53GIS數據庫設計學習教案

1、會計學153GIS數據庫設計數據庫設計第一頁，編輯于星期五：十六點 一分。第1節(jié) GIS數據庫設計概述數據庫設計概念 數據的定義是GIS的“血液”。數據的存儲模式、管理方式直接影響GIS系統(tǒng)執(zhí)行效率和系統(tǒng)安全等方面。GIS的空間數據庫設計是GIS軟件設計的核心內容。 數據庫設計是把現實世界中一定范圍內存在的應用處理和數據抽象成一個數據庫的具體結構的過程。第1頁/共61頁第二頁，編輯于星期五：十六點 一分。第1節(jié) GIS數據庫設計概述數據庫設計目標主要目標設計具有安全性、可靠性、正確性、完整性、獨立性、共享性、低冗余度、可擴展的空間數據庫，實現空間數據高效存儲管理，支撐GIS軟件的設計與應用。滿

2、足用戶要求良好的數據庫性能對現實世界模擬的精確程度能被某個數據庫管理系統(tǒng)接受主要任務確定空間數據庫的數據模型以及數據結構。提出空間數據庫相關功能的實現方案。將設計的空間數據庫系統(tǒng)的結構體系進行編碼實現。將收集來的空間數據入庫，建立空間數據庫管理信息系統(tǒng)。第2頁/共61頁第三頁，編輯于星期五：十六點 一分。第1節(jié) GIS數據庫設計概述數據庫設計原則GIS數據庫設計是系統(tǒng)設計的核心，是GIS系統(tǒng)實現的前提，也是衡量GIS系統(tǒng)品質的一個重要因素。設計數據庫時應遵循以下原則：組織有序、層次分明最小冗余度原則具有足夠的數據吞吐量數據獨立性原則標準化、規(guī)范化原則可擴展原則系統(tǒng)可靠性、安全性與完整性原則系統(tǒng)

3、可靠性、安全性與完整性原則第3頁/共61頁第四頁，編輯于星期五：十六點 一分。第1節(jié) GIS數據庫設計概述數據庫設計過程以用戶的需求為先，兼顧數據的特點，才會設計出成功的數據庫。設計過程需求分析概念設計邏輯設計物理設計數據庫實施第4頁/共61頁第五頁，編輯于星期五：十六點 一分。第1節(jié) GIS數據庫設計概述空間數據庫需求分析包括三個步驟：用戶需求調查分析空間數據現狀系統(tǒng)分析第5頁/共61頁第六頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計概念模型設計邏輯模型設計物理模型設計第6頁/共61頁第七頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計數據庫概念化設計|

4、概念模型設計數據庫概念化設計是從抽象的角度來設計數據庫，這種信息結構設計是從用戶的角度對現實世界的一種信息描述，它獨立于任何DBMS軟件和硬件。概念設計的結果是對現實世界或地理實體的信息化概念模型，它由構造實體的基本元素以及反映這些基本元素之間聯系的信息所組成。數據庫概念化設計主要任務概念數據庫模式設計和事務設計。模式設計以需求分析階段所提出的數據要求為基礎，對用戶需求描述的現實世界通過對其中信息的分類、聚集和概括，建立抽象的高級數據模型(如E-R模型)，形成概念數據庫模式。事務設計考察需求分析階段提出的數據庫操作任務，形成數據庫事務的高級說明。第7頁/共61頁第八頁，編輯于星期五：十六點 一

5、分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計方法和步驟|設計概念結構的方法：自頂向下自底向上逐步擴張混合策略其中最常采用的策略是自底向上方法。即自底向上地進行需求分析，然后再自底向上地設計概念結構。但無論采用哪種設計方法，一般都以E-R模型為工具來描述概念結構。自底向上設計概念結構步驟：抽象數據并設計局部視圖集成局部視圖第8頁/共61頁第九頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計方法和步驟|第9頁/共61頁第十頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|E-R模型設計定義：構建信息系統(tǒng)或數據庫概念模型的一種有效工

6、具或有效方法（也稱為E-R方法）。由Peter Chen于1976年提出，強調實體間的關系，而非實體的屬性。該方法用實體、屬性、關系/聯系來描述現實世界，并在此基礎之上轉換為數據模型。 E-R模型組成實體、關系和屬性。 E-R模型設計目的試圖建立統(tǒng)一的數據模型，以概括層次、網狀和關系三個傳統(tǒng)數據模型。作為三種傳統(tǒng)數據模型相互轉換的中間數據模型。以比較自然的方式描述現實世界。第10頁/共61頁第十一頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|實體（Entity）客觀事物的抽象，可以被唯一地標識。這些客觀事物可以是任何一類的人、物或概念，是信息系統(tǒng)管理

7、、操作的對象。屬性（Attributes）實體的特征。一個實體總是通過其屬性來描述的，對實體的管理和分析的操作是通過對屬性的操作來實現的。識別實體與屬性的原則：如果數據類相對獨立，并可唯一標識，且具有自己的屬性，則該數據類可能是一類實體。如果它僅是某類實體的特征，則它是一類屬性。如果數據類與已識別的實體間存在關系/聯系，則該數據類（已是一類實體的屬性除外）可能是一類實體。第11頁/共61頁第十二頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|關系/聯系（Relationship）實體之間的聯結稱之為關系或聯系。實體和屬性是數據庫的存儲對象。關系是數據庫

8、所要進行的查詢操作。因為現實世界中的客體是彼此聯系的，因此信息世界中的實體間也是有聯系的。例如，職工和單位之間是存在聯系的，職工在單位中工作，屬于該單位，而單位又必須有職工。關系的種類擁有/屬于關系、集/子集關系、父/子關系、實體的組成關系。一對一、一對多、多對一、多對多等關系類型。第12頁/共61頁第十三頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|基于空間E-R模型設計空間數據庫步驟確定一般實體和地理實體通過用戶需求調查與分析，提取和抽象出空間數據庫中所有的實體，包括一般實體和空間實體。確定實體屬性對提取和抽象出來的實體通過定制其屬性來進行界定，

9、即確定各個實體的屬性。要求盡可能減少數據冗余，方便數據存取和操作，并能實現正確無歧義地表達實體。確定實體間所有聯系根據系統(tǒng)數據流圖及實體的特征正確定義實體間的關系，這一步驟是保證空間數據正確處理和操作的關鍵，因此，在定義過程中要仔細求證，確保無誤。第13頁/共61頁第十四頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|繪制空間E-R圖根據提取、抽象和概括出的系統(tǒng)實體、實體屬性及實體關系繪制空間E-R圖。空間E-R圖優(yōu)化因為空間E-R圖涉及的實體、屬性及關系復雜，在實際應用中，往往需要根據數據的關聯程度將它們劃分成許多小的單元，分別繪制E-R圖。因此，最

10、后需要根據劃分的標準和原則對這些單元的E-R圖進行綜合，并對其進行調整和優(yōu)化，使其能夠無縫地形成為一個整體。E-R模型轉換為具體數據模型將空間E-R圖轉化為適合GIS軟件和數據庫管理信息系統(tǒng)的數據模型，如關系模型、網絡模型、層次模型或特殊的空間數據模型等。第14頁/共61頁第十五頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|利用E-R方法建立GIS空間數據庫概念模型步驟確定系統(tǒng)所有的一般實確定系統(tǒng)所有的一般實體和地理實體體和地理實體確定各個實確定各個實體的屬性體的屬性確定實體間的確定實體間的所有聯系所有聯系繪制表示一個單元繪制表示一個單元的空間的空間

11、E-R圖圖將空間將空間E-R圖轉化為圖轉化為GIS軟件和軟件和RDBMS可接受的數據模型可接受的數據模型將各個單元的空間將各個單元的空間E-R圖組合起來，并優(yōu)化圖組合起來，并優(yōu)化第15頁/共61頁第十六頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|1.概念模型設計E-R模型設計|E-R圖：實體用矩形表示，屬性用橢圓表示，聯系用菱形表示第16頁/共61頁第十七頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計目的和任務|邏輯模型設計數據庫邏輯設計的目的根據E-R模型以及所選擇的DBMS和GIS軟件系統(tǒng)的特點，設計整個數據庫的邏輯結構。數據庫邏輯設計的任務把數據

12、庫概念設計階段產生的概念數據庫模式變換成為邏輯數據庫模式，即適應于某種特定數據庫管理系統(tǒng)所支持的邏輯模型。數據庫邏輯設計依賴于邏輯數據模型和數據庫管理系統(tǒng)，依賴于軟件、獨立于硬依賴于軟件、獨立于硬件。件。第17頁/共61頁第十八頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計關系模型|關系模型將數據的邏輯結構歸結為滿足一定條件的二維表，亦稱為關系，一個實體由若干關系組成，而關系表的集合就構成了關系模型。關系表示例 用地項目信息表和地塊信息表用地項目編號用地項目編號 用地單位用地單位 地塊編號地塊編號 1地塊1 2地塊2 地塊編號地塊編號 面積面積 用地類型用地類型 地

13、塊1 地塊2 第18頁/共61頁第十九頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計關系表范式化|關系表的范式化為了保證數據協調和程序處理避免矛盾和錯誤，同時使表數據符合關系代數運算要求，關系表應規(guī)范，這一過程稱為范式化。范式化的三種類型第一范式：不能表中套表，即不能有次級字段，若存在該情形，則需要進行字段分解。字段字段1字段字段2字段字段3字段3.1字段3.2第19頁/共61頁第二十頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計關系表范式化|第二范式：所有字段僅與主字段相關。假定選課關系表為選課(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績

14、, 學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱)，存在如下決定關系：(學號, 課程名稱) (姓名, 年齡, 成績, 學分)這個數據庫表不滿足第二范式，因為存在如下決定關系：（課程名稱) (學分)(學號) (姓名, 年齡)p即存在組合關鍵字中的字段決定非關鍵字的情況。 把選課關系表選課改為如下三個表：學生：(學號, 姓名, 年齡)課程：(課程名稱, 學分) 選課：(學號, 課程名稱, 成績)第20頁/共61頁第二十一頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計關系表范式化|第三范式：不能有傳遞相關性假定學生關系表為Student(學號, 姓名, 年齡, 所在學院,

15、 學院地點, 學院電話)，關鍵字為單一關鍵字學號，因為存在如下決定關系： (學號) (姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話) 這個數據庫是符合第二范式的，但是不符合第三范式，因為存在如 下決定關系： (學號) (所在學院) (學院地點, 學院電話)p即存在非關鍵字段學院地點、學院電話對關鍵字段學號的傳遞函數依賴。 把學生關系表分為如下兩個表： 學生：(學號, 姓名, 年齡, 所在學院) 學院：(學院, 地點, 電話)第21頁/共61頁第二十二頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計表分割與關聯|范式化后，按照字段記錄特性，可進行字段調整，把一個表分

16、割成多個表，列出各表應具有的字段，確定表體系結構，使數據表達得以協調。地塊編地塊編碼碼空間參空間參數數戶主戶主地址地址電話電話購買日購買日期期價格價格土地利土地利用類型用類型權屬權屬面積面積地塊編地塊編碼碼空間參空間參數數地塊編地塊編碼碼戶主戶主地址地址電話電話地塊編地塊編碼碼購買日購買日期期價格價格土地利土地利用類型用類型權屬權屬面積面積空間表地塊表戶主表土地狀況主表第22頁/共61頁第二十三頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計E-R模型向關系模型轉換| E-R模型轉化為邏輯模型的過程E-R模型可以按規(guī)則轉換為多種類型的邏輯數據模型。關系模型是當前使用最

17、為廣泛的邏輯模型，大多的商業(yè)數據庫系統(tǒng)都是關系型的。在基于關系數據庫系統(tǒng)的數據庫設計過程中需要將需求分析產生的E-R模型按照關系模型的要求進行規(guī)范化和標準化設計，包括實體、實體關系以及關鍵字的設計等。關系模型的邏輯結構是一組關系模式的集合，而E-R圖則是由實體、實體屬性和實體之間的聯系三個要素組成的，所以將E-R圖轉換為關系模型實際上就是要將實體、實體屬性和實體之間的聯系轉化為關系模式。第23頁/共61頁第二十四頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計E-R模型向關系模型轉換|E-R模型到關系模型的映射步驟：將每類實體映射成一個單獨的關系。實體屬性映射成關系的

18、屬性。對于基數為1 : 1的聯系，將任一實體碼屬性作為其他關系的主碼。聯系的基數是M : 1，把“1”側關系主碼作為“M”側關系的外碼?；鶖禐镸 : N的聯系，每個M : N聯系被映射成一個新的關系。關系的名稱就是聯系的名稱，而關系的主碼由參與實體的主碼對組成。如果聯系有屬性的話，則成為新關系的屬性。對于多值屬性，創(chuàng)建一個具有兩個列的新的關系，一列對應多值屬性，另一列對應擁有多值屬性的實體的碼。第24頁/共61頁第二十五頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計E-R模型向關系模型轉換|示例轉行過程：當用戶和用戶詳情之間是1對1的關系在建立用戶關系表和用戶詳情關

19、系表時，分別將詳情編號和用戶編號作為它們的一個外鍵。當用戶和申請用地項目流轉之間是1對M的關系將關系中“1”側關系表“用戶”的主鍵“用戶編號”作為“M”側“申請用地項目流轉” 關系表的外鍵。當用戶和角色之間是多對多的關系需建立一個獨立的關系表。關系表名稱就是聯系的名稱“用戶-角色”，關系表中包括了“用戶”關系表的主鍵“用戶編號”和“角色”關系表的主鍵“角色編號”兩個屬性。第25頁/共61頁第二十六頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|2.邏輯模型設計E-R模型向關系模型轉換|第26頁/共61頁第二十七頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計物理模型設計 數據

20、庫物理模型：使用計算機軟件和硬件，以有效的和容錯的方式，完成邏輯數據庫模型概念。 數據庫物理模型設計的一般任務使數據庫的邏輯結構能在實際的物理存儲設備上得以實現，建立一個具有較好性能的物理數據庫。 設計人員進行設計時需要考慮：如何分配存儲空間決定數據物理表示設計存取路徑確定存放位置選擇存儲結構解決系統(tǒng)的配置第27頁/共61頁第二十八頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|3.物理模型設計矢量柵格屬性關系數據文件|GISGIS空間數據庫空間數據庫涉及圖形數據和屬性數據兩種數據存儲，一般來講：屬性數據有RDBMS來存儲、管理、操作和查詢；圖形數據以表達矢量、柵格結構的特殊格式的數

21、據文件表示和存儲；由GIS軟件直接管理、查詢和讀??；圖形-屬性的聯系由GIS軟件建立和維護；第28頁/共61頁第二十九頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|3.物理模型設計矢量柵格屬性關系數據文件|矢量數據文件（非結構化數據）在正常情況下，不同的線裝實體和面狀實體由不同數量的點組成，它們具有不同長度的坐標序列。柵格數據文件對于一個簡單的柵格GIS，每個圖層由一個網格矩陣構成，每個網格值為位于該網格內的地理實體的屬性值。在一個柵格關系數據庫中，組成一個圖層的網格值通常為地理實體的標識碼，這些網格值以游程編碼或四叉樹結構存儲為一個數據文件。由于柵格數據需占用大量的存儲空間，為減

22、少冗余，采用一種無誤差壓縮編碼游程長度編碼來記錄特征游碼和游碼長度。屬性關系數據庫文件定長數據，即可直接涉及關系表第29頁/共61頁第三十頁，編輯于星期五：十六點 一分。第2節(jié) GIS數據庫設計|3.物理模型設計矢量柵格屬性關系數據文件|矢量數據的幾何信息矢量數據的屬性信息第30頁/共61頁第三十一頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理空間數據組織空間數據管理第31頁/共61頁第三十二頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理空間數據組織邏輯設計的主要任務是對空間數據分析階段所得到的地理數據重新進行分類、組織。邏輯設計過程：圖塊結構的設計，即按數據的空間分布

23、將數據劃分為規(guī)則的或不規(guī)則的塊。圖層信息的組織，即按照數據的性質分類，將性質相同或相近的歸為一類，形成不同的圖層。第32頁/共61頁第三十三頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理第33頁/共61頁第三十四頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據組織縱向分層組織|分層的定義分層是在分幅的基礎之上進行的，它按地圖內容進行劃分，不同的內容屬于不同的層。 分層的目的更有效地組織和管理空間數據 。通過圖層管理地理數據的好處相同數據層中的地理對象，都是從無窮地理事物之中抽象出來的同一類別。同一空間定位基礎、一致數據精度標準、相同地域范圍中的各數據層在GIS中

24、是可以任意疊合的。多層地理數據的疊合分析，是GIS重要的空間分析方法之一。通過不同的數據層疊加顯示，是計算機地理制圖的常用方法。第34頁/共61頁第三十五頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據組織縱向分層組織|分層需要注意的問題按要素類型分層，性質相同或相近的要素放在同一層。數據與數據之間的關系。如數據的公共邊之間的隸屬關系等?；A信息數據的分層較細，各種專題信息數據一般放在單獨的一層或較少的幾層中。考慮用戶視圖的多樣性。分層時應考慮數據與功能的關系，如數據使用頻率，起主導作用的功能等。分層時應考慮更新的問題，應考慮將變更頻繁的數據分離出來。第35頁/共61頁第三

25、十六頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據組織縱向分層組織|江蘇省土地利用規(guī)劃管理系統(tǒng)空間數據分層方式（部分）序號序號層名層名層要素層要素幾何特征幾何特征屬性表名屬性表名約束條件約束條件1水系水系（面狀）PolygonMZSXO水系（線狀）LineXZSXO水系注記AnnotationSXZJO2居民地居民地（點狀）PointJMDDZO居民地（面狀）PolygonJMDMZO居民地注記AnnotationJMDZJO3交通公路LineGOLUO鐵路LineTILUO交通注記AnnotationJTZJO4境界與政區(qū)行政區(qū)PolygonXZQM行政界線LineXZ

26、JXM行政注記AnnotationXZZJM5地貌等高線LineDGXO等高線注記AnnotationDGXZJO高程注記點PointGCZJDO第36頁/共61頁第三十七頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據組織橫向分塊組織| 分塊的定義即按數據的空間分布將數據劃分為規(guī)則的或不規(guī)則的塊。分塊的目的對大容量的空間數據進行有效的組織。圖塊劃分的原則按存取頻率較高的空間分布單元劃分圖塊，以提高數據庫的存取效率。圖塊的劃分應使基本存儲單元具有較為合理的數據量。在定義圖塊分區(qū)時，應充分考慮未來地圖數據更新的圖形屬性信息源及空間分布，以利于更新和維護。第37頁/共61頁第三

27、十八頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據組織分層分塊索引|地圖3圖層3地圖地圖1地圖2圖層1圖層2基本要素基本要素分層分塊索引圖中地圖表示一個完整的地理數據庫，地圖中的地物要保持存儲、表達的完整性和一致性。 根據圖塊的劃分原則，將空間數據分為若干個圖幅，即圖中的地圖1，地圖2. 為了在地圖中有效地組織和表達空間地理實體，按照地物的大小對其分級抽取，對不同大小的地理幾何對象表示進行整理分層，即圖中的圖層1，圖層2.第38頁/共61頁第三十九頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理空間數據管理空間數據管理方式與數據庫發(fā)展是密不可分的，按照發(fā)展的過程

28、，對矢量數據的管理分為四種管理方式：文件與關系數據庫混合管理全關系型空間數據庫管理對象關系數據庫管理對于矢量數據，其位置數據和屬性數據通常是分開組織的。這一特點使得在管理時需要同時顧及空間位置數據和屬性數據，其中屬性數據很適合用關系數據庫來管理，空間位置數據則不太適合用關系數據庫管理。第39頁/共61頁第四十頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據管理文件與關系數據庫混合管理|文件與關系數據庫混合管理由于空間數據的非結構化持征，早期關系型數據庫難以滿足空間數據管理的要求。因此，傳統(tǒng)GIS軟件采用文件與關系數據庫混合方式管理空間數據，比較典型的是ArcInfo，有的系

29、統(tǒng)也采用純文件方式管理空間數據，如MapInfo；即用文件系統(tǒng)管理幾何圖形數據，用商用關系型數據庫管理屬性數據，兩者之間通過目標標識或內部連接碼進行連接。文件關系型數據連接目標ID或內部連接碼圖形數據屬性數據第40頁/共61頁第四十一頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據管理文件與關系數據庫混合管理|這種管理方式的不足之處在于：屬性數據和圖形數據通過ID聯系起來，使查詢運算，模型操作運算速度慢。數據分布和共享困難。屬性數據和圖形數據分開存儲，數據的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制以及數據損壞后的恢復方面缺少基本的功能。缺乏表示空間對象及其關系的能力。因此，目前空間

30、數據管理正在逐步走出文件管理模式。第41頁/共61頁第四十二頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據管理關系型空間數據庫管理|全關系型空間數據庫管理這種管理方式下，圖形數據與屬性數據都采用現有的關系型數據庫存儲，使用關系數據庫標準連接機制來進行空間數據與屬性數據的連接。全關系管理空間數據屬性數據GIS界面空間數據關系表二進制DBMS空間數據庫第42頁/共61頁第四十三頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據管理關系型空間數據庫管理|一個關系表示一個圖層，關系中的每一行表示一個地理實體，每一列表示地理實體的一個屬性，其中一列為幾何形狀列，通

31、常稱為形狀。用全關系型數據庫管理系統(tǒng)管理圖形數據有常規(guī)表方式和 大對象方式兩種模式。用常規(guī)表方式進行組織，要涉及多個關系表，做多次連接投影運算。用大對象方式進行組織，采用數據庫提供的二進制大對象變長字段存儲空間數據，將圖形數據的變長部分處理成二進制塊字段。第43頁/共61頁第四十四頁，編輯于星期五：十六點 一分。第3節(jié) 空間數據組織和管理|空間數據管理對象關系數據庫管理|對象關系數據庫管理由于直接采用通用的關系數據庫管理系統(tǒng)的效率不高，而非結構化的空間數據又十分重要，所以許多數據庫管理系統(tǒng)的軟件商在關系數據庫管理系統(tǒng)中進行擴展，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。對象關系管理空間數據GIS

32、應用空間數據管理專用模塊空間和屬性數據庫第44頁/共61頁第四十五頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格數據存儲和管理管理方案組織形式存儲結構第45頁/共61頁第四十六頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格數據存儲和管理管理方案柵格、影像數據庫采用金字塔結構存放多種空間分辨率的柵格數據，同一分辨率的柵格數據被組織在一個層面內（Layer），而不同分辨率的柵格數據具有上下的垂直組織關系：越靠近頂層，數據的分辨率越小，數據量也越小，只能反映原始數據的概貌；越靠近底層，數據的分辨率越大，數據量也越大，更能反映原始詳情。第46頁/共61頁第四十七頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格

33、數據存儲和管理組織形式柵格目錄用于管理有相同空間參照系的多幅柵格數據。其目錄項既可以是單幅柵格數據，也可以是數據庫中已存在的柵格數據集，具有數據組織靈活，層次清晰，易于更新等特點。柵格數據集用于管理具有相同空間參考的一幅或多幅鑲嵌而成（物理上真正實現數據的無縫存儲）的柵格影像數據，如DEM數據等。由于物理上的無縫拼接，以柵格數據集為基礎的各種柵格數據空間分析具有速度快、精度高的特點。第47頁/共61頁第四十八頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格數據存儲和管理柵格目錄與柵格數據集的異同點第48頁/共61頁第四十九頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格數據存儲和管理存儲結構在柵格數據

34、庫中，可同時包含多個柵格數據集和柵格目錄，而柵格數據集既可由柵格數據庫直接管理，也可由柵格目錄組織管理，可根據用戶需求靈活定制。柵格數據庫邏輯組織圖示柵格數據庫金字塔層1柵格目錄1柵格目錄K柵格目錄2柵格數據集1柵格數據集N金字塔層M第49頁/共61頁第五十頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格數據存儲和管理柵格數據集的物理存儲：金字塔層-波段-數據分塊的多級索引機制進行組織，基于這種多級索引結構，在使用柵格數據進行分析時可快速定位到數據分塊級，有效地提高柵格數據存取速度。金字塔層-波段索引表現為柵格數據在垂直方向上多尺度、多波段的組織形式。金字塔層-數據分塊索引表現為柵格數據在水平方向

35、上多分辨率、分塊存儲的組織形式。金字塔層管理具有相同空間分辨率的一層柵格數據。波段管理相同金字塔層內不同波段的相關統(tǒng)計和注釋信息。數據分塊對相同金字塔層、相同波段內的數據按照一定分塊大小進行分塊存儲，可減少數據的讀盤時間。第50頁/共61頁第五十一頁，編輯于星期五：十六點 一分。第4節(jié) 柵格數據存儲和管理第51頁/共61頁第五十二頁，編輯于星期五：十六點 一分。第5節(jié) MapGIS 7.0 地理數據庫設計面向實體空間數據模型空間關系定義有效性規(guī)則空間數據組織空間數據存儲策略第52頁/共61頁第五十三頁，編輯于星期五：十六點 一分。第5節(jié) MapGIS 7.0 地理數據庫設計面向實體空間數據模型

36、面向地理實體的空間數據模型的概念劃分層次：地理數據庫數據集類要素該空間數據模型將非空間實體抽象為對象，將空間實體抽象為要素；相同類型的要素構成要素類；相同類型的對象構成對象類；若干對象類或要素類組成要素集；若干要素集構成地理數據庫。要素數據集中可容納的類型：對象是現實世界中實體的表示，對象有屬性、行為和一定得規(guī)則。對象類型，指沒有空間特征的同類對象集。第53頁/共61頁第五十四頁，編輯于星期五：十六點 一分。第5節(jié) MapGIS 7.0 地理數據庫設計要素類，是具有幾何特征的對象，包括屬性、幾何元素和圖示化信息。關系類，分為空間關系和非空間關系。注記類，是一種標識要素的描述性文本，分為靜態(tài)注記

37、、屬性注記和維注記。修飾類，用于存儲修飾地圖或者輔助制圖的要素，包括幾何圖形、接圖表、圖例、指北針、圖框、比例尺、貼片和塊。動態(tài)類，一種特殊的對象類，是空間位置隨時間變化的動態(tài)對象的集合。幾何網絡，是邊要素和點要素組成的集合。第54頁/共61頁第五十五頁，編輯于星期五：十六點 一分。第5節(jié) MapGIS 7.0 地理數據庫設計空間關系定義空間關系距離關系，最常見的空關系之一，一般采用歐氏距離。拓撲關系，不隨距離、角度的變化而變化。MapGIS 7.0 按照9種模型定義拓撲關系，其中有現實意義的拓撲關系包括相交、相接、相等、分離、包含、包含于、覆蓋、被覆蓋、交疊等。非空間關系（對象屬性之間存在的關系）關聯關系，關系兩端的對象相互獨立，不存在依賴。繼承關系，包括完全繼承和部分繼承，完全繼承指子類繼承父類的所有屬性。組合關系，是部分與整體的關系，分為聚集和組成，聚集是指組合體與各部分具有不同的生命期，組成指組合體與各部分具有相同的生命期。依賴關系，由對象語義引起，如某行政邊界