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第五章 GIS空间数据库 第一节 空间数据库概述 第二节 传统的数据模型 第三节 语义数据模型和面向对象数据模型 第四节 逻辑模型设计和物理设计 第五节 GIS空间时态数据库时态数据库 第五节 GIS空间时态数据库 空间时态数据库概述 空间时态数据的表达； 空间时态数据的更新； 空间时态数据的查询； 时空一体化数据模型 时间片快照模型； 底图叠加模型； 时空合成模型； 全信息对象模型。 第四节、空间数据库 一、 数据库 定义：数据库是为一定目的服务，以特定结构存储的相关联的数据的集合。 特点： 数据独立于应用程序而集中管理 数据之间建立联系，反映了现实世界信息的联系 数据模型 层次模型 网络模型 关系模型 二、空间数据库 定义：空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合 特点： 数据量特别大 属性数据和空间数据联合管理 数据应用范围广泛 三、空间数据库的数据特征 空间特征 非结构化特征 空间关系特征 分类编码特征 海量数据特征 四、传统数据库与空间数据库的比较 五、现行空间数据库管理方案 基于文件与关系式数据库的空间数据混合管理方案 基于关系式数据库的空间数据管理方案 基于对象—关系式数据库的空间数据管理方案。 文件 关系数据库混合管理方案 属性数据建立在RDBMS上，数据存储和检索比较可靠、有效； 几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多。 空间数据分开存储，数据的完整性有可能遭到破坏。 GIS软件：Arc/Info，MGE，GenMap等 全关系式数据库管理方案 属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理 空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快 属间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作 GIS软件：System9，Small World、Geovision等 对象关系数据库管理方案 对现有的关系数据库进行扩展，增加空间数据类型 解决了空间数据变长记录的存储问题，由数据库软件商开发，效率较高 用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义，因而不能将设计的拓扑结构进行存储 GIS软件：TIGER，Geo++、Geo Tropics等 六、GIS空间数据组织 七、空间数据索引 空间索引概念 根据空间对象位置和形状或空间对象的某种空间关系，按一定顺序排列的数据结构，包含空间对象的概要信息，以提高空间操作的效率 GIS中引入空间索引的必要性 工作区建立 查询、显示 数据提取 常见空间索引方法 对象范围索引 格网索引 四叉树索引 R树和R+树索引 空间索引：对象范围索引 空间索引：格网索引 * 第一节 空间数据库概述 空间数据库的概念 GIS存储空间和属性数据的数据库。 空间数据库的设计 设计过程； 数据模型设计； 原则、步骤和技术方法。 空间数据库的实现和维护 第二节 空间数据库概念模型设计:传统的数据模型 层次数据模型 网状数据模型 关系数据模型 基本概念： 关系； 关键字； 关系模式； 关系数据库； 关系完整性。 第三节 空间数据库概念模型设计: 语义模型与对象模型 语义数据模型 E-R模型。 面向对象的数据模型 面向对象的基本概念： 对象、类； 继承； 重载； 概括与聚集。 第四节 空间数据库逻辑模型设计和物理设计 逻辑设计 步骤和内容； E-R模型向关系数据模型转换。 物理设计 文字数字 空间图形 文字、数字 查询与操作 非结构化 不等长 结构化 等长 记录长度 多 复杂且不固定 少 简单固定 实体类型/空间关系 连续 较强空间相关性 不连续 相关性小 数据连续性/相关性 空间数据库 传统数据库 几 何 数 据 属 性 数 据 ID 数 据 文 件 数 据 库 早 期 图形用户界面 图形处理 DBMS 属性用户界面 图形 文件库 属性 数据库 GIS用户界面 图形处理 DBMS 图形 文件库 属性 数据库 高级语言 ODBC协议 GIS用户界面 图形处理 DBMS 图形 文件库 属性 数据库 高级语言 数据库开发语言 数据库开发 数据库开发 GIS界面 属性数据 （定长记录） 空间数据 （变长记录） DBMS 空间 数据库 关系表 二进制块 GIS界面 空间数据处理 DBMS 空间 数据库 扩充实体类型 （点、线、面、圆等） 研究区域 GIS工程 并发控制 空间索引 工作区1 工作区2 工作区n 工作层 地物类 逻辑层 Arc/Info MGE GeoStar 属性数据 Arc/Info MGE GeoStar … … … … … … … … … 3 … … … … 2 … … … … 1 Ymin Ymax Xmin Xmax ID 4 Ymax Ym