空間數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)

第六章空間數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)三、空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)四、分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)操作員空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成1、空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。從應(yīng)用性質(zhì)上空間數(shù)據(jù)庫(kù)可分為基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)和專題數(shù)據(jù)庫(kù)。一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括：DLG、DEM、DOM、DRG和元數(shù)據(jù)（MD）專題數(shù)據(jù)庫(kù)（TD）包括：土地利用數(shù)據(jù)、地藉數(shù)據(jù)、規(guī)劃管理數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)等。（1）基礎(chǔ)地形要素矢量數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)地形要素矢量數(shù)據(jù)庫(kù)含有政區(qū)、居民地、交通與管網(wǎng)、水系及附屬設(shè)施、地貌、地名、測(cè)量控制點(diǎn)等內(nèi)容。既包括以矢量結(jié)構(gòu)描述的帶有拓?fù)潢P(guān)系的空間信息，又包括以關(guān)系結(jié)構(gòu)描述的屬性信息。（2）數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫(kù)是定義在X、Y域離散點(diǎn)（規(guī)則或不規(guī)則）的以高程表達(dá)地面起伏形態(tài)的數(shù)據(jù)集合。（3）數(shù)字正射影像庫(kù)具有正射投影的數(shù)字影像的數(shù)據(jù)及其管理軟件的集合。它既可直接應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)，又可作為背景從中提取自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，還可用于評(píng)價(jià)其他測(cè)繪數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)勢(shì)性和完整性。（4）數(shù)字柵格地圖庫(kù)數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的直接產(chǎn)品是數(shù)字柵格地圖，增加簡(jiǎn)單現(xiàn)勢(shì)信息可用其制作有關(guān)數(shù)字或模擬事態(tài)圖。（5）專題數(shù)據(jù)土地利用數(shù)據(jù)、地藉數(shù)據(jù)、規(guī)劃管理數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、水利數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)等。（6）元數(shù)據(jù)庫(kù)它是描述數(shù)據(jù)庫(kù)/子庫(kù)和庫(kù)中各數(shù)字產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù)。2、空間數(shù)據(jù)庫(kù)硬件系統(tǒng)（1）空間數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備設(shè)備配置要求能滿足空間數(shù)據(jù)獲取和成果輸出的各種需要。主要的輸入設(shè)備有大幅面掃描儀、小幅面掃描儀、高精度航攝像片掃描儀、數(shù)字像機(jī)、GPS接收機(jī)等。輸出設(shè)備包括：圖形顯示終端、噴墨繪圖儀、投影儀、激光照排機(jī)、打印機(jī)、數(shù)據(jù)交換設(shè)備等。（2）空間數(shù)據(jù)處理設(shè)備設(shè)備要求有足夠大的內(nèi)存、磁盤、光盤等作數(shù)據(jù)備份；系統(tǒng)有較高的通道能力，以提高數(shù)據(jù)傳送率。它分為服務(wù)器、圖形工作站和微機(jī)等。（3）存儲(chǔ)及其他設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備：冗余磁盤陣列、雙機(jī)熱備份、CD-ROM光盤機(jī)、磁帶機(jī)和CD-R刻盤機(jī)等。電源設(shè)備：在線式不間斷電源、隔離變壓器機(jī)房其他設(shè)備：空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、操作系統(tǒng)（1）硬件管理（2）進(jìn)程管理（3）內(nèi)存管理（4）文件管理（5）保護(hù)（6）外設(shè)管理（7）網(wǎng)絡(luò)控制軟件4、數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典也叫數(shù)據(jù)目錄，它是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理的有利工具。對(duì)于數(shù)據(jù)資源多，關(guān)系復(fù)雜和多用戶共享的數(shù)據(jù)庫(kù)來說，數(shù)據(jù)字典起著重要的作用。它的主要內(nèi)容是關(guān)于數(shù)據(jù)類型的登記表，給出數(shù)據(jù)的名字、定義、組成和屬性。5、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括八個(gè)基本功能。（1）空間數(shù)據(jù)定義功能（2）空間數(shù)據(jù)獲取與處理（3）空間數(shù)據(jù)的運(yùn)行管理（4）空間數(shù)據(jù)操縱功能（5）數(shù)據(jù)處理和空間關(guān)系建立（6）空間數(shù)據(jù)的檢索（7）數(shù)據(jù)輸出與符號(hào)化（8）數(shù)據(jù)維護(hù)功能6、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理員負(fù)責(zé)全面地管理和控制空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。（1）決定數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)（2）決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略（3）定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件6、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（4）監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行（5）數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組（6）數(shù)據(jù)訪問授權(quán)（7）數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)定期備份二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1、數(shù)據(jù)庫(kù)的抽象層次（1）模型與模式模型是客觀事物的抽象化形式描述，它是獨(dú)立于具體實(shí)現(xiàn)方式的。同一個(gè)模型可用不同的方式來實(shí)現(xiàn)，因此，可把關(guān)于模型的具體實(shí)現(xiàn)的描述稱為模式，它與所采用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有關(guān)。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中用數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言精確地定義數(shù)據(jù)模型稱為模式，它能為計(jì)算機(jī)所接受。（2）子嫩模式它是態(tài)用戶委與數(shù)避據(jù)庫(kù)美的接呼口，越是用秋戶看目到的須并獲午準(zhǔn)使秩用的揪那部布分?jǐn)?shù)孔據(jù)的臘邏輯杏結(jié)構(gòu)棟，借浸此來斧操作栽數(shù)據(jù)塑庫(kù)中干的數(shù)殲據(jù)。它接奮口簡(jiǎn)在單，殃使用歡方便圾；提詠供數(shù)孝據(jù)共調(diào)享性裳；孤敢立數(shù)償據(jù)，談安全手保密臥。（3）模扇式它是駕對(duì)整燥個(gè)數(shù)蹤蝶據(jù)庫(kù)俊的全仍局邏框輯描炕述，粗是對(duì)犬?dāng)?shù)據(jù)窗模型膝的一限種等例價(jià)處怕理或勒具體適實(shí)現(xiàn)冰。模寶式的碑主體障是數(shù)恐據(jù)模廉型，正模式盜只能鏟描述撇數(shù)據(jù)鮮庫(kù)的仁邏輯焦結(jié)構(gòu)播，而莊不涉盾及具陣體存誕取細(xì)覆節(jié)。（4）模柿式與小子模另式之社間的更關(guān)系所有小用戶警子?？词降牡鹱钚『共⒓瘽呈悄＝^式，犁從模撞式中揭可以煙導(dǎo)出瓜各種篇子模末式。（5）存間儲(chǔ)模舌式用來蓬描述貪數(shù)據(jù)具在存凈儲(chǔ)裝蘭置上烤的物右理配艦置和粱組織急問題攀。又糞稱為好內(nèi)模先式。2、映徑射與資數(shù)據(jù)值獨(dú)立映射啊實(shí)質(zhì)墨上是筒兩個(gè)凍事物硬之間器的對(duì)呀應(yīng)關(guān)專系，園它包崖括兩培種不委同的擺映射狹。子模防式/模式光映射變：定絞義概繁念記志錄與器用戶嘗邏輯喂記錄崖之間爸的對(duì)鳥應(yīng)關(guān)羽系。休邏輯米獨(dú)立絕性模式/存儲(chǔ)警模式磚映射眾：定稅義概怠念數(shù)坐據(jù)庫(kù)痰與物暮理數(shù)混據(jù)庫(kù)雁之間蒼的對(duì)撫應(yīng)關(guān)嶄系。壩物理頭數(shù)據(jù)較獨(dú)立吃性用戶鄙數(shù)據(jù)澡庫(kù)是混概念跡數(shù)據(jù)陰庫(kù)的掙部分護(hù)抽取鳴；概理念數(shù)外據(jù)庫(kù)撐是物恒理數(shù)贏據(jù)庫(kù)儀的抽挎象表窗示；邀物理夸數(shù)據(jù)孫庫(kù)是禿概念春數(shù)據(jù)打庫(kù)的運(yùn)具體遣實(shí)現(xiàn)綿。3、數(shù)嚴(yán)據(jù)語(yǔ)伴言（1）數(shù)棵據(jù)定棚義語(yǔ)掘言①模式DD供L②子模壯式DD塊L③物理DD越L④數(shù)據(jù)缺描述屋的獨(dú)蔑立性揭問題（2）數(shù)堡據(jù)操緊縱語(yǔ)糟言用戶吐對(duì)數(shù)燭據(jù)提廈出的段各種鋒操作叢要求也，實(shí)密現(xiàn)與結(jié)數(shù)據(jù)舟庫(kù)的鑼信息身交換套。4、應(yīng)蛛用程褲序?qū)M數(shù)據(jù)酷庫(kù)的恐訪問應(yīng)用除程序狠對(duì)數(shù)欠據(jù)庫(kù)傷的訪沈問是正根據(jù)公數(shù)據(jù)敲的三破級(jí)模閣式由談數(shù)據(jù)盜庫(kù)管襯理系趕統(tǒng)（DB腥MS）來剃執(zhí)行割的。三、尋空間尚數(shù)據(jù)拔庫(kù)系悶統(tǒng)的飽體系能結(jié)構(gòu)1、基民于文氏件系掘統(tǒng)的晚體系辮結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)歌庫(kù)管烏理系統(tǒng)集矮成環(huán)迫境應(yīng)用紋程序AP暗I功能樣模塊剃參數(shù)運(yùn)行守狀態(tài)控制沫信息數(shù)據(jù)相庫(kù)運(yùn)行日綠志緩沖鏡公用驗(yàn)區(qū)通信滾區(qū)空間賞數(shù)據(jù)杰庫(kù)引博擎操作怠系統(tǒng)數(shù)據(jù)粘文件（1）文蟻件組狠織當(dāng)數(shù)游據(jù)量奪大時(shí)覽，內(nèi)聞存無珍法存辱儲(chǔ)所瀉有的暑數(shù)據(jù)癢。這蠅時(shí)，起需要戴基于觀磁盤砍的文堵件系竿統(tǒng)來扣實(shí)現(xiàn)暗數(shù)據(jù)唯的存班儲(chǔ)和梁管理位。定長(zhǎng)議記錄戲：分哲配一袋定數(shù)輛量的幼字節(jié)固作為麗文件泰頭變長(zhǎng)抬記錄非：在蘆每個(gè)殃記錄急的末枯尾附綁加一孔個(gè)特悅殊的短記錄距終止律符號(hào)婦，或通者在案每個(gè)查記錄摧的開還始處更存儲(chǔ)蝴記錄徹的長(zhǎng)泡度。聚簇梳文件引組織釀：在屈每個(gè)碑文件裁中存哨儲(chǔ)兩妄個(gè)或獄者更重多個(gè)趣不同寇類型集的記柏錄的沫文件瓶結(jié)構(gòu)聯(lián)。允考許使比用一園次塊松的讀販操作劍來讀彩取一浸個(gè)實(shí)策體數(shù)嫌據(jù)，忍以便必提高滿數(shù)據(jù)蟻查詢死效率期。（2）空貿(mào)間數(shù)破據(jù)引率擎基于恨特定買的空抗間數(shù)活據(jù)模藏型，引在特責(zé)定的健數(shù)據(jù)燈存儲(chǔ)唐、管勾理系驢統(tǒng)的歡基礎(chǔ)拿上，膛提供汪對(duì)空安間數(shù)鈔據(jù)的史存儲(chǔ)待、檢均索等還操作選，以儀提供罵在此倒基礎(chǔ)債上的豆二次捧開發(fā)敢。（3）緩錢沖區(qū)粱管理目標(biāo)疤是減豆少磁比盤和刑存儲(chǔ)歷器之樸間傳象輸?shù)你晧K的除數(shù)目耽。負(fù)父責(zé)緩稈沖區(qū)日空間憂分配刪的子葬系統(tǒng)撓稱為柱緩沖倒區(qū)管稱理器與。2、基揪于文成件系番統(tǒng)與銹數(shù)據(jù)陡庫(kù)的鑼混合源體系昨結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)己庫(kù)管遲理系統(tǒng)集與成環(huán)鈔境應(yīng)用值程序AP庫(kù)I通用謀數(shù)據(jù)鼠庫(kù)管腔理系孔統(tǒng)空間長(zhǎng)數(shù)據(jù)窩庫(kù)引雨擎操作羽系統(tǒng)幾何叉數(shù)據(jù)文侮件操作累系統(tǒng)屬性自數(shù)據(jù)庫(kù)3、基川于數(shù)膏據(jù)庫(kù)弦管理或系統(tǒng)顛的體檔系結(jié)鏟構(gòu)數(shù)據(jù)幕庫(kù)管芬理系統(tǒng)集啞成環(huán)祖境應(yīng)用煌程序AP庭I空間睬數(shù)據(jù)殘?jiān)L問遞對(duì)象空間始數(shù)據(jù)達(dá)庫(kù)引鳴擎操作垂系統(tǒng)空間熱數(shù)據(jù)垃庫(kù)4、空喬間數(shù)匯據(jù)庫(kù)梯系統(tǒng)澤的集旺中式旋體系慎結(jié)構(gòu)空間絮數(shù)據(jù)墨庫(kù)磁盤填控制后器外設(shè)渾控制須器存儲(chǔ)輕控制纖器存儲(chǔ)毒器CP虜U(kuò)系統(tǒng)賽總線5、數(shù)免據(jù)庫(kù)址系統(tǒng)默的客急戶/服務(wù)艘器體級(jí)系結(jié)駐構(gòu)（1）主員機(jī)－銅終端寺式網(wǎng)餡絡(luò)使用勤大型看主機(jī)蕉作為大服務(wù)孔器，議通過輔終端落來訪疼問數(shù)詢據(jù)。（2）工罷作組話網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)番容易搞、維鄙護(hù)簡(jiǎn)剝單、凍使用航方便救。（3）客坡戶/服務(wù)真器網(wǎng)蘭絡(luò)服務(wù)啞器可瘋以集由中管擾理核碧心資甚源，恥同時(shí)顫客戶痕機(jī)也區(qū)具有躬充分芽的自緞主控怒制的默能力鋸。兩層Cl種ie授nt川/S苦er寄ve罷r體系販結(jié)構(gòu):用戶挨界面值層和福業(yè)務(wù)鵲邏輯遺層不爸分開,而數(shù)梢據(jù)服孫務(wù)層忍位于甩服務(wù)時(shí)器端.三層Cl狗ie緒nt深/S懶er款ve弊r模型:構(gòu)建諷了一章種分豎割式淹的應(yīng)腔用程濫序,系統(tǒng)時(shí)對(duì)應(yīng)件用程既序進(jìn)咐行分鋤割后,劃分糞成不歉同的臨邏輯柄組件,即用叢戶服雙務(wù)層拒、業(yè)帆務(wù)處方理層壩、數(shù)樓據(jù)服敘務(wù)層延。四、權(quán)分布不式空蛇間數(shù)阿據(jù)庫(kù)皆系統(tǒng)空間造數(shù)據(jù)吸一個(gè)模主要伴的特伙征是論分布倡而不蘭是集賺中，隊(duì)因此獲分布穗式的遣計(jì)算廈機(jī)網(wǎng)利絡(luò)系鹿統(tǒng)最思適合帶于處停理空傷間數(shù)嫁據(jù)。孫空間電數(shù)據(jù)柴庫(kù)的衣網(wǎng)絡(luò)襯化有詳利于玻充分追利用芳計(jì)算肅機(jī)資斧源，程增強(qiáng)滔協(xié)同海處理程業(yè)務(wù)擾的能綢力。分布每數(shù)據(jù)寸的獨(dú)繪立性政、分殲布式混事務(wù)腰的原描子性1、空揮間數(shù)液據(jù)的櫻分布分布寫式空鼓間數(shù)敲據(jù)庫(kù)按中的硬數(shù)據(jù)惠并不幟是存罪儲(chǔ)在擔(dān)一個(gè)卵場(chǎng)地耀的計(jì)更算機(jī)健存儲(chǔ)接設(shè)備俗上，礙而是秋按照攀某種調(diào)邏輯觸劃分模分散燭地存亮儲(chǔ)在睬各個(gè)應(yīng)相關(guān)鞭的場(chǎng)快地上巧。（1）空鳳間數(shù)己據(jù)的貼分片根據(jù)神地理簽信息森的區(qū)閃域性隔和?；箢}性裙的特廣征：區(qū)域引分片胳、專翻題分扒片根據(jù)GI愁S系統(tǒng)懼的異菠構(gòu)性現(xiàn)：同構(gòu)盟分片割和異鞋構(gòu)分槳片（2）空尺間數(shù)漂據(jù)的脈分片戰(zhàn)沖突在同愧構(gòu)的幟條件怕下，籃出現(xiàn)灣的水容平分敲片和載垂直繁分片碑的沖杰突問喬題；尸它表體現(xiàn)在聰空間域數(shù)據(jù)動(dòng)的不命一致角上，托稱之社為分門片沖維突。不同猴的分曉片存竄儲(chǔ)場(chǎng)頃地、GI法S平臺(tái)廢、數(shù)險(xiǎn)據(jù)模德型、鹿地理宮表達(dá)腹方式攀、投看影方野式和批數(shù)據(jù)編質(zhì)量捷，都是會(huì)導(dǎo)植致數(shù)不據(jù)分得片存鉛在差切異和往沖突追。（3）空捉間數(shù)嶼據(jù)的敘分片失異構(gòu)賊性①數(shù)據(jù)膚模型嬸和數(shù)李據(jù)結(jié)喂構(gòu)②訪問符方式③