第七讲空间数据库系统.ppt
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1、第七讲 空间数据库系统,主要内容,1 数据库的设计 2 空间数据库及特点 3 海量空间数据组织与管理,1. 数据库的设计,1.1 数据库设计的三个步骤 1.2 ER模型 1.3 用象形图扩展ER模型,1. 数据库设计的三个步骤,第一步:采用高层次的概念数据模型(conceptual data model)来组织所有与应用相关的可用信息。 在概念层上,重点关注应用的数据类型及其联系和约束。 设计过程的这个阶段不考虑具体实现细节。 概念模型通常用浅湿文字,结合简单一致的图形符号(实体-联系模型,entity relationship, ER)来表示。,第二步,也称为逻辑建模阶段,与概念数据模型在商
2、用DBMS上的具体实现有关。 商用DBMS中的数据由实现模型来组织。实现模型的例子有:层次模型、网状模型和关系模型。 第三步:是物理设计的建模,它解决数据库应用在计算机中具体实现时方方面面细节。,1.2 ER模型,ER模型是最为流行的建模工具之一。 实体和属性 实体是物理上或者概念上独立存在的事物或对象。 实体由属性来刻画性质,属性可以是单值或多值的。 联系 一对一(11) 在一对一的联系中,一个实体中每个实例只能与其他参与实体的一个实例相联系。 例如,实体MANAGER和FOREST之间的联系manages就是一个一对一的联系。,多对一(M1) 多对一联系可将一个实体的多个实例与另一个参与该
3、联系的实体的一个实例相连接。 Belongs_to是实体FACILITY与FOREST之间的一个多对一联系,这里假定每个设施仅仅属于一个森林,但每个森林可以有多个设施。 多对多(MN) 一个实体的多个实例会与另一个参与该联系的实体的多个实例相联系。 实体RIVER和FACILITY之间的联系supplies_water_to正是这样的一个联系。,ER图,1.3 用象形图扩展ER模型,实体象形图 (1)象形图 象形图是一种将对象插在方框内的微缩图表示,这些微缩图用来扩展ER图,并插到实体矩形框中的适当位置。 (2)形状 形状是象形图中的基本图形元素,它代表着空间数据模型中的元素。 一个模型元素可
4、以是基本形状、复合形状、导出形状或备选形状。 (3)基本形状,/,基本形状的语法,点,/,线,面,基本形状的象形图,(4)复合形状 为了处理那些不能用某个基本形状表示的对象,我们定义了一组聚合的形状,并用基数来量化这些复合形状。 (5)导出形状 如果一个对象的形状是由其他对象的形状导出的,那么就用斜体形式来表示这个象形图。,(6)备选形状 备选形状可以用于表示某种条件下的同一个对象。 例如,根据比例尺,一条河流可以表示成一个多边形或一条线。 备选形状的语法 备选形状的象形图 (7)任意形状 对于形状的组合,我们用通配符(*)表示,它表示各种形状。 例如,一个灌溉网是由泵站(点)、水渠(线)以及
5、水库(多边形)所组成的。,(8)用户自定义形状 除了点、线和多边形这些基本形状外,用户还可以定义自己的形状。 例如,为了表达更多的信息,用户可能更愿意使用感叹号之类的象形图来表示灌溉网。 联系象形图 联系象形图用来构建实体间联系的模型。 例如,part-of用于构建道路与路网之间联系的模型,或是用于把森林划分成林分的建模。 Part_of(网络) Part_of(分区) 联系的象形图,带象形符号的ER图,2 空间数据库,数据库就是为一定目的服务,以特定的数据存储的相关联的数据集合,它是数据管理的高级阶段,是从文件管理系统发展而来的。地理信息系统的数据库(简称空间数据库或地理数据库)是某一区域内
6、关于一定地理要素特征的数据集合。,空间数据库特点,空间数据库与一般数据库相比,具有以下特点: 1)数据量特别大,地理系统是一个复杂的综合体,要用数据来描述各种地理要素,尤其是要素的空间位置,其数据量往往很大。 2)不仅有地理要素的属性数据(与一般数据库中的数据性质相似),还有大量的空间数据,即描述地理要素空间分布位置的数据,并且这两种数据之间具有不可分割的联系。 3)数据应用广泛,例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。,3.海量空间数据组织与管理,目前,象域市规划,地下管网、土地管理、公安警用这样一些GIS应用系统,由于其比例尺较大,所以多数都是以图
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