地理信息系统 第五章 空间数据组织与管理.ppt

西北大学城市与资源学系 第五章 空间数据组织与管理 学习目标： 掌握数据的层次单位 了解数据间的逻辑关系 了解常用的数据文件 了解数据库的基本概念 理解数据库模型 理解数据库管理系统、数据安全和数据更新 理解矢量数据和栅格数据的管理方式 重点：数据库模型的分类和特点 难点：面向对象的数据库模型 第一节 数据层次与文件组织 数据层次（数据项、记录、文件、数据库） 数据间的逻辑联系（一对一、一对多、多对多） 用数据文件（顺序、直接、索引、到排文件） 数据组织层次 数据库中的数据组织一般可以分为四级：数据项、记录、文件和数据库。 1 数据项：是可以定义数据的最小单位，也叫元素、基本项、字段等。 2 记录：由若干相关联的数据项组成。 3 文件：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体值的集合。 4 数据库：是比文件更大的数据组织。数据库是具有特定联系的数据的集合，也可以看成是具有特定联系的多种类型的记录的集合。数据库的内部构造是文件的集合，这些文件之间存在某种联系，不能孤立存在。 数据间的逻辑联系 数据间的逻辑联系主要是指记录与记录之间的联系。 1、一对一的联系(1：1) 2、一对多的联系(1：N) 3、多对多的联系(M：N) 数据模型 数据模型是数据库系统中实体与实体之间的联系方式，是衡量数据库能力强弱的主要形式之一。 每一种数据模型都以不同的数据抽象与表示能力来反映客观事物，有其不同的处理数据联系的方式。 数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型，面向对象模型。 层次数据库模型 它的特点是将数据组织成一对多关系的结构。 层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分。 层次数据库结构特别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。 层次数据库模型 优点： 存取方便且速度快 结构清晰，容易理解 数据修改和数据库扩展容易实现 检索关键属性十分方便 缺陷： 结构呆板，缺乏灵活性 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边） 不适合于拓扑空间数据的组织 网络数据模型 网络模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式 。 网络数据模型 关系数据库模型 关系数据模型 优点： 结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求 能有哪些信誉好的足球投注网站、组合和比较不同类型的数据 增加和删除数据非常方便 缺陷： 数据库大时，查找满足特定关系的数据费时 对空间关系无法满足 面向对象数据库系统 面向对象（object-oriented，oo）的概念起源于程序设计语言——面向对象的编程语言(简称OOPL)，强调对象概念的统—，引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语，采用动态联编和单继承性机制。它以OOPL为核心，集各种软件开发工具为一体，建立OO计算环境，配有很强的图形功能和多窗口用户界面。 基本出发点就是以对象作为最基本的元素，尽可能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题。 基本概念 对象：是对客观世界实体的抽象描述，由信息（数据）和对数据的操作组合而成。 类：是对多个相似对象共同特性的描述。 消息：是对象之间通信的手段，用来指示对象的操作。分公有消息和私有消息。 方法：是对象接收到消息后应采取的动作序列的描述。 实例：是由一特定类描述的具体对象。 元类：是相似的类的共同属性的抽象，元类的实例是类，类的实例是对象。 对象具有封装性和继承性，涉及到分类（classification）、概括（generalization）、聚集（aggregation）、联合（association） 、继承（inheritance）和传播（propagation）等概念。 基本概念 协议：是一个对象对外服务的说明。 封装：是将某件实物包围起来，使外界不必知道其实际内容。 继承：从某类对象得到另一类对象的特征和能力。如饭店子类从建筑物类继承地址、建筑日期等属性。引入类的继承，就出现了类的层次结构，也就有了超类（基类）、子类（派生类）的概念。 基本概念 概括：是把一组具有相同特征和操作的对象归纳在一个更一般的超类中。 联合：是相似对象的抽象组合，可看作是更高层次的集合对象。如西安市是新城区、雁塔区、碑林区等区的联合。又联合关系的对象叫成员。 聚集：是类似于联合的抽象化概念，不强调整个对象的具体细节，例如建筑物是墙、窗、门、房顶和楼板几部分的聚集。 传播：作为联合和聚集的一种工具，通过一种强制性的手段将子对象的属性信息传递给复杂对象。例如西安市大学生数量可以由各个大学的学生数求和派生得到。 面向对象的属性数据模型 GIS中的地物可根据国家分类标准或实际情况划分类型。如一个大学GIS的对象可分为建筑物、道路、绿化、管线等几大类，