gis第四章地理信息系统空间数据库.pptVIP

第四章　 地理信息系统空间数据库;第一节　空间数据库概述 第二节　空间数据库概念模型设计 第三节　空间数据库逻辑模型设计 第四节　空间数据库的物理设计 第五节　空间数据查询 第六节　空间元数据;〖课时安排〗 4课时 〖教学目的要求〗 1、熟悉空间数据库及其相关概念。 2、掌握空间数据库模型设计方法和流程。 3、了解元数据相关概念并认识空间数据库的发展动态。 〖教学重点与教学难点〗 重点：空间数据库的概念、设计流程、元数据 难点：空间数据库的设计;知识结构—— 一、什么是空间数据库？ ——概念、发展 二、空间数据库系统由哪几部分组成？ 三、空间数据库设计的基本过程是什么？ 四、空间数据库如何加以实现和维护？ ;空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总和，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。;第一节 空间数据库概述 一、数据管理技术发展阶段 经历三个阶段： 人工管理：20世纪50年代中期以前。1946，第一台电脑ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）在美国宾夕法尼亚大学诞生。计算机主要用于科学计算，没有数据管理功能。数据与程序是一个整体，数据只为本程序所使用，不能共享。; 文件管理：20世纪50年代后期至60年代中期。计算机用于科学计算，也用于数据管理。数据以文件形式长期保存在磁盘上。但文件之间相互独立、缺乏联系。数据重复产生冗余。文件建立、存取、查询、插入、删除、修改等操作都要用程序实现。 数据库管理：60年代后期以来。程序和数据的联系通过数据库管理系统实现。数据不再面向特定的某个或多个应用，而是面向整个应用系统。数据冗余少，实现了数据的集成和共享。用户可以使用查询语言或终端命令操作数据库。;GIS应用软件;GIS应用软件;一个完整的数据库系统应当包括三个组成部分：;（1）空间数据库存储系统 空间数据库存储系统是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。 一般以一系列特定结构的文件形式存储在硬盘、光盘等介质上。;（2）空间数据库管理系统 指能够对介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供空间数据查询、检索、存取、维护和更新功能的软件系统。 ;（3）空间数据库应用系统;三、空间数据库的设计;空间数据设计的过程和步骤; 1、空间数据库设计步骤：（1）需求分析：系统分析特定的专业应用需求。（2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。概念模型是对现实世界的抽象。主要描述数据及其之间的语义关系。如实体-联系模型、面向对象数据模型。;（3）逻辑设计：把概念模型利用数据库管理系统提供的工具映射为计算机中数据库管理系统所支持的数据模型。如实体-联系模型转换成关系数据库模型。（4）物理设计：数据库的逻辑模型在实际物理存储设备上加以实现，建立物理数据库。;2、空间数据库设计的原则 尽量减少空间数据存储的冗余量 提供稳定的空间数据结构 满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果 在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的复杂性 支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适用性;四、 空间数据库的实现和维护; 2、相关的其他设计 空间数据库的再组织设计 故障恢复方案设计 安全性考虑 事务控制; 3、空间数据库的运行和维护 维护空间数据库的安全性和完整性 监测并改善数据库性能 增加新的功能 修改错误; 一、数据管理技术发展阶段 二、空间数据库系统的组 三、空间数据库的设计 四、空间数据库的实现和维护;知识结构—— 一、什么传统数据模型？ 二、什么是语义数据模型？ 三、什么是面向对象数据模型？ 四、三种不同的概念模型的区别表现在哪些方面？ ; 概念模型要反映GIS需求。 对现象世界认识与抽象，包括：特征描述、关系分析、过程模拟等，用概念化模型表达。 概念模型必须具备丰富的语义表达能力，易于设计人员交流和理解，修改，向各种模型转换等特点。 常用概念模型： （1）传统数据模型（层次模型、网状模型、关系模型） （2）语义数据模型 （3）面向对象数据模型 ;一、传统的数据模型 层次模型、网状模型和关系模型 ;层次数据模型;网状数据模型 ;关系数据模型 实体本身的信息以及实体之间的联系均表现为二维表。在数学上把这种二维表叫做“关系”。这些关系表的集合就构成了关系模型。;二、 语义数据模型;实体：对客观存在的起独立作用的事物的一种抽象。 用矩形符号表示。包括： 点 (p