空間數(shù)據(jù)組織與管理(已修改)
2025-01-23 11:42 本頁面
【正文】 2/8/2022 1 第四講 空間數(shù)據(jù)組織與管理 南京曉莊學(xué)院 生物化工與環(huán)境工程學(xué)院 2/8/2022 Page 2 ? 空間信息技術(shù)包括空間數(shù)據(jù)獲取、空間數(shù)據(jù)處理和空間數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)三個(gè)部分，而空間數(shù)據(jù)管理必將成為上述三種技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。 ? 在數(shù)據(jù)獲取過程中，空間數(shù)據(jù)庫用于存貯和管理空間信息及非空間信息；在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，它既是資料的提供者，也可以是處理結(jié)果的歸宿處；在檢索和輸出過程中，它是形成繪圖文件或各類地理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源。然而，空間數(shù)據(jù)以其驚人的數(shù)據(jù)量及其空間上的復(fù)雜性，使得空間數(shù)據(jù)的組織與管理給傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)。 ? 本章主要介紹空間數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)管理組織方式、空間索引、空間查詢語言等方面的技術(shù)和特點(diǎn)。 2/8/2022 Page 3 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 空間數(shù)據(jù)庫 2/8/2022 Page 4 ?數(shù)據(jù)庫的概念 ? 數(shù)據(jù)庫是隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展而興起的一門新學(xué)科。通俗的講， 數(shù)據(jù)庫是以一定的組織形式存貯在一起的互相有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。 但這種數(shù)據(jù)集合不是數(shù)據(jù)的簡單相加，而是對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重新組織，最大限度的減少數(shù)據(jù)冗余，增強(qiáng)數(shù)據(jù)間關(guān)系的描述，使數(shù)據(jù)資源能以多種方式為盡可能多的用戶提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源共享。 ? 隨著數(shù)據(jù)信息資源的多用戶服務(wù)，以及用戶對信息數(shù)據(jù)多種方式（如檢索、分類、排序等）訪問的需求，人們又研制了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（管理和控制程序軟件） 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 5 數(shù)據(jù)庫的概念 數(shù)據(jù)庫是由兩個(gè)最基本的部分所組成 ： 一是原始信息數(shù)據(jù)庫， 即描述全部原始要素信息的原始數(shù)據(jù)，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)加工處理的對象； 二是程序庫， 即數(shù)據(jù)庫軟件，它存放著管理和控制數(shù)據(jù)的各種程序，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)加工處理的手段。 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 數(shù)據(jù) 存儲 數(shù) 據(jù) 庫 數(shù)據(jù) 管理 程序庫 (數(shù)據(jù)庫軟件 ) 原始信息 數(shù)據(jù)庫 2/8/2022 Page 6 數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn) 與文件管理相比，空間數(shù)據(jù)庫有如下特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 7 兩種不同類型的數(shù)據(jù)庫 ? 數(shù)據(jù)描述的是人、事、物一類的社會信息，由此類數(shù)據(jù)建成的數(shù)據(jù)庫反映的是事物屬性之間的抽象邏輯關(guān)系，它們的記錄方式主要是文本和數(shù)表文件，在內(nèi)容和形式上有較強(qiáng)的通用性，所以也把這種側(cè)重于事務(wù)管理的數(shù)據(jù)庫稱為通用數(shù)據(jù)庫。 事務(wù)管理數(shù)據(jù)庫 ? 它描述的是地理要素的屬性關(guān)系和空間位置關(guān)系。在空間數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)之間除了抽象的邏輯關(guān)系外，還建立了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目臻g幾何關(guān)系。 空間數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 8 ? 總之，事務(wù)管理數(shù)據(jù)庫是通用性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫，可以把它看作數(shù)據(jù)庫技術(shù)入門的基礎(chǔ)；空間數(shù)據(jù)庫是具有空間定位特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫，是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，也是我們研究的主要對象。 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 9 主要是指用來管理和存貯空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫模型。常用的數(shù)據(jù)模型有： 層次模型 網(wǎng)絡(luò)模型 關(guān)系模型 面向目標(biāo)模型 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 10 數(shù)據(jù)模型 — 層次模型 學(xué)校 學(xué)生 系 老師 課程 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 11 數(shù)據(jù)模型 — 層次模型 1 2 4 3 5 6 a b c d e f g Ⅰ Ⅱ 地圖 M M Ⅰ Ⅱ a b c d c e f g 1 2 2 3 3 4 4 1 3 4 3 5 5 6 6 4 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 12 數(shù)據(jù)模型 — 層次模型 ? 存取方便、容易理解等。 優(yōu)點(diǎn) ? 結(jié)構(gòu)呆板、要保留大量的索引文件、數(shù)據(jù)冗余。 缺點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 13 數(shù)據(jù)模型 — 網(wǎng)絡(luò)模型 用連接指令或指針來確定數(shù)據(jù)間的顯式連接關(guān)系，且具有多對多類型的數(shù)據(jù)組織方法。 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 14 數(shù)據(jù)模型 — 網(wǎng)絡(luò)模型 1 2 4 3 5 6 a b c d e f g Ⅰ Ⅱ 地圖 M M Ⅰ Ⅱ a b c d e f g 1 2 3 4 5 6 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 15 數(shù)據(jù)模型 — 網(wǎng)絡(luò)模型 ? 明確而方便的表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系，數(shù)據(jù)冗余小。 優(yōu)點(diǎn) ? 指針數(shù)據(jù)增加數(shù)據(jù)量，指針的建立和維護(hù)是非常大的任務(wù)。 缺點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 16 數(shù)據(jù)模型 — 關(guān)系模型 以記錄組或數(shù)據(jù)表的形式組織數(shù)據(jù)，不分層也無指針。 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ) 第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)庫概述 2/8/2022 Page 17 1 2 4 3 5 6 a b c d e f g Ⅰ Ⅱ 地圖 M 地圖 M Ⅱ Ⅰ 多邊形 g d f c e b c Ⅱ a Ⅰ 線 Ⅰ a 1 2 Ⅰ b 2 3 Ⅰ c 3 4 Ⅰ d 4 1 Ⅱ e 3 5 Ⅱ f 5 6 Ⅱ c 3 4 Ⅱ g 6 4 點(diǎn) 1 x1 y1 2 x2 y2 3 x3 y3 4 x4 y4 5 x5 y5 6 x6 y6 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)（ 數(shù)據(jù)
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