型能夠以簡單、靈活的方式表達(dá)現(xiàn)實世界的各種實體及其相互關(guān)系,并支持?jǐn)?shù)據(jù)的重構(gòu),其數(shù)據(jù)描述具有很強(qiáng)的一致性和獨立性。關(guān)系操作和實現(xiàn)效率不高;描述對象語義的能力較弱,不適合管理復(fù)雜對象的要求;模型的可擴(kuò)充性較差;模擬和操縱復(fù)雜對象的關(guān)系演算具有非過程化式特點,關(guān)系模型具有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和操作代數(shù)基礎(chǔ)。并且與一階邏輯理論密切相關(guān),具有一定的演繹功能能力較弱。2面向?qū)ο蟮腉IS數(shù)據(jù)庫2.1面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是將面向?qū)ο蟮母拍钅Ｐ娃D(zhuǎn)換為面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的方法和工具的總和。面向?qū)ο竽Ｐ褪且环N

12、語義關(guān)聯(lián)模型,其基本組成單元是數(shù)據(jù)對象。在某種意義上講,面向?qū)ο蟮恼Z義關(guān)聯(lián)模型是在關(guān)系模型、網(wǎng)狀模型和層次模型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的9。2.2面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型在GIS中應(yīng)用例如,在地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持下展開地籍?dāng)?shù)據(jù)庫的建設(shè)研究,通過將圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、分析和處理,建立了空間參考關(guān)系,最終實現(xiàn)了城鎮(zhèn)地籍圖和農(nóng)村地籍圖的無縫接合。研究的技術(shù)路線如圖1 圖1地籍?dāng)?shù)據(jù)庫建設(shè)的技術(shù)路線圖面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫涉及程序設(shè)計語言和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成一些最顯著的好處如下10:(1地理數(shù)據(jù)庫往往要管理海量數(shù)據(jù),且數(shù)據(jù)類型復(fù)雜,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型采用比關(guān)系數(shù)據(jù)模型更為先進(jìn)的簇集技術(shù)(Clustering Techniqu

13、es對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化訪問,使它往往有超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫十倍乃至百倍的效率。(2采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型,能較好的保留GIS數(shù)據(jù)中各元素間的邏輯關(guān)系。(3基于面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型開發(fā)的數(shù)據(jù)庫通過增加軟件模塊的功能減少了開發(fā)系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時利用其可繼承性加速了系統(tǒng)開發(fā)周期,提高了代碼可重用率。3GIS數(shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展并不是取代關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),而是可望成為繼關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)之后的新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)。目前為止,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)的成熟仍有依賴于許多關(guān)鍵問題的解決。1、標(biāo)準(zhǔn)化和形式化是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)研究和發(fā)展的一個重要方向。2、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫應(yīng)具有很強(qiáng)的建模能力,即可在單一共同模型下支

14、持多種數(shù)據(jù)模型:面向?qū)ο笤O(shè)計和編程則應(yīng)提供可擴(kuò)充性。用來設(shè)計和實現(xiàn)能接納新型數(shù)據(jù)庫的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。3、加強(qiáng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的應(yīng)用開發(fā)工具的研制和推廣。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模型豐富的建模能力一方面能使用戶建模容易,另一方面也使面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式復(fù)雜化。4、視圖、演繹能力、語義建模和長事務(wù)也是未來面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)該具備的數(shù)據(jù)庫特征。5、加強(qiáng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的研究。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是近20年來計算機(jī)技術(shù)界和工業(yè)界研究的一大熱點。面向?qū)ο蠓椒ㄅc先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合已成為當(dāng)今數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域研究和發(fā)展的主要方向之一。將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。使數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)

15、模型的數(shù)據(jù)庫模式。對提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模擬和操縱客觀世界的能力.擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義。參考文獻(xiàn)1Ralph M Stair,George W Reynolds(美.信息系統(tǒng)原理M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.2David M Kroerke.數(shù)據(jù)庫處理:基礎(chǔ)、設(shè)計與實現(xiàn)M.北京:電子工業(yè)出版社,2008.3柴晟.數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的新方向面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)J.成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2013(4.4張超.地理信息系統(tǒng)概論M.北京:高等教育出版社,2006.5陳述彭,魯學(xué)軍,周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論M.北京:科學(xué)出版社,2007.6Paul J Fortier.數(shù)據(jù)庫技術(shù)大全M.北京

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