EGIS应用软件空间及属性数据文件EGIS应用软件空间及属性数据库扩展DBMS以容纳空间数据商业数据库EGIS应用软件空间及属性数据库用户设计的数据库EGIS应用软件空间数据库属性数据库管理空间数据的软件管理属性数据的DBMS第二节EGIS中环境空间数据库的组织方式标准DBMS存储空间数据的局限性空间数据记录是变长的(如点数的可变性),而一般的数据库都只允许把记录的长度设定为固定在存储和维护环境空间数据拓扑关系方面存在着严重缺陷一般都难以实现对环境空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作不能支持复杂的图形功能单个环境地理实体的表达需要多个文件、多条记录,一般的DBMS也难以支持难以保证具有高度内部联系的GIS数据记录需要的复杂的安全维护全关系数据库管理方案属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接,数据存取较快属间接存取,效率比DBMS的直接存取慢,特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作EGIS软件:System9,SmallWorld、Geovision等EGIS界面属性数据(定长记录)空间数据(变长记录)DBMS空间数据库关系表二进制块文件关系数据库混合管理方案属性数据建立在RDBMS上,数据存储和检索比较可靠、有效;几何数据采用图形文件管理,功能较弱,特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面,比商用数据库要逊色得多。空间数据分开存储,数据的完整性有可能遭到破坏。EGIS软件:Arc/Info,MGE,SICARD、GENEMAP等。几何数据属性数据ID数据文件数据库早期图形用户界面图形处理DBMS属性用户界面图形文件库属性数据库EGIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言ODBC协议EGIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言数据库开发语言不同的层以及同一层中不同图形要素类型(点、线、面),将产生不同的Shape文件,同时对每一个要素自动产生一个特征码(FeatureID)。图层i图层j点文件i线文件i面文件i点文件j线文件j面文件jShape文件用户可以不使用特征码而自己设定标识码XXXXXXXXXX大类码小类码一级代码二级代码要素类型识别位扩展关系数据库管理方案在标准的关系数据库上增加空间数据管理层,即利用该层将地理结构查询语言(GeoSQL)转化成标准的SQL查询,借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作。解决了空间数据变长记录的存储问题,由数据库软件商开发,效率较高用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义,因而不能将设计的拓扑结构进行存储GIS软件:TIGER,Geo++、GeoTropics等EGIS界面空间数据处理RDBMS空间数据库扩充实体类型(点、线、面、圆等)2.4面向对象数据库系统面向对象(object-oriented,oo)的概念起源于程序设计语言——面向对象的编程语言(简称OOPL),强调对象概念的统—,引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语,采用动态联编和单继承性机制。它以OOPL为核心,集各种软件开发工具为一体,建立OO计算环境,配有很强的图形功能和多窗口用户界面。基本出发点就是以对象作为最基本的元素,尽可能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题。对象:是对客观世界实体的抽象描述,由信息(数据)和对数据的操作组合而成。类:是对多个相似对象共同特性的描述。消息:是对象之间通信的手段,用来指示对象的操作。分公有消息和私有消息。方法:是对象接收到消息后应采取的动作序列的描述。实例:是由一特定类描述的具体对象。元类:是相似的类的共同属性的抽象,元类的实例是类,类的实例是对象。对象具有封装性和继承性,涉及到分类(classification)、概括(generalization)、聚集(aggregation)、联合(association)、继承(inheritance)和传播(propagation)等概念。基本概念基本概念协议:是一个对象对外服务的说明,它告知一个对象可以为外界。封装:是将某件实物包围起来,使外界不必知道其实际内容。继承:从某类对象得到另一类对象的特征和能力。如饭店子类从建筑物类继承地址、建筑日期等属性。引入类的继承,就出现了类的层次结构,也就有了超类(基类)、子类(派生类)的概念。基本概念概括:是把一组具有相同特征和操作的对象归纳在一个更一般的超类中。联合:是相似对象的抽象组合,可看作是更高层次的集合对象。如西安市是新城区、雁塔区、碑林区等区的联合。又联合关系的对象叫成员。聚集:是类似于联合的抽象化概念,不强调整个对象的具体细节,例如建筑物是墙、窗、门、房顶和楼板几部分的聚集。传播:作为联合和聚集的一种工具,通过一种强制性的手段将子对象的属性信息传递给复杂对象。例如西安市大学生数量可以由各个大学的学生数求和派生得到。面向对象的几何抽象类型EGIS中的各种地物,在几何性质方面不外乎表现为四种类型,即点状地物、线状处物、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物,因而这四种类型可以作为EGIS中各种地物类型的超类。空间地物点状地物线状地物面状地物复杂地物电视塔桥梁车站道路水管电力线建筑物湖公园矿山大学县面向对象的属性数据模型EGIS中的地物可根据国家分类标准或实际情况划分类型如一个大学EGIS的对象可分为建筑物、道路、绿化、管线等几大类地物类型的每一大类又可以进一步分类,如建筑物可再分成教学楼、科研实验楼、行政办公楼、教工住宅、学生宿舍、后勤服务建筑、体育楼等子类管线可再分为给水管道、污水管道、电信管道、供热管道、供气管道等,另一方面,几种具有相同属性和操作的类型可综合成一个超类面向对象数据库系统的实现方式面向对象的数据模型从概念上将人们对EGIS的理解提高到了一个新的高度。一方面,它巧妙地容纳了EGIS中拓扑数据结构的思想,能有效地表达空间数据的拓扑关系。另一方面,面向对象数据模型在表达和处理属性数据时,又具有许多独特的优越性。目前,采用面向对象数据模型,建立面向对象数据库系统,主要有三种实现方式:扩充面向对象程序设计语言(OOPL),在OOPL中增加DBMS的特性扩充RDBMS,在RDBMS中增加面向对象的特性建立全新的支持面向对象数据模型的OODBMS吉奥之星中的空间对象模型思考与练习简述EGIS的几种主要数据模型,并进行各自优缺点分析。数据库中的分层数据模型与空间数据库分层组织有何不同?