第1章-空间数据库概述课件.ppt
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- 空间 数据库 概述 课件
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1、n第一节 空间数据库概念n第二节 空间数据库的研究内容n数据库(DataBase,简称DB):l存放数据的仓库。l长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。n数据库管理系统(数据库管理系统(DataBase Management System,简称,简称DBMS):):l位于用户和操作系统之间的,管理控制DB的建立、运行和维护的软件。l具有数据定义、数据操纵、数据库运行、数据库建立和维护功能。属性数据!属性数据!nGIS的出现激发了人们开发空间数据库的兴趣。nGIS提供了便于分析地理数据和将地理数据可视化的机制。nGIS 可以对某些对象和图层进行多种操作。nGIS还可以用来处理海量空间
2、数据。n而实际上GIS就是空间数据库的前端!n例如“列出2011年销售总额的前十位顾客”n对DBMS而言很简单n顺序扫描或者索引n例如“列出居住在离公司总部50公里以内的顾客”n这会难住普通的DBMSn要处理这个查询,必须把公司总部和顾客的地址变换到一个能够计算和比较距离的适当参照系中,可能是经纬度坐标系,n然后数据库扫描顾客列表计算顾客和公司之间的距离n如果距离小于50英里保存顾客名字。n这一过程无法用索引来缩小搜索范围,因为传统索引无法处理多维数据的排序问题。n所以迫切需要能处理空间数据和查询的数据库。n空间数据库(Spatial DataBase Management System,SD
3、BMS)l描述、存储和处理空间数据及其属性数据的数据库系统。n1、对海量数据的管理能力。n2、空间分析功能。n3、设计方式灵活,满足用户要求。n4、支持网络功能。n多种数据类型特征(5D产品,矢量或栅格)n空间特征(空间位置、空间属性、空间关系)n非结构化特征(属性定长结构、空间坐标和空间关系变长结构)n图形图像特征(结果可视化)n数据编码特征(数据分类分级编码)n海量数据特征n文件管理方式n二元化空间数据库管理系统n全关系型空间数据库管理系统n对象关系空间数据库管理系统n面向对象空间数据库管理系统n最初当数据库技术还不是很成熟的时候,GIS应用采用文件系统存储数据。n每个GIS应用都对应自己
4、的空间和属性数据文件,当多个应用需要访问的数据有相同部分时,就将这些数据提取出来,存放在一个新的公共数据文件中。图形文件属性文件GIS应用文件图形信息属性信息数据文件1数据文件1数据文件nGIS应用1GIS应用2GIS应用n公共数据文件1n定义:属性数据用关系数据库管理,坐标数据用文件管理,两者间建立联系n优点:实现空间数据管理、速度较快n缺点:数据的安全性、一致性、完整性、并发控制性、数据恢复较差,没有解决空间对象反向检索问题图形文件GIS应用文件关系数据库图形信息属性信息n定义:属性数据和坐标数据用关系数据库统一管理n关系数据库提供了Binay(二进制)字段,变长的坐标数据采用该字段管理n
5、优点:一体化管理,数据的安全性、一致性、完整性、并发控制性、数据恢复较好n缺点:速度慢,没有解决空间对象反向检索问题n定义:关系数据库推出了空间数据管理的模块,定义了操纵空间对象的API函数,属性数据和坐标数据用关系数据库统一管理n优点:一体化管理,数据的安全性、一致性、完整性、并发控制性、数据恢复较好,速度较快n缺点:部分解决空间对象反向检索问题n实现:l在关系数据库管理系统中进行扩展,使之能直接存贮和管理非结构化的空间数据,l主要解决了空间数据的变长记录的管理,l由数据库软件商进行扩展,效率要比前面所述的二进制块的管理高得多。l但是仍然没有解决对象的嵌套问题,空间数据结构也不能由用户任意定
6、义,使用上仍然受到一定限制。GIS厂商开发的空间数据管理模块 ESRI:ARCSDE MapInfo:Spatialware关系数据库管理系统厂商直接开发的空间数据管理模块 Oracle Spatial Informix Ingres DB2n定义:能满足上述所有需求n它不仅支持变长记录,而且支持对象的嵌套、信息的继承与聚集。n允许用户定义对象和对象的数据结构以及它的操作。l这种空间数据结构可以是不带拓扑关系的面条数据结构,也可以是拓扑数据结构,当采用拓扑数据结构时,往往涉及对象的嵌套、对象的连接和对象与信息聚集。n面向对象的数据模型不成熟n没有面向对象空间数据库管理系统n空间数据模型 n空间
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