简述领队的职业修养.

1、地理信息系统GIS第四章第五章地理信息系统空间数据库教学目的与要求 通过本章的学习，了解空间数据库的根本概念和常用的数据模型，掌握 GIS数据的组织方式，熟悉面向对象数据模型。教学重点与难点本章重点 GIS数据的组织方式 面向对象数据模型5.1 空间数据库概念数据库系统Data Base System a.数据库 是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关联的数据集合。 b.数据库管理系统Database Management System，DBMS 提供数据库建立，使用和管理工具的软件系统4.1 空间数据库概念数据库系统Data Base System c.数据

2、库应用系统 满足特定的用户数据处理需求而建立起来的，具有数据库访问功能的应用软件，它提供给用户一个访问和操作特定数据库的用户界面。5.1 空间数据库概念空间数据库系统 a.空间数据库 地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用有关的地理空间数据的总和。 b.空间数据库管理系统 能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义。4.1 空间数据库概念空间数据库系统c.空间数据库应用系统 提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面，是应用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件。 一般需要进行二次开发。空间数据库的作用海量数据 地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理

3、要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往很大。地理要素的属性数据和空间数据， 空间数据即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。数据应用广泛。 例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。5.1 空间数据库概念5.2 空间数据库数据存储数据库数据管理程序库(数据库软件)原始信息数据库 数据库管理系统是处理数据库存取和各种管理控制的软件，应用程序对数据库的操作全部通过DBMS进行。 数据库管理系统 数据库管理系统 数据库定义数据库的装入 数据管理 数据库维护 数据库通讯 提供书写各种模式的语言及其支撑软件，并把各种定义信息也存贮

4、于系统之中。它勾画出数据库的框架。数据库管理系统 数据库定义数据库的装入 数据管理 数据库维护 数据库通讯 应用数据装入数据库 a)键盘输入； b)接受另一个系 统 的数据文件数据库管理系统 数据库定义数据库的装入 数据管理 数据库维护 数据库通讯 运行控制数据存取、更新数据完整性、有效性数据公享数据库管理系统 数据库定义数据库的装入 数据管理 数据库维护 数据库通讯 重新定义数据重新组织性能监督与分析数据库整理故障恢复数据库管理系统 数据库定义数据库的装入 数据管理 数据库维护 数据库通讯 操作系统接口处理各种语言接口远程操做接口处理 数据库中的数据组织一般可以分为四级：数据项、记录、文件和

5、数据库。1数据项：是可以定义数据的最小单位，也叫元素、根本项、字段等。 2记录：由假设干相关联的数据项组成。 3文件：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体值的集合。 4数据库：是比文件更大的数据组织。数据库是具有特定联系的数据的集合，也可以看成是具有特定联系的多种类型的记录的集合。数据库的内部构造是文件的集合，这些文件之间存在某种联系，不能孤立存在。5.3 GIS数据库中数据组织方式 一、数据组织的分级 文件记录数据项数据项组 数据间的逻辑联系主要是指记录与记录之间的联系。 1一对一的联系(1：1) 2一对多的联系(1：N) 3多对多的联系(M：N)5.3 GIS数据库中数据组织方式 二、

6、数据间的逻辑联系A BAB三、数据模型 数据模型是数据库系统中关于数据和联系的逻辑组织的形式表示。每一种数据模型都以不同的数据抽象与表示能力来反映客观事物，有其不同的处理数据联系的方式。 数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。1. 层次模型 层次模型反映了实体之间的层次关系，简单、直观，易于理解，并在一定程度上支持数据的重构。其特点是将数据组织成一对多关系的结构。层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一局部。层次数据库结构特别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。 5.3 GIS数据库中数据组织方式层次模型1用于GIS地理数据库存在的主要问题是： 难于描述复杂

7、的地理实体之间的联系，描述多对多的关系时导致物理存储上的冗余；对任何对象的查询都必须从层次结构的根结点开始，低层次对象的查询效率很低，很难进行反向查询；数据独立性较差，数据更新涉及许多指针，插入和删除操作比较复杂，父结点的删除意味着其下层所有子结点均被删除；层次命令具有过程式性质，要求用户了解数据的物理结构，并在数据操纵命令中显式地给出数据的存取路径；5.3 GIS数据库中数据组织方式2)优点：存取方便且速度快结构清晰，容易理解数据修改和数据库扩展容易实现检索关键属性十分方便3) 缺陷：结构呆板，缺乏灵活性同一属性数据要存储屡次，数据冗余大如公共边不适合于拓扑空间数据的组织5.3 GIS数据库

8、中数据组织方式系名化学系教师数学生数研究生系名地质系教师数49学生数257研究生71学校名称河南理工大学系名地科系教师数20学生数300研究生70系名教师数学生数研究生系名教师数学生数学号002312姓名张三年级3籍贯广东系名教师数学生数研究生系名教师数学生数教师号66姓名谢元礼年龄30职称教授系名教师数学生数研究生系名教师数学生数课程号A01课程名GIS周学时4学分5系名教师数系名学号002312课程号A012. 网络数据库模型 网络模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式 。网络数据库模型优点：能明确而方便地表示数据间的复杂关系数据冗余小缺陷：网状结构

9、的复杂，增加了用户查询和定位的困难。需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大数据的修改不方便指针必须修改1x1y12x2y23x3y34x4y45x5t56x6y6点3 关系数据库模型 关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。优点：结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规那么形成的查询要求能搜索、组合和比较不同类型的数据增加和删除数据非常方便缺陷：数据库大时，查找满足特定关系的数据费时 对空间关系无法满足关系数据库模型用标准的DBMS来存储空间数据，

10、不如存储表格数据那样好，其主要问题包括： 1在GIS中，空间数据记录是变长的，因为需要存储的坐标点的数目是变化的，而一般数据库都只允许把记录的长度设定为固定长度。不仅如此，在存储和维护空间数据拓扑关系方面，DBMS也存在着严重的缺陷。因而，一般要对标准的DBMS增加附加的软件功能。 2DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等根本操作。 3GIS需要一些复杂的图形功能，一般的DBMS不能支持。 4 采用标准DBMS存储空间数据的主要问题 4单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录、或包括大地网、特征坐标、拓扑关系、空间特征量测值、属性数据的关键字以及非空间专题属性等，一般的DB

11、MS也难以支持。 5具有高度内部联系的GIS数据记录需要更复杂的平安性维护系统，为了保证空间数据库的完整性，保护数据文件的完整性，保护系列必须与空间数据一起存储，否那么一条记录的改变就会使其他数据文件产生错误。一般的DBMS都难以保证这些。GIS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GIS应用软件空间及属性数据库用户设计的数据库GIS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不具备管理属性数据能力仅为附加空间数据管理能力不具备管理空间数据能力需要重新设计两功能都有5 GIS的数据管理方法5.4 面向对象数据库系统地理对象属性数据行为方法一、根本概

12、念对象 含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。如一个城市、一棵树均可作为地理对象。具有一个唯一的标识，以说明其存在的独立性； 具有一组描述特征的属性，以说明其在某一时刻的状态静态属性数据； 具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状态。-作用、功能函数、方法。 对象的划分：根据对象的共性，及对它的研究目的来划分，与具体的目的、性质相联系，不同的目的就会有不同划分。划分原那么：找共同点，所有具有共性的系统成份就可为一种对象。类实例1实例2对象1对象2请求和协作消息类 共享同一属性和方法集的所有对象的集合构成类。如河流均具有共性，如名称、长度、流域面积等，以及相同的操作方法

13、，如查询、计算长度、求流域面积等，因而可抽象为河流类。实例 被抽象的对象，类的一个具体对象。 类是抽象的对象，是实例的组合，类、实例是相对的，类和实例的关系为上下层关系。类-申请实例-成为具体对象。 消息 对象之间的请求和协作。并不独立存在对象之间的关系，如鼠标点，就是消息，点某按纽，就是对按纽提出请求。二、面向对象的特性抽象 是对现实世界的简明表示。形成对象的关键是抽象，对象是抽象思维的结果。封装 将方法与数据放于一对象中，以使对数据的操作只可通过该对象本身的方法来进行。在这，指把对象的状态及其操作集成化，使之不受外界影响。多态 是指同一消息被不同对象接收时，可解释为不同的含义。同一消息，对

14、不同对象，功能不同。现实世界抽象对象1对象n对象2图元类 CLineCCircledraw()draw(p1,r)draw(p1,p2)LineCircle 即一类对象可继承另一类对象的特性和能力，子类继承父类的共性，继承不仅可以把父类的特征传给中间子类，还可以向下传给中间子类的子类。 它效劳于概括。继承机制减少代码冗余，减少相互间的接口和界面。三、面向对象数据模型的核心工具 继承 传播：作用于联合和聚集的工具，它通过一种强制性的手段将子对象的属性信息传播给复杂对象。也就是说，复杂对象的某些属性值不单独存于数据库中，而是从它的子对象中提取或派生。三、面向对象数据模型的核心工具 传播267451

15、83ABCabcefgahid四、 面向对象的几何数据模型 从几何方面划分，GIS的各种地物对象为点、线、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物。每一种几何地物又可能由一些更简单的几何图形元素构成。空间地物复杂地物简单地物面域弧段节点面状地物线状地物点状地物 一个面状地物是由边界弧段和中间面域组成，弧段又涉及到节点和中间点坐标。面标识弧段标识弧段标识起节点终节点中间点串节点标识XYZ面域文件弧段文件节点文件拓扑关系与数据共享 这一模型既解决了数据共享问题，又建立了弧段与节点的拓扑关系。同样，面状地物对弧段的聚集方式与数据共享和几何拓扑关系的建立也到达一致。五、 拓扑关系与面向对象模型 将每条弧段的两个端点通过它们与另外的弧段公用抽象出来，建立单独的节点对象类型，而在弧段的数据文件中，设立两个节点子对象标识号，即用“传播的工具提取节点文件的信息。面向对象数据模型是在包含RDBMS的功能根底上，增加面向对象数据模型的封装、继承和信息传播等功能。 六、 面向对象的属性数据模型 a)可充分利用现有数据模型的优点。 b)具有可扩充性。 c)可以模拟和操纵复杂