【正文】 eature)的模型u 場(chǎng) (Field)模型u 網(wǎng)絡(luò) (Network)模型成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)空間數(shù)據(jù)模型n 這三種空間數(shù)據(jù)模型在以下幾方面具有局限性：u 僅能表達(dá)空間點(diǎn)、線、面目標(biāo)間極為有限的簡(jiǎn)單拓?fù)潢P(guān)系，且這些拓?fù)潢P(guān)系的生成與維護(hù)耗時(shí)費(fèi)力u 難以有效地表達(dá)現(xiàn)實(shí)三維空間實(shí)體及其相互關(guān)系u 適于記錄和表達(dá)某一時(shí)刻空間實(shí)體性狀及相互間關(guān)系靜態(tài)分布，難以有效地描述和表達(dá)空間實(shí)體及其相互間關(guān)系的時(shí)空變化u 沒有考慮異地、異構(gòu)、異質(zhì)空間數(shù)據(jù)的互操作和分布式對(duì)象處理等問題成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)新的 GIS空間數(shù)據(jù)模型研究n 時(shí)空數(shù)據(jù)模型n 三維數(shù)據(jù)模型n 分布式空間數(shù)據(jù)管理n GIS設(shè)計(jì)的 CASE工具等成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS的空間數(shù)據(jù)管理方式n 基于文件系統(tǒng)的方式u 直接采用文件系統(tǒng)來存儲(chǔ)和管理空間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，但提供的功能非常有限u 適合小型 GIS系統(tǒng)，難以滿足當(dāng)前 GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)管理的需求n 基于文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的混合組織管理方式u 基于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來存儲(chǔ)地理空間對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)，而以文件方式來存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)u 目前大多數(shù)桌面 GIS系統(tǒng)均采用此種方式u 對(duì)于特定文件格式 GIS數(shù)據(jù)的處理效率較高u 但在數(shù)據(jù)的一致性維護(hù)、并發(fā)控制以及海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理等方面能力較弱成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS的空間數(shù)據(jù)管理方式n 擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫的組織管理方式u 將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，通過在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之上建立一層空間數(shù)據(jù)庫功能擴(kuò)展模塊（通常被稱為空間數(shù)據(jù)引擎）來實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的組織管理u 目前主流的 GIS軟件如國外的 ArcGIS、 GeoMedia，國內(nèi)的 MapGIS、 GeoStar、 SuperMap等，都采用這種方式同時(shí)管理圖形和屬性數(shù)據(jù)u 可以利用成熟的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)來方便地實(shí)現(xiàn) GIS數(shù)據(jù)的一致性維護(hù)、并發(fā)控制、屬性數(shù)據(jù)的索引等u 數(shù)據(jù)庫本身并不直接支持對(duì)空間對(duì)象的操作和管理，而是通過空間數(shù)據(jù)引擎來實(shí)現(xiàn)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS的空間數(shù)據(jù)管理方式n 基于空間數(shù)據(jù)庫的組織管理方式u 基于空間數(shù)據(jù)模型，直接構(gòu)建用來存儲(chǔ)和管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)u 它包含結(jié)合幾何和屬性信息的框架，提供并支持空間數(shù)據(jù)的類型、查詢語言和接口、高效的空間索引和空間聯(lián)合等u 空間數(shù)據(jù)庫直接支持空間對(duì)象的存儲(chǔ)和管理，為空間數(shù)據(jù)提供了高效的查詢和檢索機(jī)制，是目前 GIS數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究的熱點(diǎn)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS的空間數(shù)據(jù)管理方式n 基于空間數(shù)據(jù)庫的組織管理方式u 目前空間數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方式：t 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫方式? 將對(duì)象的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)以及操作封裝在一起，由對(duì)象數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，并支持對(duì)象的嵌套、信息的繼承和聚集? 這是一種非常適合空間數(shù)據(jù)管理的方式? 但目前該技術(shù)尚不成熟，特別是查詢優(yōu)化較為困難t 對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫方式? 是目前空間數(shù)據(jù)庫的主要技術(shù)，它綜合了關(guān)系數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)，能夠直接支持復(fù)雜對(duì)象的存儲(chǔ)和管理? GIS軟件直接在對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫中定義空間數(shù)據(jù)類型、空間操作、空間索引等，可方便地完成空間數(shù)據(jù)管理的多用戶并發(fā)、安全、一致性 /完整性、事務(wù)管理、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、空間數(shù)據(jù)無縫管理等操作? 采用對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對(duì) GIS數(shù)據(jù)的管理是實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫的一種較為理想的方式成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS的空間數(shù)據(jù)管理方式n基于空間數(shù)據(jù)庫的組織管理方式u當(dāng)前，一些數(shù)據(jù)庫廠商都推出了空間數(shù)據(jù)管理的專用模塊，盡管其功能有待進(jìn)一步完善，但已給 GIS軟件開發(fā)帶來了極大的方便，如：t IBM Informix 的 Spatial DataBlade Modulet IBM DB2 的 Spatial Extendert Oracle 的 Oracle Spatial等成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)空間數(shù)據(jù)庫n 在傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)管理模式中，由于文件系統(tǒng)管理海量數(shù)據(jù)的能力較弱，因此在空間數(shù)據(jù)的組織上，在水平方向上采用圖幅的方式，在垂直方向上采用圖層的方式u 這種組織方式主要存在以下不足：t 需要進(jìn)行圖幅的拼接，效率較低t 一個(gè)空間對(duì)象可能存儲(chǔ)在多個(gè)圖層上，造成數(shù)據(jù)的冗余和難于維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)空間數(shù)據(jù)庫n 采用空間數(shù)據(jù)庫的方式可以在數(shù)據(jù)庫中直接存儲(chǔ)整個(gè)地圖，能方便地實(shí)現(xiàn)空間對(duì)象的查詢和抽取u 當(dāng)前一些 GIS系統(tǒng)中已經(jīng)開始使用要素類來實(shí)現(xiàn)對(duì)空間對(duì)象的組織，如 ArcGIS的GeoDatabase等，這種方式按照實(shí)體類來組織空間對(duì)象，符合空間對(duì)象管理的本質(zhì)u 一個(gè)空間對(duì)象可以被多個(gè)圖層或視圖引用，機(jī)制較為靈活，解決了傳統(tǒng)方式中的空間對(duì)象的一致性問題成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)空間數(shù)據(jù)庫n 空間數(shù)據(jù)庫的另二個(gè)重要部分是空間索引和空間查詢語言u(píng) 空間索引t 由于空間對(duì)象是二維或更高維的數(shù)據(jù)對(duì)象，因此當(dāng)前數(shù)據(jù)庫所使用的一維 B樹、 B+樹并不適合空間對(duì)象的索引t 空間索引有多種方式，其數(shù)據(jù)管理的效率和檢索速度各不相同t 在空間數(shù)據(jù)庫中一般使用兩步查詢機(jī)制，首先使用索引查詢出候選對(duì)象集，然后再采用精確的幾何計(jì)算，在候選對(duì)象集中求出精確解t 當(dāng)前一些數(shù)據(jù)庫的空間擴(kuò)展模塊中就使用這種模式，并分別提供了四叉樹或 R樹索引成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)空間數(shù)據(jù)庫n 空間數(shù)據(jù)庫的另二個(gè)重要部分是空間索引和空間查詢語言u(píng) 空間查詢語言t 提供空間查詢語言是空間數(shù)據(jù)庫的一個(gè)重要特征，當(dāng)前的空間數(shù)據(jù)庫中一般使用關(guān)系數(shù)據(jù)中的“selectfromwhere”模式來構(gòu)建查詢，通過擴(kuò)充SQL語言，使其支持空間對(duì)象類型、空間關(guān)系和空間操作t 特別是 SQL3 多媒體規(guī)范 (SQL3/MM)中的 Spatial 部分和 OpenGIS for SQL實(shí)現(xiàn)規(guī)范都定義了一系列的空間數(shù)據(jù)類型、空間關(guān)系和空間操作，為空間查詢語言的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了一個(gè)框架成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS相關(guān)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)n 空間信息的獲取、處理與交換n 空間數(shù)據(jù)的管理n GIS軟件體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)n 空間信息的共享和互操作n 空間信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與服務(wù)n 其他成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)GIS軟件體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)n GIS軟件的體系結(jié)構(gòu)與新技術(shù)u 組件技術(shù)u 中間件技術(shù)u 分布對(duì)象技術(shù)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)組件技術(shù)n 組件是建立在面向?qū)ο箝_發(fā)之上的：u 為用戶提供多個(gè)接口，接口封裝了組件提供的服務(wù)，隱藏了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的可見性u(píng) 組件表示一個(gè)或多個(gè)較細(xì)粒度類的邏輯集合，封裝了一系列的服務(wù)，因此組件提供了更高級(jí)別的重用性，從而極大提高了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)組件技術(shù)n 組件式 GIS是面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式軟件在 GIS軟件開發(fā)中的應(yīng)用，為新一代 GIS應(yīng)用提供了全新的開發(fā)工具u GIS組件封裝了一系列空間信息處理相關(guān)的操作，并向用戶提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口u 用戶可以使用通用的程序開發(fā)語言，通過接口調(diào)用 GIS組件中相應(yīng)的空間操作功能，實(shí)現(xiàn) GIS應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)組件技術(shù)n 組件 GIS特點(diǎn)：u 易于實(shí)現(xiàn)與其他信息系統(tǒng)的無縫集成u 跨語言使用u 易于推廣、成本低、擴(kuò)展性強(qiáng)u 開發(fā)效率高成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)組件技術(shù)n 目前存在著多種組件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)u OMG的 CORBAu Microsof