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第五章 空间数据管理 主要内容 §5.1 概述 一、数据与数据文件 §5.1 概述 二、数据间的逻辑联系 数据间的逻辑联系主要指记录之间的联系。 一对一的联系（1:1） 一对多的联系(1：N) 多对多的联系(M：N) §5.1 概述 三、常用数据文件 顺序文件：对记录按主关键字的顺序进行组织。 索引文件：除了存储记录本身（主文件）以外，还建立若干索引表。 直接文件：也称随机文件，根据记录关键字的值，通过某种转换方法得到一个物理存储位置，然后把记录存储在该位置上。 倒排文件：带有辅索引的文件。 §5.2 DB与DBMS 一、数据库（Data Base，DB） 概念：是为一定目的服务，以特定的结构存储的相关的数据集合。 特点：数据集中控制、冗余度小、数据独立、复杂的数据模型、数据保护。 §5.2 DB与DBMS 二、数据库的系统结构 §5.2 DB与DBMS 三、数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS） DBMS：是处理数据库存取和各种管理控制的软件；是DB的中心枢纽，与各部分有密切联系。 DBMS的功能：数据库定义、管理、维护、通讯 DBMS的组成：语言处理程序、系统运行控制程序、建立和维护程序 DBA：掌握数据库全面情况并作为数据库设计和管理骨干的人；主要功能是建立和维护数据 §5.3 数据库模型 数据模型： 描述数据内容和数据之间联系的工具，是衡量数据库能力强弱的主要标志之一。 传统数据模型： 层次模型、网络模型、关系模型 面向对象模型： §5.3 数据库模型 一、传统数据模型 （1）层次模型： 是一种树结构模型，把数据按自然的层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系。 优点：简单、直观，易于理解，并在一定程度上支持数据重构。 §5.3 数据库模型 （2）网络模型： 将数据组织成有向图结构，结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间的关系。 优点：在一定程度上支持数据重构，具有一定的数据独立和数据共享特性，且运行效率较高。 §5.3 数据库模型 （3）关系模型 将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表，亦称关系。 表的行叫元组，相当于一个记录，表的列叫属性。 所有的元组都是同质的，即有相同的属性项。 优点：方式简单、灵活，支持数据重构；具有严格的数学基础，具有一定的演绎功能；关系操作和演算具有非过程式特点。 §5.3 数据库模型 传统数据模型存在的主要问题 §5.3 数据库模型 二、面向对象模型 （1）基本概念 对象： 含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。（如一个城市、一棵树均可作为地理对象。） 具有一个唯一的标识，以表明其存在的独立性； 具有一组描述特征的属性，以表明其在某一时刻的状态； 具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状态。 §5.3 数据库模型 类： 共享同一属性和方法集的所有对象的集合。（如河流均具有共性，如名称、长度、流域面积等，以及相同的操作方法，如查询、计算长度、求流域面积等，因而可抽象为河流类。） 实例： 被抽象的对象，类的一个具体对象。如长江、黄河等。（真正抽象的河流不存在，只存在河流的例子。） 类是抽象的对象，是实例的组合，类、实例是相对的，类和实例的关系为上下层关系。类---申请实例---成为具体对象。 方法： 对一个类定义的所有操作。 消息： 对象之间的请求和协作。（并不独立存在）对象之间的关系，如点某按纽，就是对按纽提出请求。 §5.3 数据库模型 （2）面向对象的特性 §5.3 数据库模型 （3）四种核心技术 §5.3 数据库模型 （4）面向对象数据模型的核心工具 §5.3 数据库模型 （5）面向对象数据模型的特点 §5.4 空间数据库管理系统 一、基本概念 （1）空间数据库： 指GIS在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和。 （2）空间数据特征: 1）空间特征：一般需要建立空间索引。 2）非结构化特征：结构化的，即满足第一范式:每条记录定长，且数据项是原子数据.而空间数据数据项为变长，对象包含一个或多个对象，需要嵌套记录。 3）空间关系特征：拓扑数据给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。? 4）分类编码特征：一种地物类型对应一个属性数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表文件。 5）海量数据特征。 §5.4 空间数据库管理系统 空间数据库特点： 1）数据量特别大； 2）数据种类多，复杂； 3）数据应用面相当广。 空间数据库管理系统： 1）是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义； 2）提供必须的空间数据查询、检索和存取功能； 3）能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。 §5.4 空间数据库管理系