第三章空間數(shù)據(jù)管理

1、第三章：空間數(shù)據(jù)管理第三章：空間數(shù)據(jù)管理一、前言一、前言1.數(shù)據(jù)管理的幾個階段數(shù)據(jù)管理的幾個階段 人工管理階段人工管理階段 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫階段 高級數(shù)據(jù)庫階段高級數(shù)據(jù)庫階段1) 人工管理階段人工管理階段（五十年代中期以前）（五十年代中期以前） （1）沒有專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理；）沒有專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理；（2）沒有文件的概念；）沒有文件的概念；（3）數(shù)據(jù)是面向應用的，不共享。）數(shù)據(jù)是面向應用的，不共享。2) 文件管理階段文件管理階段（1）數(shù)據(jù)可以長期保存在文件中；）數(shù)據(jù)可以長期保存在文件中；（2）由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)；）由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)；（3）數(shù)據(jù)共享性差，冗

2、余度大；）數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大；（4）數(shù)據(jù)獨立性差。）數(shù)據(jù)獨立性差。數(shù)據(jù)獨立性的含義數(shù)據(jù)獨立性的含義（1）物理獨立性物理獨立性：用戶的應用程序不會因為物理表示和：用戶的應用程序不會因為物理表示和訪問技術的改變而改變。訪問技術的改變而改變。（2）邏輯獨立性邏輯獨立性：用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)：用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的，也就是說，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用是相互獨立的，也就是說，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。戶程序也可以不變。應用程序應用程序 3應用程序應用程序 2應用程序應用程序 1文件文件 1文件文件 2存存 取取方方 法法 3） 數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫階段特

3、點：特點：（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)的根本區(qū)別；）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)的根本區(qū)別；（2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴展；）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴展；（3）數(shù)據(jù)獨立性高；）數(shù)據(jù)獨立性高；（4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口；）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口；（5）數(shù)據(jù)由）數(shù)據(jù)由dbms統(tǒng)一管理和控制。統(tǒng)一管理和控制。 數(shù)據(jù)的安全（數(shù)據(jù)的安全（security）保護）保護 數(shù)據(jù)的完整性（數(shù)據(jù)的完整性（integrity）檢查）檢查 并發(fā)（并發(fā)（concurrency）控制）控制 數(shù)據(jù)庫恢復（數(shù)據(jù)庫恢復（recovery） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應用程序應

4、用程序 3應用程序應用程序 2應用程序應用程序 1dbms各階段的各階段的比較比較階段階段 人工管理階段人工管理階段 文件處理文件處理階段階段 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時間時間 5050年代年代 6060年代年代 7070年代年代數(shù)據(jù)共享性數(shù)據(jù)共享性 無共享無共享 共享差共享差 共享好共享好 數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)獨立性 無獨立性無獨立性 獨立性差獨立性差 物理獨立性高物理獨立性高 一定邏輯獨立性一定邏輯獨立性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 無結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)化 紀錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)紀錄內(nèi)有結(jié)構(gòu) 整體結(jié)構(gòu)化整體結(jié)構(gòu)化 整體結(jié)構(gòu)化差整體結(jié)構(gòu)化差 用數(shù)據(jù)摸型描述用數(shù)據(jù)摸型描述 4) 高級數(shù)據(jù)庫階段高級數(shù)據(jù)庫階段 分布式數(shù)據(jù)庫分布式

5、數(shù)據(jù)庫 空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫2. 數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件常用的數(shù)據(jù)文件常用的數(shù)據(jù)文件順序文件、索引文件、隨機文件順序文件、索引文件、隨機文件、倒排文件。、倒排文件。gis中常自定義數(shù)據(jù)文件來組織空間數(shù)據(jù)中常自定義數(shù)據(jù)文件來組織空間數(shù)據(jù)。 1)、順序文件（、順序文件（sequential file） 最簡單的文件組織形式順序文件中數(shù)據(jù)按記最簡單的文件組織形式順序文件中數(shù)據(jù)按記錄中主關鍵字的順序組織。錄中主關鍵字的順序組織。 順序文件的記錄，邏輯上是按主關鍵字排序順序文件的記錄，邏輯上是按主關鍵字排序的，而在物理存儲上可以有不同的方式，包括：的，而在物理存

6、儲上可以有不同的方式，包括： 向量方式、鏈方式、塊方式。向量方式、鏈方式、塊方式。盤地址盤地址 關鍵字關鍵字 數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項 4200 1001 4205 1002 4210 1003 4215 100410031004100210014210420042054215順序文件的查找主要為順序查找、折半查找等順序文件的查找主要為順序查找、折半查找等向量方式向量方式 ： 邏輯結(jié)構(gòu)同物理結(jié)構(gòu)一致；邏輯結(jié)構(gòu)同物理結(jié)構(gòu)一致；鏈方式鏈方式 ： 通過指針連結(jié)邏輯順序；通過指針連結(jié)邏輯順序；塊方式塊方式 ： 上述兩種方式的結(jié)合（塊內(nèi)是向量方式上述兩種方式的結(jié)合（塊內(nèi)是向量方式 ，塊間是鏈方，塊間是鏈方式式 ）物

7、理地址邏輯地址內(nèi)容鏈方式鏈方式 存儲內(nèi)容包括：存儲內(nèi)容包括： 1.記錄本身（主文件）記錄本身（主文件） 2.若干索引表若干索引表 這種帶有索引表的文件叫這種帶有索引表的文件叫索引文件索引文件。2)索引文件索引文件（index file） 索引表中列出：索引表中列出： 1.記錄的關鍵字記錄的關鍵字 2.記錄在文件中的位置（地址）。記錄在文件中的位置（地址）?；《翁柣《翁?23302左多邊形左多邊形350234021201右多邊形右多邊形00401弧段坐標數(shù)據(jù)弧段坐標數(shù)據(jù)弧段數(shù)據(jù)文件弧段數(shù)據(jù)文件弧段號弧段號123302物理地址物理地址74126214弧段索引表弧段索引表如已知一多邊形坐標數(shù)據(jù)文件，

8、可建立索引文件如已知一多邊形坐標數(shù)據(jù)文件，可建立索引文件多邊形號多邊形號 坐標點數(shù)坐標點數(shù)1001 102x1 y1x2 y2x3 y3 . x101 y101x1 y1200 65x1 y1x2 y2.x64 y64x1 y12006 86x1 y1 索引文件索引文件 索引有序文件索引有序文件多邊形號多邊形號 物理地址物理地址 多邊形號多邊形號 物理地址物理地址1001 200 200 10012006 2006有序有序無序無序 讀取記錄時，只要提供記錄的關鍵字值，系讀取記錄時，只要提供記錄的關鍵字值，系統(tǒng)通過查找索引表獲得記錄的位置，然后取統(tǒng)通過查找索引表獲得記錄的位置，然后取出該記錄。出

9、該記錄。索引表一般都是經(jīng)過排序的，也可以是非順索引表一般都是經(jīng)過排序的，也可以是非順序的；可以是單級索引，也可以是多級索引，序的；可以是單級索引，也可以是多級索引，多級索引可以提高查找速度，但占用的存儲多級索引可以提高查找速度，但占用的存儲空間較大空間較大. 3）、隨機文件（）、隨機文件（direct access file） 隨機文件又稱隨機文件又稱直接文件直接文件，其存儲是根據(jù)記錄，其存儲是根據(jù)記錄關鍵字的值，通過某種轉(zhuǎn)換方法得到一個物理關鍵字的值，通過某種轉(zhuǎn)換方法得到一個物理存儲位置，然后把記錄存儲在該位置上。查找存儲位置，然后把記錄存儲在該位置上。查找時，通過同樣的轉(zhuǎn)換方法，可以直接得

10、到所需時，通過同樣的轉(zhuǎn)換方法，可以直接得到所需要的記錄要的記錄 。通過通過hash函數(shù)（哈希函數(shù)）函數(shù)（哈希函數(shù)）把關鍵字轉(zhuǎn)換為地址進行存取的文件。把關鍵字轉(zhuǎn)換為地址進行存取的文件。 d= f（key)哈希函數(shù)哈希函數(shù) 倒排文件倒排文件是帶有輔索引的文件，其中輔索引是按是帶有輔索引的文件，其中輔索引是按照一些輔關鍵字來組織索引的（注意：索引文件照一些輔關鍵字來組織索引的（注意：索引文件是按照記錄的主關鍵字來構(gòu)造索引的，也叫主索是按照記錄的主關鍵字來構(gòu)造索引的，也叫主索引）。引）。 倒排文件是一種多關鍵字的索引文件，其中的索倒排文件是一種多關鍵字的索引文件，其中的索引不能唯一標識記錄，往往同一索

11、引指向若干記引不能唯一標識記錄，往往同一索引指向若干記錄。通過輔索引不能直接讀取記錄，而要通過主錄。通過輔索引不能直接讀取記錄，而要通過主關鍵字才能查到記錄的位置。關鍵字才能查到記錄的位置。4）倒排文件）倒排文件（inverted file ） 倒排文件的主要優(yōu)點：倒排文件的主要優(yōu)點： 在處理多索引檢索時，可以在輔檢索中先完成查在處理多索引檢索時，可以在輔檢索中先完成查詢的詢的交交、并并等邏輯運算，得到結(jié)果后再等邏輯運算，得到結(jié)果后再對記錄進行存取，從而提高查找速度對記錄進行存取，從而提高查找速度.地段號地段號12345678910地貌類型地貌類型緩坡緩坡垣面垣面陡坡陡坡溝道溝道緩坡緩坡緩坡緩

12、坡陡坡陡坡垣面垣面寬梁頂寬梁頂緩坡緩坡坡度坡度5-101515335-10坡向坡向半陰半陰陽陽陽陽半陽半陽陰陰半陽半陽陰陰陽陽陽陽半陽半陽利用現(xiàn)狀利用現(xiàn)狀林地林地農(nóng)地農(nóng)地牧地牧地林地林地林地林地林地林地牧地牧地農(nóng)地農(nóng)地農(nóng)地農(nóng)地林地林地次關鍵字次關鍵字陡坡陡坡垣面垣面溝道溝道寬梁頂寬梁頂緩坡緩坡地塊號地塊號3,72,8491,5,6,10次關鍵字次關鍵字陰陰半陽半陽半陰半陰陽陽地塊號地塊號5,74,6,1012,3,8,9土地資源文件土地資源文件次關鍵字次關鍵字農(nóng)地農(nóng)地林地林地牧地牧地地塊號地塊號2.8.91,4,5,6,103,7數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫是是存儲在計算機中、是存儲在計算機中、按一定數(shù)據(jù)模

13、型組織、可共享按一定數(shù)據(jù)模型組織、可共享的數(shù)據(jù)集合，的數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)用于各這些數(shù)據(jù)用于各種應用系統(tǒng)中。種應用系統(tǒng)中。 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的特點：數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的特點：l 數(shù)據(jù)是持久的數(shù)據(jù)是持久的l 數(shù)據(jù)是集成的數(shù)據(jù)是集成的l 數(shù)據(jù)是共享的數(shù)據(jù)是共享的l 數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存3、數(shù)據(jù)庫（、數(shù)據(jù)庫（database，簡稱，簡稱db）應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序34、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（dbms）dbms(database management system)是位是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它于用戶

14、與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它提提供了數(shù)據(jù)庫的訪問接口。供了數(shù)據(jù)庫的訪問接口。dbms的主要功能的主要功能:l 數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)定義功能l 數(shù)據(jù)操作功能數(shù)據(jù)操作功能l 數(shù)據(jù)庫運行管理（恢復、并發(fā)控制、安全性、完整性）數(shù)據(jù)庫運行管理（恢復、并發(fā)控制、安全性、完整性）l數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能dbms的目的：的目的：提供方便地、有效地存取數(shù)據(jù)庫信息的環(huán)境。提供方便地、有效地存取數(shù)據(jù)庫信息的環(huán)境。硬件硬件應用開發(fā)系統(tǒng)應用開發(fā)系統(tǒng)dbms操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)dbms在信息系統(tǒng)中的位置在信息系統(tǒng)中的位置5、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（database system dbs）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是

15、指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，包括：系統(tǒng)，包括： 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具） 應用系統(tǒng)應用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員 用戶用戶 dbs = db + dbms + application + dba + userdatabase administrator數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫最終用戶最終用戶應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)應用開發(fā)工具應用開發(fā)工具dbms操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員應用程序員應用程序員小知識點：文件處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)小知識點：文件處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)

16、據(jù)定義使用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義，利用文數(shù)據(jù)定義使用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義，利用文件形式存儲，稱之為文件處理系統(tǒng)。件形式存儲，稱之為文件處理系統(tǒng)。文件處理系統(tǒng)文件處理系統(tǒng) 文件處理系統(tǒng)缺點：文件處理系統(tǒng)缺點： 首先每個應用程序都必須直接訪問所使用首先每個應用程序都必須直接訪問所使用的數(shù)據(jù)文件，應用程序完全依賴于數(shù)據(jù)文的數(shù)據(jù)文件，應用程序完全依賴于數(shù)據(jù)文件的存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)文件修改時應用程序件的存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)文件修改時應用程序也隨之修改；也隨之修改； 其次的是數(shù)據(jù)文件的共享程度差；其次的是數(shù)據(jù)文件的共享程度差； 另外缺乏集中控制也會帶來一系列數(shù)據(jù)庫另外缺乏集中控制也會帶來一系列數(shù)據(jù)庫的安全問題。的安全問題

17、。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（database management system，dbms）是在文件處理系統(tǒng)的基礎）是在文件處理系統(tǒng)的基礎上進一步發(fā)展的系統(tǒng)。上進一步發(fā)展的系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 可以認為，可以認為，dbmsdbms在用戶應用程序和數(shù)據(jù)文在用戶應用程序和數(shù)據(jù)文件之間起到了橋梁作用。件之間起到了橋梁作用。 dbms優(yōu)點：優(yōu)點： dbms優(yōu)點是提供了數(shù)據(jù)獨立性，即應用優(yōu)點是提供了數(shù)據(jù)獨立性，即應用程序訪問數(shù)據(jù)文件時，不必知道數(shù)據(jù)文件程序訪問數(shù)據(jù)文件時，不必知道數(shù)據(jù)文件的物理存儲結(jié)構(gòu)。當數(shù)據(jù)文件的存儲結(jié)構(gòu)的物理存儲結(jié)構(gòu)。當數(shù)據(jù)文件的存儲結(jié)構(gòu)改變時，不必改變應用程

18、序改變時，不必改變應用程序 。 空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫指的是地理信息系統(tǒng)在計算機指的是地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲的與應用相關的地理物理存儲介質(zhì)上存儲的與應用相關的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般以特定結(jié)構(gòu)的文件空間數(shù)據(jù)的總和，一般以特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲介質(zhì)之上的。的形式組織在存儲介質(zhì)之上的。 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)則是指對物理介質(zhì)上則是指對物理介質(zhì)上存儲的地理空間數(shù)據(jù)進行語義和邏輯上的存儲的地理空間數(shù)據(jù)進行語義和邏輯上的定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢檢索和存定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢檢索和存取功能，以及能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進行有效的取功能，以及能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進行有效的維護和

19、更新的一套軟件系統(tǒng)。維護和更新的一套軟件系統(tǒng)。小知識點：空間數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)小知識點：空間數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)二、空間數(shù)據(jù)模型二、空間數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)模型 1）層次模型）層次模型 樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述了各類客體及客體之間的聯(lián)系。描述了各類客體及客體之間的聯(lián)系。然而，層次模型限制每個客體類最多只能有然而，層次模型限制每個客體類最多只能有一個雙親客體類，而一個雙親客體則可有多一個雙親客體類，而一個雙親客體則可有多個子女客體類。個子女客體類。 雙親和子女客體類之間即形成了所謂的層次雙親和子女客體類之間即形成了所謂的層次關系。關系。優(yōu)點優(yōu)點：層次分明，組織

20、有序；層次分明，組織有序；缺點：缺點：數(shù)據(jù)獨立性較差；難以表達多對多的關系；導數(shù)據(jù)獨立性較差；難以表達多對多的關系；導致數(shù)據(jù)冗余致數(shù)據(jù)冗余n1n4 n1n3 n3n4 n1n4 n2n4 n1n2 n2n4 n3n4 n2n3 abca3 a4 a6 a3 a5 a1 a5 a6 a2 用戶區(qū)abc a1 a2a3 a4 a5 a6n1n2n3n42）網(wǎng)絡模型）網(wǎng)絡模型 圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點：能描述多對多關系優(yōu)點：能描述多對多關系缺點：結(jié)構(gòu)復雜，限制它在空間數(shù)據(jù)表達中的應用缺點：結(jié)構(gòu)復雜，限制它在空間數(shù)據(jù)表達中的應用a1 a2 a3 a4 a5 a6 abc用戶區(qū)n1 n2 n3 n4ab

21、c a1 a2a3 a4 a5 a6 n1n2n3n43）關系模型）關系模型 表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 80年代后主導數(shù)據(jù)庫是基于年代后主導數(shù)據(jù)庫是基于關系模型。關系模型。關系模型的關系模型的理論基礎是關系理論，它通過關系運算操作數(shù)據(jù)。理論基礎是關系理論，它通過關系運算操作數(shù)據(jù)。優(yōu)點：概念簡單，結(jié)構(gòu)靈活，易理解，易維護；有標優(yōu)點：概念簡單，結(jié)構(gòu)靈活，易理解，易維護；有標準的關系查詢語言準的關系查詢語言sql支持。支持。缺點：不適合描述非結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)缺點：不適合描述非結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)a a3 a4 a6ba1 a3 a5ca2 a5 a6a1n1 n2a2n2 n3a3n1 n4a4n1 n3a5n2

22、n4a6n3 n4abc a1 a2a3 a4 a5 a6 n1n2n3n4 關系模型中的有關概念關系模型中的有關概念 關系關系：關系是一個二維表，表的每行對應一個元組，表的每關系是一個二維表，表的每行對應一個元組，表的每一列對應一個域。一列對應一個域。 關鍵字關鍵字：關系中的某一屬性組，若它的值唯一地標識了一個關系中的某一屬性組，若它的值唯一地標識了一個元組，則稱該屬性組為候選關鍵字。若一個關系中有多個元組，則稱該屬性組為候選關鍵字。若一個關系中有多個候選關鍵字，則選定一個為主關鍵字。候選關鍵字，則選定一個為主關鍵字。 關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫：一系列關系的集合構(gòu)成一個關系數(shù)據(jù)庫。關系一系列關系

23、的集合構(gòu)成一個關系數(shù)據(jù)庫。關系數(shù)據(jù)庫有型、值之分。數(shù)據(jù)庫有型、值之分。 關系完整性關系完整性：即指關系的正確性、相容性和有效性。它是給即指關系的正確性、相容性和有效性。它是給定的關系模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的所有制約和依存規(guī)則，用定的關系模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的所有制約和依存規(guī)則，用以限定數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)變化，從而保證數(shù)據(jù)的正確、相以限定數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)變化，從而保證數(shù)據(jù)的正確、相容和有效。容和有效。 關系模型的完整性有三類：實體的完整性、關系模型的完整性有三類：實體的完整性、參照完整性和用戶定義的完整性參照完整性和用戶定義的完整性 范式范式：關系滿足某種規(guī)范化的形式稱為范式。：關系滿足某種規(guī)范化的形式

24、稱為范式。從一個低一級范式的關系模式，通過模式從一個低一級范式的關系模式，通過模式分解轉(zhuǎn)換為若干個高一級關系模式集合的分解轉(zhuǎn)換為若干個高一級關系模式集合的過程，叫做過程，叫做規(guī)范化規(guī)范化。 第一范式第一范式：關系中的每個屬性是原子的、：關系中的每個屬性是原子的、不可分割的數(shù)據(jù)項。在關系數(shù)據(jù)庫中，若不可分割的數(shù)據(jù)項。在關系數(shù)據(jù)庫中，若一個關系模式滿足一個關系模式滿足1nf，它就是合法的。，它就是合法的。非第一范式關系表polygonarcspolygon1arc#arc-lengtharc1100arc2133arc3150polygon2arc1100arc4166第一范式關系表polygon

25、# arc#arc-lengthpolygon1arc1100polygon1arc2133polygon1arc3150polygon2arc1100polygon2arc4166 第二范式：第二范式：是指關系在滿足是指關系在滿足1nf的基礎上，的基礎上，每一個非主屬性每一個非主屬性完全完全函數(shù)依賴于該關系的函數(shù)依賴于該關系的關鍵字。即當一個非關鍵字字段關鍵字。即當一個非關鍵字字段部分部分地函地函數(shù)依賴于關鍵字時，就違反了數(shù)依賴于關鍵字時，就違反了2nf。分解為第二范式分解為第二范式的關系表的關系表*學生學號學生學號學生姓名學生姓名性別性別課程名稱課程名稱籍貫籍貫成績成績*學生學號學生學號學

26、生姓名學生姓名性別性別*課程名稱課程名稱籍貫籍貫成績成績*學生學號學生學號非第二范式關系表非第二范式關系表 第三范式第三范式：指關系在滿足第二范式的基礎：指關系在滿足第二范式的基礎上，其非關鍵字屬性（即非主屬性）既非上，其非關鍵字屬性（即非主屬性）既非函數(shù)依賴，也不傳遞依賴于關鍵字，即屬函數(shù)依賴，也不傳遞依賴于關鍵字，即屬于于3nf的關系，其非關鍵字屬性之間都是的關系，其非關鍵字屬性之間都是獨立的，不存在函數(shù)依賴關系獨立的，不存在函數(shù)依賴關系非第三范式關系中非第三范式關系中的傳遞依賴的傳遞依賴* 生學號生學號學生姓名學生姓名性別性別分解成兩個第三范分解成兩個第三范式關系式關系學生所在系學生所在

27、系出生日期出生日期籍貫籍貫系所在地點系所在地點* 生學號生學號學生姓名學生姓名性別性別學生所在系學生所在系出生日期出生日期籍貫籍貫系所在地點系所在地點*學生所在系學生所在系傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型存在的主要問題傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型存在的主要問題（黃杏元，地黃杏元，地理信息系統(tǒng)概論理信息系統(tǒng)概論）1.以記錄為基礎的結(jié)構(gòu)不能很好的面向用戶和應用以記錄為基礎的結(jié)構(gòu)不能很好的面向用戶和應用2.不能以自然的方式表示客體之間的聯(lián)系不能以自然的方式表示客體之間的聯(lián)系3.語義貧乏語義貧乏4.數(shù)據(jù)類型太少，難以滿足應用需要數(shù)據(jù)類型太少，難以滿足應用需要面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型（自學）面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型（自學）1、概念、概念 a.

28、基本思想基本思想：面向?qū)ο蟮幕舅枷胧峭ㄟ^面向?qū)ο蟮幕舅枷胧峭ㄟ^對問題領域進行自然分割，用更接近人類對問題領域進行自然分割，用更接近人類通常思維的方式建立問題領域的模型，并通常思維的方式建立問題領域的模型，并進行結(jié)構(gòu)模擬和行為模擬，從而使設計出進行結(jié)構(gòu)模擬和行為模擬，從而使設計出的軟件能盡可能地直接表現(xiàn)出問題的求解的軟件能盡可能地直接表現(xiàn)出問題的求解過程過程。b.一些術語的基本概念一些術語的基本概念： 對象對象對象標識對象標識對象狀態(tài)對象狀態(tài)對象功能對象功能私有消息私有消息公有消息公有消息polygonobjectarcobjectfunction（perimeter） 類類 消息消息 方法

29、方法2.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的四種核心技術面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的四種核心技術n 分類分類n 概括概括n 聚集聚集n 聯(lián)合聯(lián)合空間對象類空間對象類多邊形對象類多邊形對象類弧段對象類弧段對象類is a圖層對象類圖層對象類多邊形對象類多邊形對象類弧段對象類弧段對象類is-part-of3、面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) a.基本含義基本含義：（見課本） 面向?qū)ο蟮牡乩砟Ｐ偷暮诵氖菍γ嫦驅(qū)ο蟮牡乩砟Ｐ偷暮诵氖菍碗s對復雜對象象的模擬和操作的模擬和操作 b.復雜對象定義及其特點：復雜對象定義及其特點： 面向?qū)ο蟮牡乩砟Ｐ偷暮诵氖菍γ嫦驅(qū)ο蟮牡乩砟Ｐ偷暮诵氖菍碗s對復雜對象象的

30、模擬和操作的模擬和操作 定義定義：所謂復雜對象是指具有復雜結(jié)構(gòu)：所謂復雜對象是指具有復雜結(jié)構(gòu)和操作的對象。復雜對象可以由多種關系和操作的對象。復雜對象可以由多種關系聚合抽象而成，或由不同類型的對象構(gòu)成，聚合抽象而成，或由不同類型的對象構(gòu)成，或具有復雜的嵌套關系等?；蚓哂袕碗s的嵌套關系等。復雜對象的特點復雜對象的特點： 一個復雜對象由多個成員對象構(gòu)成，每個一個復雜對象由多個成員對象構(gòu)成，每個成員對象又可參與其他對象的構(gòu)成成員對象又可參與其他對象的構(gòu)成 具有多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 一個復雜對象的不同部分可由不同的數(shù)據(jù)一個復雜對象的不同部分可由不同的數(shù)據(jù)模型所支持模型所支持。c.面向?qū)ο蟮乩砟?/p>

31、型的特點面向?qū)ο蟮乩砟Ｐ偷奶攸c 可充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點可充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點 具有可擴充性具有可擴充性 可以模擬和操縱復雜對象可以模擬和操縱復雜對象d.gis中面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 在在gis的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，通?？梢园训拿嫦?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，通常可以把空間數(shù)據(jù)抽象為點、線、面三種簡單的地物類型，空間數(shù)據(jù)抽象為點、線、面三種簡單的地物類型，作為三種簡單對象作為三種簡單對象： 點狀地物點狀地物 線狀地物線狀地物 面狀地物面狀地物一個地理實體可以由這三種簡單對象之一構(gòu)成,復雜的地理實體可以由多種簡單對象構(gòu)成,甚至可以由其他復雜對象構(gòu)成工作區(qū)工

32、作區(qū)1工作區(qū)工作區(qū)2工作區(qū)工作區(qū)3工作區(qū)工作區(qū)n圖層圖層1圖層圖層2圖層圖層3圖層圖層n地物地物1地物地物2地物地物3地物地物n點狀地物點狀地物線狀地物線狀地物面狀地物面狀地物標識碼標識碼屬性表屬性表結(jié)點結(jié)點弧段弧段標識碼標識碼注記注記屬性表屬性表結(jié)點坐標結(jié)點坐標始點始點終點終點左面左面右面右面標識碼標識碼三、三、 空間數(shù)據(jù)管理中的數(shù)據(jù)庫技術空間數(shù)據(jù)管理中的數(shù)據(jù)庫技術（一）、關系數(shù)據(jù)庫技術（一）、關系數(shù)據(jù)庫技術 1970年年ibm公司的公司的e.f.codd提出了關系模型理論，提出了關系模型理論，奠定了關系數(shù)據(jù)庫的理論基礎；奠定了關系數(shù)據(jù)庫的理論基礎； 20世紀世紀70年代末，年代末，ibm公

33、司在公司在ibm370系列機上成功系列機上成功實現(xiàn)了原型系統(tǒng)實現(xiàn)了原型系統(tǒng)system r； 20世紀世紀80年代以來，年代以來，關系數(shù)據(jù)庫成為關系數(shù)據(jù)庫成為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫主流主流。1、關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是建立在關系模型上的數(shù)關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是建立在關系模型上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；據(jù)庫系統(tǒng)； 在關系模型中，現(xiàn)實世界中的實體以及實在關系模型中，現(xiàn)實世界中的實體以及實體間的各種聯(lián)系均用關系表示；體間的各種聯(lián)系均用關系表示； 關系數(shù)據(jù)庫是表的集合。關系數(shù)據(jù)庫是表的集合。 l 關系模式關系模式: :關系名關系名( (屬性屬性1,1,屬性屬性2 2. .屬性屬性n)n)l

34、 關系關系: : 通常說的表通常說的表; ;l 元組元組: 關系表中的一行關系表中的一行;l 屬性屬性: 關系表中的一列關系表中的一列;l 主碼主碼: 能唯一確定元組的某屬性組能唯一確定元組的某屬性組;l 域域: 屬性的取值范圍屬性的取值范圍;l 分量分量: 元組中的一個屬性值元組中的一個屬性值關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為:地塊號地塊號面積面積km2使用類型使用類型 植被植被10010.3綠化綠化草地草地10020.5小區(qū)小區(qū)樹木樹木10030.8綠化綠化灌木灌木關系模式關系模式:土地利用土地利用(地塊號、面積、使用類型、植被）地塊號、面積、使用類型、植被）關關系系 屬性屬

35、性元元組組2 2、關系的基本性質(zhì)、關系的基本性質(zhì)1）列是同質(zhì)的（）列是同質(zhì)的（homogeneous），即每一列中的），即每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來自同一個域。分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來自同一個域。3）列的順序無所謂，即列的次序可以任意交換。）列的順序無所謂，即列的次序可以任意交換。3）任意兩個元組不能完全相同。）任意兩個元組不能完全相同。4）行的順序無所謂，即行的次序可以任意交換。）行的順序無所謂，即行的次序可以任意交換。5）分量必須取原子值，即每一個分量都必須是不可）分量必須取原子值，即每一個分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項。分的數(shù)據(jù)項。（二）、（二）、 sql查詢語言（查詢語言（結(jié)構(gòu)化查

36、詢語言）結(jié)構(gòu)化查詢語言） 數(shù)據(jù)庫的核心應用是數(shù)據(jù)庫的查詢，查詢語言從數(shù)數(shù)據(jù)庫的核心應用是數(shù)據(jù)庫的查詢，查詢語言從數(shù)據(jù)庫中請求獲取信息的語言，據(jù)庫中請求獲取信息的語言， 是過程化的查詢語言。是過程化的查詢語言。 sql（structure query language)是數(shù)據(jù)庫查詢語是數(shù)據(jù)庫查詢語言，言，1986年由美國國家標準化協(xié)會（年由美國國家標準化協(xié)會（ansi american national standards institute），國際標準化組織（），國際標準化組織（iso international organization for standardization)批批準作為準作

37、為關系數(shù)據(jù)庫查詢標準語言關系數(shù)據(jù)庫查詢標準語言。 1、 sql查詢語言概述查詢語言概述1） sql查詢語言的發(fā)展查詢語言的發(fā)展 sql-86、 sql-89、 sql-92(sql2)、 sql-99(sql3) sql數(shù)據(jù)庫查詢語言已是國際標數(shù)據(jù)庫查詢語言已是國際標準準，大部分，大部分dbms產(chǎn)品都支持產(chǎn)品都支持sql，成為操作數(shù)據(jù)庫的標準語言。，成為操作數(shù)據(jù)庫的標準語言。它對其它領域產(chǎn)生很大影響。它對其它領域產(chǎn)生很大影響。它是綜合的、通用的、功能強、簡單易學的語言。它是綜合的、通用的、功能強、簡單易學的語言。2) sql查詢語言的主要功能查詢語言的主要功能sql提供的主要功能包括：提供的主

38、要功能包括： 數(shù)據(jù)的定義；數(shù)據(jù)的定義； 數(shù)據(jù)的操作；數(shù)據(jù)的操作； 數(shù)據(jù)的控制；數(shù)據(jù)的控制； 數(shù)據(jù)的查詢。數(shù)據(jù)的查詢。 select 的簡單查詢功能是對一個數(shù)據(jù)庫表進行查的簡單查詢功能是對一個數(shù)據(jù)庫表進行查詢，以便選擇表中某些列或某些行。詢，以便選擇表中某些列或某些行。 2、sql查詢語言中核心查詢語言中核心select語句語句 sql查詢語言中查詢語言中數(shù)據(jù)的查詢動詞是數(shù)據(jù)的查詢動詞是select1） select 的簡單查詢功能的簡單查詢功能 當數(shù)據(jù)庫查詢只涉及到一張表時，查詢的目的是選當數(shù)據(jù)庫查詢只涉及到一張表時，查詢的目的是選擇符合條件的某些列或行。擇符合條件的某些列或行。 select

39、語句的一般形式為：語句的一般形式為： all *select distinct 選擇表選擇表 from 基表名基表名 where 條件表達式條件表達式 group by 列名列名1 having條件表達式條件表達式 order by 列名列名2 asc desc 對查詢結(jié)果對查詢結(jié)果列名列名排序排序選擇形成的結(jié)果表選擇形成的結(jié)果表 對查詢結(jié)果按對查詢結(jié)果按列名列名分組分組 目標列表達式目標列表達式所查詢的表所查詢的表查詢條件查詢條件根據(jù)根據(jù)where 子句的條件表達式，從子句的條件表達式，從from子句的表中，找出子句的表中，找出滿足條件的元組，按滿足條件的元組，按select子句的目標列表達

40、式選出元組中子句的目標列表達式選出元組中的屬性，形成結(jié)果表。的屬性，形成結(jié)果表。2 2）wherewhere 子句子句 where where 子句中寫條件表達式子句中寫條件表達式 where where 子句中可嵌套子句中可嵌套select select 語句語句 group子句，則將結(jié)果按子句，則將結(jié)果按的值進行的值進行分組，該屬性列值相等的元組為一組，占結(jié)果分組，該屬性列值相等的元組為一組，占結(jié)果表的一條記錄。表的一條記錄。 group子句可帶子句可帶having短語，輸出指定條件短語，輸出指定條件的組。的組。 havinghaving子句作用于組，從中選擇滿足條件的組，子句作用于組，從

41、中選擇滿足條件的組， having子句中可使用聚集函數(shù)子句中可使用聚集函數(shù)3 3）group bygroup by（對元組進行分組）（對元組進行分組）將結(jié)果按將結(jié)果按的值進行升序或降序排序的值進行升序或降序排序升序升序asc（缺?。?、降序（缺省）、降序desc對于空值，若升序，含空值的元組最先顯示；對于空值，若升序，含空值的元組最先顯示； 若降序，含空值的元組最后顯示若降序，含空值的元組最后顯示.4）order by子句（對查詢結(jié)果排序子句（對查詢結(jié)果排序）3 3、sqlsql查詢中的聚合函數(shù)查詢中的聚合函數(shù)聚合函數(shù)聚合函數(shù)把一列中的值進行聚合運算，然后返回把一列中的值進行聚合運算，然后返回值

42、的函數(shù)。值的函數(shù)。五個預定義的聚合函數(shù)為：五個預定義的聚合函數(shù)為： 平均值：平均值：avgavg（字段名）（字段名） 總和：總和： sumsum（字段名）（字段名） 最小值：最小值：minmin（字段名）（字段名） 最大值：最大值：maxmax（字段名）（字段名） 計數(shù)：計數(shù)： countcount（字段名）（字段名） 如如count(country)count(country)4、 gis中中sql查詢查詢-例例1select from wheregis中中sql查詢例查詢例2查世界地圖屬性表中有多少國家查世界地圖屬性表中有多少國家?總?cè)丝诳側(cè)丝?總面積總面積?5、sql 的多表查詢功能的多

43、表查詢功能 1）多表的連接查詢多表的連接查詢 對數(shù)據(jù)庫進行查詢涉及到幾張表時，稱連接查詢。對數(shù)據(jù)庫進行查詢涉及到幾張表時，稱連接查詢。多表的連接查詢多表的連接查詢: 表格的連接查詢其數(shù)據(jù)需要從多個表中獲取，它實表格的連接查詢其數(shù)據(jù)需要從多個表中獲取，它實際上是將具有公共字段的表合并成一個表，再進行際上是將具有公共字段的表合并成一個表，再進行select 查詢。查詢。 具體的說，在具體的說，在select語句中語句中基表名多于一個；基表名多于一個； select語句條件表達式中要添加語句條件表達式中要添加匹配不同表的記匹配不同表的記錄的語句。錄的語句。多表的連接查詢例多表的連接查詢例 多表多表連

44、接查詢連接查詢: 在在select語句中語句中基表名多于一個；基表名多于一個； select語句條件表達式中要添加語句條件表達式中要添加匹配不同表的記匹配不同表的記錄的語句。錄的語句。如如查出美國地圖數(shù)據(jù)中總?cè)丝诖笥诓槌雒绹貓D數(shù)據(jù)中總?cè)丝诖笥?000萬萬 且洲府人且洲府人口大于口大于20萬的洲萬的洲 。 select * from states, statecap where states.state = statecap .state and states.pop_199010000000 and statecap.pop_1990 2000002） sql 的嵌套查詢功能的嵌套查詢功能

45、sql的嵌套查詢是指在的嵌套查詢是指在sql查詢語句的查詢語句的where功能功能中嵌入另一個中嵌入另一個select查詢子語句。查詢子語句。 當進行當進行sql的嵌套查詢時，自下而上的嵌套查詢時，自下而上 (由里向外由里向外)的的進行進行，即通常首先進行即通常首先進行select的子查詢，而后再作的子查詢，而后再作進一步的查詢。這種層層嵌套方式，真是進一步的查詢。這種層層嵌套方式，真是sql“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化化”的含義。的含義。 嵌套查詢功能例嵌套查詢功能例例例 mapinfo中的嵌套查詢中的嵌套查詢求世界地圖中同伊拉克處于同一州的國家求世界地圖中同伊拉克處于同一州的國家 select count

46、ry,continent from world where continent = (select continent from world where country=“iraq”) 首先求出伊拉克處于那個州；首先求出伊拉克處于那個州；之后求出同伊拉克處于同一州的國家之后求出同伊拉克處于同一州的國家6、非標準、非標準sql查詢查詢 非標準非標準sql查詢主要指對空間數(shù)據(jù)的查詢查詢主要指對空間數(shù)據(jù)的查詢. 在在mapinfo中表示在中表示在select語句中增加了地理語句中增加了地理函數(shù)和地理運算符函數(shù)和地理運算符. 例例 mapinfo中的嵌套查詢中的嵌套查詢 求美國求美國“i 10”號高速

47、公路經(jīng)過哪幾個洲？號高速公路經(jīng)過哪幾個洲？ 先先美國高速公路中美國高速公路中找出找出 “i10”號高速公路；號高速公路； 再找再找“i 10”號高速公路經(jīng)過哪幾個洲號高速公路經(jīng)過哪幾個洲。where states.obj contains us_hiway.obj and (states.obj intersect (select obj from us_hiway whereus_hiway.highway= “i 10”)地地 理理 運運 算算 符符從選擇出從選擇出us_hiway中選出中選出i 10實現(xiàn)求交實現(xiàn)求交將兩表建立聯(lián)系將兩表建立聯(lián)系（三）、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（三）、面向?qū)?/p>

48、象的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)被稱為第三代數(shù)據(jù)庫面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)被稱為第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它吸取了面向?qū)ο蟪绦蛟O計概念和思想。系統(tǒng)，它吸取了面向?qū)ο蟪绦蛟O計概念和思想。 它支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所它支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)庫特征。有的數(shù)據(jù)庫特征。 它自它自1989年出現(xiàn)曾很活躍，試圖成為標準，但未年出現(xiàn)曾很活躍，試圖成為標準，但未成氣候。成氣候。1、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點 能完整的描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，表達數(shù)據(jù)間的能完整的描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，表達數(shù)據(jù)間的嵌套、遞歸。嵌套、遞歸。 利用面向?qū)?/p>

49、象的技術的封裝性，繼承性，從提高了利用面向?qū)ο蟮募夹g的封裝性，繼承性，從提高了軟件的可重用性。軟件的可重用性。2 2、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)l 以關系數(shù)據(jù)庫和以關系數(shù)據(jù)庫和sqlsql為基礎的擴展關系型為基礎的擴展關系型 例如美國加州伯克利分校的例如美國加州伯克利分校的posrgresposrgres就是以就是以ingresingres關關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎，擴展了抽象數(shù)據(jù)類型系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎，擴展了抽象數(shù)據(jù)類型adt(abstract data type)adt(abstract data type)，具有面向?qū)ο蟮奶匦?。，具有面向?qū)ο蟮奶匦?。l 以面向?qū)ο蟮某?/p>

50、序設計語言為基礎以面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言為基礎, , 支持面向?qū)ο竽ＶС置嫦驅(qū)ο竽Ｐ?。型?例如美國例如美國ontologicontologic公司的公司的ontosontos是以面向?qū)ο笫且悦嫦驅(qū)ο蟪绦蛟O計語言程序設計語言c+c+為基礎的。為基礎的。l 建立新的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模建立新的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。型。 例如法國例如法國o2 technology o2 technology 公司的公司的o2o2。 （四）、對象（四）、對象-關系數(shù)據(jù)庫技術關系數(shù)據(jù)庫技術 對象對象-關系數(shù)據(jù)庫是介于關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和關系數(shù)據(jù)庫是介于關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和對對象數(shù)據(jù)庫管理

51、系統(tǒng)中間，由象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中間，由關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)合而成的數(shù)據(jù)庫管理向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)合而成的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)。1、對象、對象-關系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點關系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點 對象對象-關系數(shù)據(jù)庫除了具有關系數(shù)據(jù)庫的特點外關系數(shù)據(jù)庫除了具有關系數(shù)據(jù)庫的特點外,將其進行擴充將其進行擴充,使其能直接存儲和管理空間幾何數(shù)使其能直接存儲和管理空間幾何數(shù)據(jù)。表現(xiàn)在：據(jù)。表現(xiàn)在：l 允許用戶擴充基本數(shù)據(jù)類型允許用戶擴充基本數(shù)據(jù)類型;l 支持支持sql查詢；查詢；l 支持類、數(shù)據(jù)、函數(shù)的繼承；支持類、數(shù)據(jù)、函數(shù)的繼承；l 提供功能強大的同其它對象提供功能強大的同其它

52、對象-關系集成的規(guī)則系關系集成的規(guī)則系統(tǒng)。統(tǒng)。2、對象、對象-關系數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)方法關系數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)方法l 開發(fā)新的對象開發(fā)新的對象-關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不現(xiàn)實。關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不現(xiàn)實。l 在現(xiàn)有關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎上，進行擴展：在現(xiàn)有關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎上，進行擴展：對關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)核心擴充，增加對象特性；對關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)核心擴充，增加對象特性；不改變關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)核心，而是在關系數(shù)據(jù)庫不改變關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)核心，而是在關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外提供對象系統(tǒng)外提供對象-關系應用編程接口，實現(xiàn)到關關系應用編程接口，實現(xiàn)到關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的映象查詢。系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的映象查詢。l 將關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)同其它對象將關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

53、同其它對象-關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或?qū)ο蠡驅(qū)ο?關系型引擎連接。關系型引擎連接。目前著名的對象目前著名的對象-關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如如oracle 8.0; informix 9.0（五）、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術（五）、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三種主要結(jié)構(gòu)模式、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三種主要結(jié)構(gòu)模式l 單用戶結(jié)構(gòu)庫式單用戶結(jié)構(gòu)庫式l 客戶客戶/服務器（服務器（c/s）結(jié)構(gòu)模式）結(jié)構(gòu)模式l web（b/s）結(jié)構(gòu)模式）結(jié)構(gòu)模式1）單用戶結(jié)構(gòu)庫式單用戶結(jié)構(gòu)庫式應用程序、應用程序、dbms、數(shù)據(jù)、都在一臺機器上，有一、數(shù)據(jù)、都在一臺機器上，有一個用戶獨占。個用戶獨占。 將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分成前臺的客戶應用

54、程序和后臺的服將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分成前臺的客戶應用程序和后臺的服務部分，其間通過網(wǎng)絡連接，由務部分，其間通過網(wǎng)絡連接，由客戶機和服務器客戶機和服務器共同共同完成處理任務。完成處理任務。 客戶客戶/服務器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的服務器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心是客戶應用核心是客戶應用程序只通過程序只通過sql向服務器發(fā)服務請求，服務器完成任向服務器發(fā)服務請求，服務器完成任務后，將結(jié)果發(fā)回給客戶應用程序，服務器的工作對務后，將結(jié)果發(fā)回給客戶應用程序，服務器的工作對客戶應用程序是透明的?？蛻魬贸绦蚴峭该鞯?。 2）客戶）客戶/服務器（服務器（c/s）結(jié)構(gòu)模式）結(jié)構(gòu)模式 服務器的任務服務器的任務l為多個用戶管理和

55、維護一個獨立的數(shù)據(jù)庫；為多個用戶管理和維護一個獨立的數(shù)據(jù)庫；l管理并處理客戶的請求；管理并處理客戶的請求；l管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全等。管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全等。 客戶的任務客戶的任務l提供用戶界面；提供用戶界面；l建立同服務器的連接；建立同服務器的連接；l向服務器提交和接受請求；向服務器提交和接受請求；l數(shù)據(jù)的輸入輸出及驗證等。數(shù)據(jù)的輸入輸出及驗證等。 客戶機（用戶界面、應用程序）客戶機（用戶界面、應用程序） 數(shù)據(jù)庫服務器數(shù)據(jù)庫服務器 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫客戶客戶/服務器結(jié)構(gòu)服務器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫3）web（b/s）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式 web（b/s）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式是構(gòu)成）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式是構(gòu)成

56、web的技的技術基礎，是術基礎，是web技術和數(shù)據(jù)庫技術相結(jié)合的新技技術和數(shù)據(jù)庫技術相結(jié)合的新技術。它實現(xiàn)開發(fā)環(huán)境和應用環(huán)境的分離，用戶端術。它實現(xiàn)開發(fā)環(huán)境和應用環(huán)境的分離，用戶端用統(tǒng)一的瀏覽器代替客戶軟件。用統(tǒng)一的瀏覽器代替客戶軟件。 用戶通過瀏覽器的表單（用戶通過瀏覽器的表單（form）向）向web服務服務器發(fā)送器發(fā)送http 協(xié)議方式的請求，協(xié)議方式的請求， web服務器收服務器收到請求后向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)請求，數(shù)據(jù)庫服務器到請求后向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)請求，數(shù)據(jù)庫服務器執(zhí)行接收的請求，并將結(jié)果返回執(zhí)行接收的請求，并將結(jié)果返回web服務器。服務器。web（b/s）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 瀏覽器瀏

57、覽器web服務器服務器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫服務器服務器數(shù)據(jù)請求數(shù)據(jù)請求http 協(xié)議請求協(xié)議請求返回數(shù)據(jù)返回數(shù)據(jù)結(jié)果結(jié)果返回返回 瀏覽器瀏覽器2、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術（略）、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術（略）網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中訪問數(shù)據(jù)庫技術網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中訪問數(shù)據(jù)庫技術 1）microsoft提出了一系列訪問數(shù)據(jù)庫接口提出了一系列訪問數(shù)據(jù)庫接口odbc（open database connectivity，開放數(shù)據(jù)，開放數(shù)據(jù)庫連接）技術庫連接）技術2）java數(shù)據(jù)庫訪問技術數(shù)據(jù)庫訪問技術 jdbc（java database connectivity，java數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫連接），作為連接），作為java語言的數(shù)據(jù)庫訪問語言的數(shù)

58、據(jù)庫訪問api四、空間數(shù)據(jù)庫及其管理四、空間數(shù)據(jù)庫及其管理空間數(shù)據(jù)庫的理論和方法是空間數(shù)據(jù)庫的理論和方法是gis技術的核心。技術的核心?？臻g數(shù)據(jù)庫模型是數(shù)據(jù)庫中對數(shù)據(jù)的邏輯組織形式的空間數(shù)據(jù)庫模型是數(shù)據(jù)庫中對數(shù)據(jù)的邏輯組織形式的描述。描述。1 1、從數(shù)據(jù)管理的角度看、從數(shù)據(jù)管理的角度看gisgis中數(shù)據(jù)的特點中數(shù)據(jù)的特點 數(shù)據(jù)量大，常要作查詢，因此必需注意提高查詢效數(shù)據(jù)量大，常要作查詢，因此必需注意提高查詢效率，如建立索引等；率，如建立索引等； 數(shù)據(jù)類型和關系復雜數(shù)據(jù)類型和關系復雜 常要記錄拓撲關系；常要記錄拓撲關系； gis數(shù)據(jù)常具有非結(jié)構(gòu)化特征，如描述線面狀地物數(shù)據(jù)常具有非結(jié)構(gòu)化特征，如描

59、述線面狀地物的長度不等；數(shù)據(jù)要嵌套；一個對象可能包含多個對的長度不等；數(shù)據(jù)要嵌套；一個對象可能包含多個對象。象。（一）、傳統(tǒng)（一）、傳統(tǒng)dbms管理和空間數(shù)據(jù)管理管理和空間數(shù)據(jù)管理2 2、關系模型描述空間數(shù)據(jù)存在的問題、關系模型描述空間數(shù)據(jù)存在的問題l缺乏構(gòu)造復雜對象的能力缺乏構(gòu)造復雜對象的能力以記錄為單位的數(shù)據(jù)模型不能很好的面向用戶，不能描述嵌以記錄為單位的數(shù)據(jù)模型不能很好的面向用戶，不能描述嵌套和遞歸等復雜關系。套和遞歸等復雜關系。 l數(shù)據(jù)類型少數(shù)據(jù)類型少 不支持抽象數(shù)據(jù)類型不支持抽象數(shù)據(jù)類型如不能定義幾何數(shù)據(jù)類型（點，線，面）和空間操作算子（如不能定義幾何數(shù)據(jù)類型（點，線，面）和空間操作

60、算子（相交，包含等），無法完成地理意義上的分析查詢；相交，包含等），無法完成地理意義上的分析查詢；l缺乏語義表達能力，即語義貧乏缺乏語義表達能力，即語義貧乏 它表達實體和它表達實體和 實體間關系只能在表內(nèi)，實體間關系只能在表內(nèi)，或通過公共值的跨或通過公共值的跨表連接表連接, 實現(xiàn)實現(xiàn)效率低，效率低，不利于建立數(shù)據(jù)的概念模型不利于建立數(shù)據(jù)的概念模型。l表形式不適用表示圖形數(shù)據(jù)表形式不適用表示圖形數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)涉及的坐標、屬性、拓樸關系用表格表示使問題顯圖形數(shù)據(jù)涉及的坐標、屬性、拓樸關系用表格表示使問題顯得復雜化。得復雜化。（二）、空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的模式的類型（二）、空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的模式的類型1、