[理学]地理信息系统第四章.ppt

地理信息系统概论 授课教师：贺晓慧 联系方式： hxh0325@126.com 主讲内容 第四章 地理信息系统空间数据库 空间数据库概述 空间数据库概念模型设计 空间数据库逻辑模型设计 空间数据库的物理设计 空间元数据 空间数据库索引 空间数据库引擎 GIS空间时态数据库 第四章 地理信息系统空间数据库 数据库是一个信息系统的基本且重要的组成部分，空间数据库作为空间数据的存储场所在GIS中发挥着核心作用。 用户通过访问空间数据库获取空间数据，进行空间分析、管理和决策，再将结果存储到空间数据库中。 因此，空间数据库的布局和存取能力对GIS功能的实现和工作的效率影像极大。 数据库系统的产生和发展 E-R图描述现实世界的概念模型 实体： 属性： 联系： 一对一联系 一对多联系 多对多联系 E—R图绘制 E-R模型的特点 优点：接近人的思想；易于理解；与计算机具体的实现无关 缺点：没有一个数据库管理系统直接支持E-R模型的实现； E-R模型只说明了实体间的语义上的联系，没有进一步的详细阐明实体的数据结构，不能在数据库中直接实现。 一般用E-R模型设计数据库的概念模型，然后在逻辑设计阶段，把E-R转换成计算机可识别的数据模型（关系数据模型）。 E—R图向关系数据模型的转换转换过程示意图 转换举例一 转换举例二 数据的主要误差来源 1.如果采用了适当的方式，获得了所需要的数据，则要考虑其精度是否满足要求； 2.如果现有数据精度不够，则需要考虑是否可以利用其它数据来改善所需要的数据精度，否则需要采集新数据； 3.如果数据满足了所需要的精度，则只需要制定数据是否具有所需要的数据格式，若不符合所需要的数据格式，则要进行格式转换。 数据的审查过程 统一的地理基础 统一的分类编码原则 数据交换格式标准 标准的数据采集技术规程 数据标准化所面临的问题 数据的规范化和标准化 面向对象的数据模型 消息：是对象之间相互请求或相互协作的唯一途径，一个对象必须通过向其他对象发送消息的形式使得其他对象提供各自所能实现的功能。 在面向对象的数据模型中，消息是对象之间唯一的通信形式，也就是外界能够引用对象操作及获取对象状态的唯一方式。 这个特性保证了对象的实现只能依赖于它本身的状态和所能够接受的消息，而不依赖于其他对象的内部状态。 消息分为公有和私有两类。 属于同一个对象的消息，其中有些是可由其他对象向它发送的，叫公有消息；另外一些则是由它自己向自身发送的，叫私有消息。 面向对象的数据模型 类：是对一组对象的抽象描述，它将该组对象所具有的共同特征集中起来，以说明该组对象的能力和性质 实例是某类的一个具体对象，类是多个实例的抽象综合。可见类和实例之间是抽象和具体的关系。 类的确定方法是归纳，这就要求在观察问题时，要注意提炼所遇到的对象的共同特征，以确定其类的表达。 面向对象的数据模型 继承：是现实世界中对象之间的一种独特关系，它使得某类对象可以自然地拥有另外一类对象的某些特征和功能。继承性可以极大地简化数据模型的设计，因为继承性使许多对象的特性和功能可以相互依赖，所以对象之间某些相同或相似的特征和功能就不需要重复地实现，只要通过继承就可以相互借用和共享。 继承性具有双重作用，一是减少代码的冗余，二是通过协调性简化对象类相互之间的接口。 继承的分类从对象类的数量上看可分为单继承和多继承两种。例如：直线段对象类继承了曲线对象类的特性和功能，可以直接从曲线对象类中派生出来，则这种继承就是单继承类型。而多边形对象类既可以继承曲面对象类的特性，其边界又具有曲线对象类的特性，所以可以从上述两个对象类中共同继承而来，这就是多继承类型。 面向对象的数据模型 类的层次结构是引入类的继承关系而产生的。 被继承的类称为超类或基类，继承其他类的类称为子类或派生类。 超类和子类的概念是相对的。类的层次结构是用于描述和组织事物的一种简单、有效的工具。 面向对象的数据模型 面向对象系统中消息传递的实现是以重载和多态为支撑概念的。 重载：实际上意味着实现特定功能的方法不仅以名称来区分，而且用它所带的参数来区别。例如，在GIS的图形显示子系统中需要显示一个多边形的区域，系统可能会提供两个不同的对象绘图方法，其一是从一个数据库系统中提取多边形数据来绘图，另一个是从一个图形文件中提起多边形数据来绘图。 多态：是指同一个消息可以根据发送消息对象的不同采用多种不同的行为方式。面向对象的系统在绘制某一区域的所有空间对象的图形时，就可以对所有的图形对象发送同一种对象绘图消息，而不同的对象以各自特定的方式响应同一种绘图消息。 面向对象的数据模型 聚集：聚集反映了嵌套对象的概念，嵌套对象