數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)學習教案

1、會計學1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第一頁，共74頁。2(yn jin)據(jù)、人員。第1頁/共74頁第二頁，共74頁。3 地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。因為地圖數(shù)據(jù)作為空間數(shù)據(jù)，比一般信息處理中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)更復(fù)雜，如：數(shù)據(jù)類型繁多、數(shù)據(jù)操縱復(fù)雜、數(shù)據(jù)輸出形式的多樣性、數(shù)據(jù)量大等，因此就導(dǎo)致了地圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的復(fù)雜性。而且地圖數(shù)據(jù)庫作為一種圖形數(shù)據(jù)庫，它的管理比通常的非圖形數(shù)據(jù)庫要困難得多，人們在利用通用(tngyng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理地圖數(shù)據(jù)的過程中也遇到和發(fā)現(xiàn)了許多問題。因此，對地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究，具有某種程度的重要意義。第2頁/共74頁第三頁，共74頁。4設(shè)計

2、與實現(xiàn)GDBMS在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的實現(xiàn)第3頁/共74頁第四頁，共74頁。5(shj)與查詢第4頁/共74頁第五頁，共74頁。6第5頁/共74頁第六頁，共74頁。7地圖(dt)數(shù)據(jù)庫地圖(dt)數(shù)據(jù)采集地圖數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)處理與空間關(guān)系建立數(shù)據(jù)檢索查詢數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)輸出與符號化外部數(shù)據(jù)文件裝載地圖數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)維護數(shù)據(jù)運行管理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（GDBMS）第6頁/共74頁第七頁，共74頁。8第7頁/共74頁第八頁，共74頁。9地圖數(shù)據(jù)(shj)裝載的功能：第8頁/共74頁第九頁，共74頁。10掃描(somio)地圖遙感(yogn)影象拓撲(tu p)建立圖象配準地圖數(shù)據(jù)庫矢量數(shù)據(jù)自動提取屬性數(shù)據(jù)輸入

3、有關(guān)控制點數(shù)據(jù)外部數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)裝載以圖象為背景手工采集中心投影改正地圖數(shù)據(jù)輸入與裝載流程第9頁/共74頁第十頁，共74頁。11 通常，一個大型的和長期使用的系統(tǒng)(xtng)，其地圖數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)裝載功能應(yīng)該能夠接收和裝載其它常用系統(tǒng)(xtng)和標準的外部地圖數(shù)據(jù)文件，如地理數(shù)據(jù)交換格式文件、軍事測繪數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換標準格式文件、AutoCAD DXF和MapInfo數(shù)據(jù)交換格式等地圖數(shù)據(jù)文件。第10頁/共74頁第十一頁，共74頁。12 在地圖數(shù)據(jù)可視化（符號化或非符號化）條件下，以人機交互方式對地圖數(shù)據(jù)（包括空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和注記）進行編輯和處理，復(fù)合要素(yo s)和簡單要素(yo s)之

4、間的空間關(guān)系建立，對輸入和裝載的數(shù)據(jù)進行錯誤檢查和處理，確定各種類型目標的符號屬性。 三、地圖(dt)數(shù)據(jù)編輯與處理 第11頁/共74頁第十二頁，共74頁。13地理(dl)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)(shj)塊選擇圖象(t xin)數(shù)據(jù)可編輯地理要素層幾何數(shù)據(jù)增加、移動、刪除和修改地理屬性連接簡單要屬建立語義關(guān)系建立圖象配準控制點拓撲維護復(fù)合要素數(shù)據(jù)塊之間拓撲建立Leve 0Leve 1Leve 2地理數(shù)據(jù)編輯與處理流程圖第12頁/共74頁第十三頁，共74頁。14地圖數(shù)據(jù)顯示控制空間數(shù)據(jù)編輯 屬性數(shù)據(jù)編輯 對輸入和裝載的數(shù)據(jù)進行錯誤檢查和處理 確定(qudng)點、線、面目標的拓撲關(guān)系 復(fù)合要素 確定(qud

5、ng)數(shù)據(jù)塊之間的拓撲關(guān)系 v 空間數(shù)據(jù)編輯(binj)的內(nèi)容：第13頁/共74頁第十四頁，共74頁。15 四、數(shù)據(jù)處理和空間關(guān)系建立 這是一系列工具軟件的集合，包括地圖(dt)投影變換、幾何量算、數(shù)據(jù)裁剪和拼接、空間關(guān)系建立等，按用戶要求重新組織數(shù)據(jù)，便于應(yīng)用。對輸入和編輯后的點、線、面空間數(shù)據(jù)進行拓撲關(guān)系處理和生成，自動或半自動構(gòu)面。建立數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間鄰接相關(guān)關(guān)系。 第14頁/共74頁第十五頁，共74頁。16地理(dl)數(shù)據(jù)庫待拓撲(tu p)地理要素層提取(tq)待拓撲的鏈建立鏈號與地址的索引文件結(jié)點和鏈拓撲自動構(gòu)建點、鏈、面目標自動匹配拓撲關(guān)系處理流程圖第15頁/共74頁第十六頁，

6、共74頁。17五、地圖數(shù)據(jù)(shj)的檢索和數(shù)據(jù)(shj)查詢 通過地圖數(shù)據(jù)(shj)查詢功能實現(xiàn)對空間和屬性數(shù)據(jù)(shj)的空間查詢。 檢索，就是從地圖數(shù)據(jù)(shj)庫的全體數(shù)據(jù)(shj)集合中按照檢索條件迅速查找出用戶所需要的部分內(nèi)容。地圖數(shù)據(jù)(shj)庫適用性的好壞，在很大程度上與檢索手段的多樣性、適應(yīng)性及檢索速度的快慢有關(guān)。 第16頁/共74頁第十七頁，共74頁。18數(shù)據(jù)區(qū)地圖要素層空間查詢圖形顯示相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)查詢(chxn)與檢索流程圖第17頁/共74頁第十八頁，共74頁。19定性檢索：也稱標題檢索。它是按地物的屬性代碼從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)。定位檢索：也稱開窗檢索。它是按指定的矩形

7、范圍提取范圍內(nèi)全部目標的數(shù)據(jù)。識別號檢索：當物體的識別號為已知時，使用物體的識別號檢索十分(shfn)方便，且檢索效率提高。 v 地圖數(shù)據(jù)庫一般應(yīng)具有(jyu)如下檢索功能：第18頁/共74頁第十九頁，共74頁。20拓撲檢索：它是將目標劃分為弧段和節(jié)點，給定弧段或節(jié)點檢索出一批與給定元素相關(guān)聯(lián)或者相鄰接的元素。組合檢索：將地圖(dt)數(shù)據(jù)庫中空間數(shù)據(jù)按其屬性、位置和空間關(guān)系的進行單項查詢或多項組合查詢。組合檢索的應(yīng)用，使用戶從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)的靈活性得到大大提高。分析檢索：用于實現(xiàn)對地理網(wǎng)絡(luò)的基于網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系的空間分析，最優(yōu)路徑分析。 第19頁/共74頁第二十頁，共74頁。21六、地圖數(shù)據(jù)操縱

8、功能 地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供圖形編輯界面，用戶通過該界面可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作，包括：查詢、插入、刪除和修改等。圖形編輯是適合空間數(shù)據(jù)特點的數(shù)據(jù)編輯方式，不僅要編輯地圖要素的幾何位置，而且(r qi)還要編輯要素的描述信息以及要素之間的空間關(guān)系。 第20頁/共74頁第二十一頁，共74頁。22地圖數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)操縱(cozng)流程地理數(shù)據(jù)庫新建數(shù)據(jù)區(qū)打開數(shù)據(jù)區(qū)要素層定義打開要素層地理要素層管理要素操作要素選擇查詢數(shù)據(jù)庫安全與維護新建數(shù)據(jù)塊打開數(shù)據(jù)塊關(guān)閉數(shù)據(jù)塊關(guān)閉數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)塊管理關(guān)閉要素層要素修改刪除復(fù)合要素建立DatasetSectionLayerFeature第21頁/共74頁第二十二頁，共

9、74頁。23v 數(shù)據(jù)(shj)區(qū)管理 包括新建數(shù)據(jù)區(qū)（對數(shù)據(jù)區(qū)進行定義，一個數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)(duyng)一個數(shù)據(jù)庫文件） 打開數(shù)據(jù)區(qū)、要素層定義、要素層控制（包括層刪除、層排序、設(shè)置層圖形縮放時視野范圍、設(shè)置可視和可編輯標志等） 要素層維護（對一要素層的點、線、面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行增、刪、改）第22頁/共74頁第二十三頁，共74頁。24v 數(shù)據(jù)(shj)選擇與查詢 通過可視化的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)選擇地理目標。其選擇方式有：不同要素(yo s)層中單目標選擇、同一要素(yo s)層中多目標選擇（包括單選、圓形選擇、矩形選擇和多邊形選擇）。通過給定的條件進行選擇和查詢（SQL查詢），選擇和查詢結(jié)果形成一個新

10、的要素(yo s)層，它可以是被選擇要素(yo s)層的一個映射，并非物理存在的要素(yo s)層，提供給某些分析功能使用。也可以存儲為一個物理要素(yo s)層。第23頁/共74頁第二十四頁，共74頁。25v 數(shù)據(jù)庫安全與維護(wih) 包括數(shù)據(jù)安全訪問控制、數(shù)據(jù)庫備份(bi fn)、恢復(fù)與容錯處理。第24頁/共74頁第二十五頁，共74頁。26提供按規(guī)范規(guī)定(gudng)的數(shù)據(jù)交換標準格式；按用戶要求符號化處理輸出到圖形輸出設(shè)備上?？蛇M行電子地圖全符號化顯示。提供對點符、線符、面符進行設(shè)計的軟件工具。按照某種地圖投影和地圖數(shù)學基礎(chǔ)屏幕地圖顯示或輸出到繪圖機、膠片輸出機上等。七、數(shù)據(jù)(shj)

11、輸出與符號化第25頁/共74頁第二十六頁，共74頁。27地圖(dt)數(shù)據(jù)庫地理要素層地圖投影(d t tu yn)與變換地圖(dt)符號庫地圖顯示數(shù)據(jù)塊地圖輸出生成流程圖第26頁/共74頁第二十七頁，共74頁。28包括地圖數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)(huf)功能，數(shù)據(jù)庫的重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。這些功能通常是由一些使用程序完成的?？臻g數(shù)據(jù)庫的重組織、重構(gòu)造和系統(tǒng)的安全性與完整性控制等，是重要的維護方法。八、數(shù)據(jù)(shj)維護功能第27頁/共74頁第二十八頁，共74頁。29 地圖數(shù)據(jù)庫在長期(chngq)的運行過程中，經(jīng)常需要對數(shù)據(jù)記錄進行插入、修改和刪除操作，這就會降低存儲效率，浪費存儲空間

12、，從而影響地圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能。 重組指在不改變地圖數(shù)據(jù)庫原來的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的前提下，改變數(shù)據(jù)的存儲位置，將數(shù)據(jù)予以重新組織和存放。 DBMS一般都提供數(shù)據(jù)庫重組的應(yīng)用程序。因地圖數(shù)據(jù)庫重組要占用系統(tǒng)資源，故重組工作不能頻繁進行。v地圖(dt)數(shù)據(jù)庫的重組織第28頁/共74頁第二十九頁，共74頁。30 應(yīng)用環(huán)境和用戶需求改變時，需要對原來的系統(tǒng)進行修正和擴充，因此需要部分(b fen)地改變原來地圖數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。 重構(gòu)指局部改變地圖數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。通過改寫其概念模式的存儲模式進行。 地圖數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)，對延長應(yīng)用系統(tǒng)的使用壽命非常重要，但只能對其邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)

13、進行局部修改和擴充，如果修改和擴充的內(nèi)容太多，就要考慮開發(fā)新的應(yīng)用系統(tǒng)。v地圖(dt)數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造第29頁/共74頁第三十頁，共74頁。31 地圖數(shù)據(jù)庫的完整性，指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性，主要由后映象日志(rzh)來完成，它是一個備份程序，當發(fā)生系統(tǒng)或介質(zhì)故障時，利用它對數(shù)據(jù)庫進行恢復(fù)。安全性指對數(shù)據(jù)的保護，主要通過權(quán)限授予、審計跟蹤，以及數(shù)據(jù)的卸出和裝入來實現(xiàn)。 v 地圖(dt)數(shù)據(jù)庫的完整性、安全性控制第30頁/共74頁第三十一頁，共74頁。32 是地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心技術(shù)模塊，即按地圖數(shù)據(jù)模型，設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對地圖數(shù)據(jù)進行存儲和檢索，包括(boku)并發(fā)控制

14、，安全性檢查、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部維護（如索引、數(shù)據(jù)字典的自動維護）等。 所有對地圖數(shù)據(jù)庫的操作都要在這些控制程序的統(tǒng)一管理下進行，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性以及多用戶對數(shù)據(jù)庫的并發(fā)使用。九、地圖數(shù)據(jù)(shj)的運行管理第31頁/共74頁第三十二頁，共74頁。33第32頁/共74頁第三十三頁，共74頁。34 單機，其用戶GUI（graphical user interface）、事務(wù)處理、地理數(shù)據(jù)存儲(cn ch)都在同一臺機器上完成，用戶界面層、GDB服務(wù)層（服務(wù)器）、地理數(shù)據(jù)存儲(cn ch)層（數(shù)據(jù)庫）3層融合在一起。一、單機第33頁/共74頁第三十四頁，共74頁。35

15、二、客戶(k h)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu) 一部分是一個基于客戶機（Client）的單機平臺，提供單數(shù)據(jù)區(qū)管理(gunl)，所有的管理(gunl)和查詢分析等應(yīng)用都在此基礎(chǔ)上進行。另一部分作為地圖數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（Server）提供對多數(shù)據(jù)區(qū)管理(gunl)，并作為客戶機平臺的數(shù)據(jù)源。客戶機平臺利用GDAO（地圖數(shù)據(jù)庫存儲對象）與地圖數(shù)據(jù)庫服務(wù)器聯(lián)接，查詢獲得的地理數(shù)據(jù)可作為客戶機平臺當前數(shù)據(jù)區(qū)中一個或若干要素層直接進行空間分析?？蛻魴C平臺也可利用ODBC與大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)連接。第34頁/共74頁第三十五頁，共74頁。36數(shù)據(jù)(shj)采集數(shù)據(jù)編輯(binj)處理查詢(chxn)檢索地圖數(shù)據(jù)庫

16、管理系統(tǒng)平臺地圖數(shù)據(jù)庫ODBCGDAOOracleSQL Server地圖數(shù)據(jù)庫服務(wù)器圖形顯示拓撲關(guān)系處理客戶機（Client）服務(wù)器（Server）GDBMS軟件體系結(jié)構(gòu)第35頁/共74頁第三十六頁，共74頁。37 地圖(dt)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的地圖(dt)數(shù)據(jù)模型與客戶機平臺基本相同，所不同之處是客戶機平臺是單數(shù)據(jù)區(qū)管理，而地圖(dt)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對多數(shù)據(jù)區(qū)地理數(shù)據(jù)進行管理。第36頁/共74頁第三十七頁，共74頁。38這種結(jié)構(gòu)分為三層：第一層為用戶界面(yn h ji min)層(GUI：GDB User InterFace)；第二層為GDB服務(wù)層(服務(wù)器)；第三層為地圖數(shù)據(jù)存儲層(數(shù)據(jù)庫)

17、。上面3層完全分離。 三、多服務(wù)器/客戶機體系結(jié)構(gòu) 第37頁/共74頁第三十八頁，共74頁。39第38頁/共74頁第三十九頁，共74頁。40地理(dl)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)類型GUIGDBMS用戶事務(wù)處理GDB數(shù)據(jù)存儲GUIGDBMS用戶事務(wù)處理GDB數(shù)據(jù)存儲GUI GUIGDBMS用戶 GDBMS用戶事務(wù) 事務(wù)處理 處理GDB GDB GDB數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)存儲第一層第二層第三層事務(wù)處理第39頁/共74頁第四十頁，共74頁。41第40頁/共74頁第四十一頁，共74頁。42制圖(zh t)數(shù)據(jù)地圖(dt)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)地理數(shù)據(jù)庫遙感影象2地理數(shù)據(jù)輸入外部數(shù)據(jù)掃描地圖3數(shù)據(jù)編輯處理

18、地理目標數(shù)據(jù)（關(guān)系表）地理目標數(shù)據(jù)（對象）5數(shù)據(jù)檢索查詢7地圖符號顯示地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)ODBC或DAO數(shù)據(jù)源地理數(shù)據(jù)交換文件4數(shù)據(jù)處理關(guān)系建立6數(shù)據(jù)操縱外部數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)裝載8數(shù)據(jù)維護9數(shù)據(jù)運行管理1地理數(shù)據(jù)定義第41頁/共74頁第四十二頁，共74頁。43 計算機提供(tgng)了操作系統(tǒng)支持下的文件系統(tǒng)，為用戶提供(tgng)了簡便統(tǒng)一的存取和管理數(shù)據(jù)的方法，用戶可以在此基礎(chǔ)上建立自己的邏輯文件。地圖數(shù)據(jù)量大，一般按內(nèi)容分為多個文件，每個文件都可以用相同的或不同的邏輯文件形式組織，借助于文件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)存貯、輸入和輸出處理。第42頁/共74頁第四十三頁，共74頁。44v第一步是邏輯設(shè)計v 邏

19、輯設(shè)計將組織模型轉(zhuǎn)換為文件結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)。為選擇最適合表示組織模型的數(shù)據(jù)模型，邏輯設(shè)計中要用到實現(xiàn)模型結(jié)構(gòu)的知識。v第二步是物理設(shè)計v 通過物理設(shè)計以選擇最適合于數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)的物理結(jié)構(gòu)，這些技術(shù)隨采用的物理設(shè)備及存取方法而異。量化數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計中要考慮的一個(y )重要因素。所選擇數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的定義由數(shù)據(jù)庫定義語言完成。 一、開發(fā)(kif)步驟第43頁/共74頁第四十四頁，共74頁。45v第三步是開發(fā)存取數(shù)據(jù)庫的軟件v 一般系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)庫的存取是由數(shù)據(jù)庫聯(lián)機查詢語言或嵌入(qin r)在程序設(shè)計語言中的輸入/輸出命令完成的。v 設(shè)計過程和實現(xiàn)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及支撐語言密切

20、相關(guān)?；疚募Y(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其存取命令兩方面。 第44頁/共74頁第四十五頁，共74頁。46地圖(dt)數(shù)據(jù)庫操作(cozu)系統(tǒng)地圖(dt)數(shù)據(jù)庫引擎通訊區(qū)功能模塊參數(shù)緩沖公用區(qū)運行狀態(tài)控制信息數(shù)據(jù)庫運行日志數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)集成環(huán)境應(yīng)用程序API基于文件的GDBMS體系結(jié)構(gòu)第45頁/共74頁第四十六頁，共74頁。47二、實現(xiàn)模型 實現(xiàn)模型由軟件和硬件組成，軟件和硬件又可分成多個層次，這些層次之間通過界面溝通。用戶(yngh)命令通過這一系列層次轉(zhuǎn)化為對所存貯數(shù)據(jù)的操作。 在不同的實現(xiàn)模型中，分層數(shù)目及每個界面的命令是不同的。第46頁/共74頁第四十七頁，共74頁。48v用戶界面（user

21、interface）v 通過GDBMS提供的用戶界面，用戶使用文件或數(shù)據(jù)庫定義語言定義數(shù)據(jù)庫，調(diào)用存取命令完成對數(shù)據(jù)庫的存取。v邏輯記錄界面（logical record interface）v 通過邏輯記錄界面，實現(xiàn)在存取方法和用戶界面之間逐個傳送邏輯記錄。v物理記錄界面（physical record interface）v 通過物理記錄界面控制物理存貯設(shè)備(shbi)，實現(xiàn)在內(nèi)存和物理存貯設(shè)備(shbi)之間逐個傳送物理記錄。第47頁/共74頁第四十八頁，共74頁。49實現(xiàn)模型(mxng)的層次用戶界面(yn h ji min)文 件 定 義 和 存 取 命 令(mng lng)數(shù)據(jù)模型

22、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫存取命令(mng lng)數(shù)據(jù)定義用戶界面軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)文件處理器程序設(shè)計語言中的文件處理命令存取方法操作系統(tǒng)的磁盤存取命令支持數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的專用程序邏輯記錄界面物理記錄界面數(shù)據(jù)庫物理存貯設(shè)備第48頁/共74頁第四十九頁，共74頁。50 采用文件管理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(yudin)是靈活，即每個軟件廠商可以任意定義自己的文件格式、管理各種數(shù)據(jù)，這一特點在存儲需要加密的數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化的、不定長的集合坐標記錄時是有幫助的。 文件方式管理地圖數(shù)據(jù)的缺點也是顯而易見的，需要有開發(fā)者實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的更新、查詢、檢索等操作，這樣會增加屬性數(shù)據(jù)管理的開發(fā)量，并且不利于數(shù)據(jù)的共享。 三、采用文件管理(

23、gunl)的特點第49頁/共74頁第五十頁，共74頁。51第50頁/共74頁第五十一頁，共74頁。52 為了克服文件系統(tǒng)管理地圖數(shù)據(jù)的不足，在通用(tngyng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)出現(xiàn)以后，地圖學專家開始了基于通用(tngyng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究。 基于通用(tngyng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能夠充分利用通用(tngyng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的事物處理、并發(fā)機制、索引機制、并行處理、安全控制、容錯與恢復(fù)等功能，同時針對地圖數(shù)據(jù)的特點加以擴展，從而完成對地圖數(shù)據(jù)的定義、操縱、查詢和顯示輸出等功能。 第51頁/共74頁第五十二頁，共74頁。53 目前基于通用數(shù)據(jù)庫管理系

24、統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括(boku)：二元化管理集成化管理面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫 一、基于(jy)通用DBMS的GDBMS第52頁/共74頁第五十三頁，共74頁。54v二元化方案v 早期的通用RDBMS和現(xiàn)在的多數(shù)小型通用RDBMS一樣，不支持二進制數(shù)據(jù)塊字段類型?？紤]到空間數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化的、不定長的，而且通用RDBMS不能實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的操作，這樣人們就考慮利用文件(wnjin)系統(tǒng)的方式來存儲管理空間數(shù)據(jù)，而用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)。這種把空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開，分別采用文件(wnjin)和數(shù)據(jù)庫方式進行管理的方式有人稱之為“二元化”管理。第53頁/共74頁第五十四頁，共74頁。55

25、 具體地，采用這種方案的數(shù)據(jù)管理方式是：空間數(shù)據(jù)：包括定位數(shù)據(jù)和空間關(guān)系數(shù)據(jù)，是不定(bdng)長數(shù)據(jù)，采用文件管理；時間數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，采用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理；非空間屬性數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)化的、定長數(shù)據(jù)，采用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理；非結(jié)構(gòu)化的描述數(shù)據(jù)：包括文本、圖象、音頻、視頻等，一般都對應(yīng)于一個文件，可簡單地在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中記錄其文件路徑和名稱。優(yōu)點是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量小，缺點是文件路徑常因為文件的刪除、移動操作而變得不可靠。 第54頁/共74頁第五十五頁，共74頁。56空間幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的分開存儲管理，需要定義它們之間的對應(yīng)關(guān)系。通常的解決方法是在文件中各個地物都有唯一的標識碼（地物ID），而在

26、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表中，也有一個標識碼屬性，這樣每條記錄可以通過(tnggu)該標識碼確定與之對應(yīng)的地物的連接關(guān)系。缺點是經(jīng)常進行地物ID的查找（既包括給定地物查找記錄，也包括根據(jù)給定的記錄查找相應(yīng)的地物），使查詢和其它運算等一些操作速度變慢。 二元化管理(gunl)的特點：第55頁/共74頁第五十六頁，共74頁。57目前Oracle8i、Informix等大型通用RDBMS支持二進制數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)類型后，不定(bdng)長的空間幾何數(shù)據(jù)可以用二進制數(shù)據(jù)塊的形式用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理。所有地理數(shù)據(jù)全部被集成到RDBMS中，形成空間數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論及其工具都已成熟，能提供一致的訪問接口（SQL）來

27、操作分布的海量數(shù)據(jù)，并且支持用戶的并發(fā)訪問、安全性控制和一致性檢查。通用的訪問接口也便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。v 集成化方案(fng n)第56頁/共74頁第五十七頁，共74頁。58空間(kngjin)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫訪問(fngwn)接口空間數(shù)據(jù)訪問(fngwn)接口空間模型服務(wù)應(yīng)用程序API應(yīng)用程序API應(yīng)用程序API關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)集成化的GDBMS的體系結(jié)構(gòu)第57頁/共74頁第五十八頁，共74頁。59幾何數(shù)據(jù)不定長，會造成存儲效率的低下；現(xiàn)有的SQL并不支持空間數(shù)據(jù)的檢索，需要軟件開發(fā)(kif)者自己開發(fā)(kif)空間數(shù)據(jù)訪問接口；如果要支持空間數(shù)據(jù)共享，則要對SQL進行

28、擴展。 集成化全關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理(gunl)的特點：第58頁/共74頁第五十九頁，共74頁。60v 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫（OO_DBMS）管理v 如果應(yīng)用對象數(shù)據(jù)庫管理地理數(shù)據(jù)，則可以擴充對象數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)類型以支持空間數(shù)據(jù)，包括點、線、面等幾何體，并且允許定義對于這些幾何體的基本操作，包括計算距離、檢索空間關(guān)系，甚至稍微復(fù)雜的運算(yn sun)，如緩沖區(qū)計算、疊加操作等也可以由對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)“無縫”地支持。 第59頁/共74頁第六十頁，共74頁。61 通過對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，提供了對各種數(shù)據(jù)的一致的訪問(fngwn)接口以及部分空間模型服務(wù)，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，而且空間模型服務(wù)也可以共享，使地

29、理數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用軟件可以將重點放在數(shù)據(jù)表現(xiàn)和復(fù)雜的專業(yè)模型上。 但目前對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還未成熟，許多技術(shù)問題仍然需要進一步研究。例如，支持用戶自定義功能，可能會引發(fā)對系統(tǒng)的惡意入侵。查詢優(yōu)化也是對象數(shù)據(jù)庫面臨的一個難題，例如，要進行查詢所有有高速公路通過并且人均收入大于1萬元的縣。 第60頁/共74頁第六十一頁，共74頁。62空間(kngjin)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫訪問(fngwn)接口空間模型(mxng)服務(wù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)OO-DBMS的體系結(jié)構(gòu)專業(yè)空間模型服務(wù)應(yīng)用程序API應(yīng)用程序API應(yīng)用程序API第61頁/共74頁第六十二頁，共74頁。63二、通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

30、 通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成基本的數(shù)據(jù)庫管理功能。如關(guān)系數(shù)據(jù)庫 ORACLE8i、SQL Server、Infomix等大型商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)量小也可以選用小型桌面數(shù)據(jù)庫如Access等。三、空間數(shù)據(jù)庫擴展插件SDEC Spatial Database Extension Cartridg是在通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Oracle8.0之上，針對空間數(shù)據(jù)所做的一層擴展，使之能夠存儲(cn ch)和管理空間數(shù)據(jù)，并對空間數(shù)據(jù)的查詢和分析提供支持。其中主要包括空間數(shù)據(jù)庫定義、空間索引等部分。 第62頁/共74頁第六十三頁，共74頁。64 四、地理數(shù)據(jù)庫訪問對象GDAO 空間數(shù)據(jù)庫訪問對象（Geo-Dat

31、abase Access Objects）由一組能夠完成數(shù)據(jù)庫訪問功能的對象組成，它能完全封裝空間數(shù)據(jù)庫的訪問，將復(fù)雜、繁瑣的數(shù)據(jù)庫訪問方法隱藏在部件內(nèi)部，并向用戶提供簡單、明晰的訪問接口，同時保證訪問方式(fngsh)的靈活性。另外，通過該組對象提供的緩存機制，能夠保證數(shù)據(jù)訪問的高效性。 第63頁/共74頁第六十四頁，共74頁。65第64頁/共74頁第六十五頁，共74頁。66 當前的大部分地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它拋棄了一般的對數(shù)據(jù)庫的訪問方法，并且把不同的數(shù)據(jù)庫訪問機制(jzh)有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成了以DAO為主，ODBC為輔的訪問方式，在最底層抽象出對地

32、理信息進行操縱的類，在這個基礎(chǔ)上增加了一些地圖數(shù)據(jù)庫管理必須的基礎(chǔ)性功能。 第65頁/共74頁第六十六頁，共74頁。67地圖數(shù)據(jù)庫管理(gunl)基礎(chǔ)性功能基本功能調(diào)用應(yīng)用功能調(diào)用地理數(shù)據(jù)訪問接口ADODAOODBC地理數(shù)據(jù)庫外部數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)源第66頁/共74頁第六十七頁，共74頁。68主要以DAO為主，VC+為DAO數(shù)據(jù)封裝了功能全面的類，大大地加快(ji kui)了應(yīng)用程序的開發(fā)。ODBC雖然支持多數(shù)據(jù)源，但它訪問速度太慢，不適合于做底層的接口；另外，作為一個獨立的應(yīng)用系統(tǒng)沒有必要在最底層上支持多數(shù)據(jù)源，只是在數(shù)據(jù)交換和共享時有這種需要。 目前許多應(yīng)用系統(tǒng)前臺采用一種高效的數(shù)據(jù)庫，后臺采用

33、ODBC 連接多數(shù)據(jù)源。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)(shxin)的特點：第67頁/共74頁第六十八頁，共74頁。69DAO數(shù)據(jù)庫是 Microsoft 公司推出的基于Jet Engine的數(shù)據(jù)庫，主要適合于訪問由 Jet Engine創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(.mdb)，同時也支持其它的數(shù)據(jù)源。作為底層的數(shù)據(jù)庫來用，應(yīng)用系統(tǒng)必須可以獲得很高的，DAO對數(shù)據(jù)庫的控制權(quán)做得比較出色，可以控制從數(shù)據(jù)庫本身、到表、到字段、索引等任何一個級別(jbi)的對象的全面控制。而ODBC在這一方面還達不到要求。DAO的缺點是把數(shù)據(jù)庫的全部細節(jié)完全暴露給了用戶，也就從根本上喪失了數(shù)據(jù)庫的安全性。 DAO的特點(tdin)：第68頁/共74頁第六十九頁，