空间数据库第一讲

空间数据库课程名称：空间数据库学时：

40考核：平时30%考查70%联系Email：1275398756@SummarizationofSpatialDatabase名称：《空间数据库》编著：

吴信才出版：科学出版社教材信息地理空间数据库原理崔铁军编著科学出版社空间数据库(美)ShashiShekhar等机械工业出版社SPATIALDATABASESPhilippeRigaux等

MorganKaufmannPublishers其他有关《地理信息系统》和《数据库》的著作参考资料地理信息系统数据库空间数据库与其他课程的关系0数据库管理系统回顾数据库基础知识什么是数据库?数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型什么是数据库?存储在计算机环境中的相互关连的数据集在这样的环境中，数据是永久的，也就是说它可以幸免于软件和硬件的问题（除非是磁盘崩溃）。大数据卷和持久性是数据库最大的两个特点。数据库的英文是DATABASE，其意义为数据基地，即统一存贮和集中管理数据的基地。Applicationprograms/queries应用程序/查询Softwaretoprocessqueries软件处理查询Softwaretoaccessstoreddata软件访问库存数据Storeddatabase库存数据库Storeddatabasedefinitionmetadata库存数据库定义元数据一个简单的数据库系统环境DBMS数据库管理系统数据库基础知识什么是数据库?数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型数据库系统的构成数据库是存贮在计算机内的有结构的数据集合；数据库管理系统是一个软件，用以维护数据库、接受并完成用户对数据库的一切操作；数据库系统指由硬件设备、软件系统、专业领域的数据体和管理人员构成的一个运行系统。操作系统数据库管理系统应用软件、管理人员硬件数据库基础知识什么是数据库?数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型数据库系统的发展层次数据库系统网状数据库系统层次数据模型网状数据模型关系数据库系统关系数据模型面向对象数据库系统面向对象数据模型数据库基础知识什么是数据库?数据库系统的构成数据库系统的发展数据库中的数据模型数据库中的数据模型数据模型是客观事物及其联系的数据描述

主要的数据模型层次网状关系面向对象的数据模型数据模型实例以地图M为例：地图M中有两个面实体ⅠⅡ

Ⅰ多边形由a,b,e组成MⅡ多边形由b,c,d组成1a

a边的两个端点是1，2e

Ⅰ2b边的两个端点是2，44b

cc边的两个端点是2，3d

Ⅱd边的两个端点是3，43e边的两个端点是1，4层次面模型同例网络模型晴例关系华模型划例面向棍对象沃的几垒何数材据模污型Cl姨as青sMtu喊pl察e(n岁am养e:苏s更tr每in尝g,ge撤om非et单ry朗:哀Re例gi录on脚,po肾ly梯go衣ns距:季se奴t创(P俩lo揉yg她on色))Cl典as遣sPl桐oy势go滋ntu铜pl缘瑞e(n挽am弦e:授st教ri县ng蔽,bo锤un育da竞ry缘瑞:li若st(l瞎in鹅e)思)Cl扎as币sLi动netu蠢pl择e(n席am树e:拥s心tr静in享g,ge健om汇et亏ry疑:虎li绵ne猪,po冤in喷ts诉:携se艺t竹(P浅oi窝nt庭))Cl慨as淡sPo肚in诞ttu杀pl握e(x印:r远ea冲l,争y娱:r尝ea赢l)1绪论空间墓数据聋库概道述空间绸数据炸库的虚发展与传贞统数盛据库部比较新型抬数据盐库系湾统空间酸数据数据是指染客观轨事务白的属鱼性、眉数量继、位剩置及陪其相伸互关乎系等党的符工号描瞧述。空间爪数据是对帖现实龟世界失中空待间对美象（秤事物箭）的能描述码，其实质是指堡以地遍球表含面空脊间位给置为落参照矿，用照来描脚述空台间实眨体的殖位置叮、形灶状、小大小薄及其殊分布膨特征盖等诸遗多方厨面信稀息的御数据特。空间悟数据析库描述哥与特敏定空谎间位娇置有斥关的意真实稍世界状对象愁的数释据集遭合，凳是地藏理信亩息系雷统在肆计算蚁机物敢理存埋储介侵质上避存储翼和应谎用的洲相关签的地膊理空害间数瞧据的疲总合象。空间腐数据哨类型空间词数据扑是GI屯S的核絮心类型急数据面域粪数据网络胃数据样本丘数据曲面哥数据文本抓数据符号披数据空间寄数据装特征空间庆数据翼具有奶三大蜓基本雹特征魄：空间钻、时床态和秧属性愚特征。空间谢特征空间圈特征厕是空壮间数昂据最旁基本牵的特洋征，娱空间存数据伯记录宾了地策理空梅间实队体对绘象的财空间老分布患位置穷和几波何形幕状大松小等皂空间驼信息仰，以川及与叠其他脚空间图实体局的空列间关评系。空间刊数据吼特征时态秧特征地理夺数据槐采集喉或地役理现肥象发拔生的倒时刻辨或时垮段，率这部滤分数香据称谊为时量态特狗征数吹据或绸时态惹数据惨。空间曾数据间特征兰（Co袍nt毙.）属性屑特征属性侄特性宣是指红地学饺现象买的数秘量、丙质量怠和分斑类等妖属性称信息令，包洞括用法来描港述地着物的设自然铁或人咳文属磨性的贸定性忌或定鸟量指就标的搁成分庭。此外零，空分间数凉据还无具有饰多维喂、多墓尺度偶性和智海量编数据债等特拢征。空间棚数据朵库的丛作用空间耳数据绵处理叙与更峰新海量辜数据唱存储痛与管趁理空间风分析编与决北策空间闻信息允交换奖与共伪享内位容空间日数据校库概呜述空间沿数据景库的凉发展与传狗统数照据库全比较新型祝数据驶库系批统空间还数据籍管理多的发梨展过袍程文件篮管理腥阶段文件广与数雅据库败系统默混合疑管理沿阶段全关茂系型妇空间遗数据宝库管垒理系扒统对象饥关系棚数据秒库管仍理系宿统面向热对象炮的数吸据库禾系统空间纯数据版引擎20世纪60年代民中期把数词据的弹存取冬抽象钩为一骡种模到型，妙使用尤时给昌出文蓝件名馒称、横格式双和存天取方库式等梨，其脊余的袍由文肯件管慰理系比统完郑成文件废系统尤阶段特点确：数据战冗余袭较大∵每珍个文命件都袋是为惭特定羡的用欲途设舰计的∴同立样数狭据在耻多个抹文件木中重倘复存兄储程序绿和数声据之疲间的寄独立退性较虫差，应用全程序挺依赖倚于文姑件的树存储络结构恭，修很改文闸件存府储结咬构就袭要修皇改程们序。对数艺据的妙表示宾和处允理能听力较岁差，文件叫的结脑构和漂操作液比较敌单一桂，不愿够丰凳富。数据顾不一鸟致，更新辣时会肌造成培同一卫数据怖在不偏同文粗件中台的不肌一致思。数据栋联系鸽弱，文件臭与文惑件之基间是抚独立挖的，障文件鬼之间殿的联疤系必蛛须通统过程孟序来斯构造阵。文件徐系统天阶段(C捧on炮t.凑)空间不数据排管理阴的发欠展过泛程文件冈管理却阶段文件完与数关据库烫系统读混合迟管理恋阶段全关桶系型魄空间灶数据批库管扑理系的统对象报关系绿数据肌库管宇理系跟统面向璃对象兰的数袍据库究系统空间边数据艺引擎20世纪70年代湾初期19炮81年ES榴RI推出裁第一挺个商僻用地否理信绵息产扮品。夹真正败有效挑地将双地理总空间碰技术拢和数粘据库后集成偷于一布个系葱统文件摸与数斗据库剧系统惨混合宽管理遍阶段OI纹D图形必数据属性呢数据图形野数据OI予D属性廉数据文件刷与数翁据库属系统聪混合裳管理地阶段(C赶on拥t.翅)用两陕个子慨系统上分别求存储虫和检壤索空爪间数桌据与筒属性耻数据:属性榨数据株存储紧在常役规的RD税BM胀S中；几何牲数据信存储缸在空倒间数旬据文脖件系汤统中宇；两个抗子系蚀统间溉用标讲识符掏联系皂起来追（即阵通过孕关键膜字联鼓系）音。

图形用户界面

图形处理

图形数据文件库

属性用户界面

数据库管理系统

属性数据库用户界面C语言C或ODBC

图形处理数据库管理系统图形数据文件库

属性数据库工作区行政边界道路水系居民地土地覆盖土壤……图幅扫内空橡间数走据的非组织混合饺结构靠管理思模式和的特尾点优点咬：由唤于一摘部分简建立就在标薄准的RD讽BM坝S上，茅存储拢和检悬索数绕据比治较有侦效、帝可靠榨。缺点蹦：由于舌使用标了两糊个子确系统便，它插们各困自有晴自己狱的规筹则，查询迎操作指难以捆优化，存饶储在RD后BM茧S外的饮数据亮有时缠会丢鲁失数撕据项退的语迈义。数据具完整厘性的奔约束遵条件渠可能梨遭破茫坏，如圆在几完何空贡间数顶据系皮统中墓目标疏实体华仍存宾在，歌但在RD碎BM慕S中却筹已删碑除。空间腹数据锡管理释的发篇展过撇程文件称管理漏阶段文件依与数纯据库扎系统瘦混合异管理仇阶段全关贷系型倘空间蹲数据周库管沾理系粒统对象饶关系他数据断库管霜理系括统面向凳对象极的数钓据库毅系统空间财数据炊引擎全关愈系型费空间伐数据抹库管用理系距统20世纪70年代附后期图形袄和属助性数体据都伸用现榴有的牙关系堆数据生库管皮理系泪统管枝理全关吓系型甜空间辩数据电库管马理系使统(C聪on嫁t.峰)采用同一DB舟MS存储顺空间如数据出和属缎性数肉据，粘即在弱标准宿的关唱系数县据库详上增躲加空洞间数若据管鸟理层;利用挥该层求将结幸构查鸽询语扔言（Ge炉oS幻玉QL）转言化成贤标准革的SQ除L查询焦，借涉助索剑引数穴据的驻辅助峡关系怕实施喝空间再索引岁操作物。空间蚀数据言管理占的发尊展过绕程文件待管理养阶段文件井与数乡丰据库搏系统正混合筐管理膝阶段全关圆系型圆空间腊数据艇库管江理系言统对象报关系猜数据缓库管沾理系概统面向辉对象障的数妈据库考系统空间餐数据定引擎对象啊关系沃数据喇库管并理系状统对关少系数恰据库认管理装系统忍进行役扩展使，使仰之能喷管理渐非结脆构化葵的空劳间数介据GI栏S厂商私开发爷的空被间数疲据管鲁理模掩块ES脱RI亭:尖SD丽EMa扩pI词nf罩o:怕S雹pa莫ti册al缺wa享re关系扔数据地库管届理系渐统厂商今直接途开发池的空盼间数甘据管史理模授块Or薪ac饺le杯S词pa机ti只alIn与fo寨rm萄ixIn麻gr棚esDB多2对象炉关系归数据棍库管点理系乳统（co资nt猎.）特点优点欣：在序核心DB孙MS中进阴行数顷据类冻型的伞直接甘操作臣很方腔便、复有效脾，并轮且用测户还煎可以渔开发蝇自己导的空荷间存捐取算棉法。缺点咬：用散户须纽奉在DB盾MS环境算中实勾施自握己的径数据显类型规，对鸣有些祥应用或相当奇困难层。空间协数据傍管理傲的发蹄展过紫程文件棕管理漂阶段文件寒与数亭据库爷系统圣混合扇管理调阶段全关崭系型催空间患数据例库管牵理系统统对象漂关系匪数据第库管源理系六统面向购对象盾的数息据库纹系统空间翻数据盼引擎面向上对象芽的数桶据库豆系统采用冤面向追对象昂方法鸡建立残的数犹据库逼系统哗；对问枣题领很域进碌行自踩然的枣分割块，以淋更接被近人学类通混常思展维的梨方式券建立觉问题醉领域缠的模宿型。面向裁对象宰的数罚据库蛙系统目前遭面向鞋对象蝇数据赞库管屑理系捷统还筑不够伏成熟定，价池格昂燥贵，杠在空傲间数拐据管茅理领你域还受不太娱适用祝；基于谣对象恳关系欣的空吗间数斧据库召管理胜系统瞎可能喊成为孟空间卖数据传管理适的主塘流空间挣数据若管理因的发送展过关程文件胆管理昌阶段文件菜与数披据库质系统团混合桐管理展阶段全关袋系型督空间克数据阀库管晓理系苹统对象丘关系村数据恭库管窗理系讨统面向幼对象匹的数浴据库乒系统空间烟数据理引擎空间建数据溉引擎空间阳数据堪库引慌擎（深SD零E:疑S厕pa筋ti保al嫩D看at烤ab钢as防e少En吓gi躺ne农）：骨采用泥基于燥大型建关系恼数据足库的孩客户王机/服务帐器的贩网路制模式滩，实丛现了劲图形耗数据齐和属慰性数积据在怨大型啦商业扇关系俗数据保库的畜后台槐统一云管理偏，空彼间数喇据可逢以存晋储在袍关系伙型数鲁据库停或一摊系列爱文件晋中。传在常善规数望据库党管理连系统柔上加炼一层蚁空间春数据覆库引撤擎，壳实现黎空间滴数据放的存笼储与末管理镇。例如码：E株SR净I的杠SD援E内后容空间替数据幻玉库概盯述空间对数据向库的中发展与传疏统数壁据库蜂比较新型傻数据违库系颈统空间励数据杆库的铸特点与一牌般数慨据库仪相比资，空穷间数贴据库炒具有柜以下慰特点朽：综合裕抽象非结温构化新特性空间册数据笔和属框性数尼据统缩慧一，蛋数据弊种类考多；复杂半性与扒多样摘性应用羊广泛坛：数卵据应虹用面距相当蓄广泛拖。空间搁数据蜂库与领传统足数据谊库的猜比较空间搂数据扫库的赠优势统一沉的数太据格呀式标败准查询他功能仍和效露率强谜大海量压空间叙数据汇存储并发惭控制劫机制安全毕机制空间岛操作内翠容空间杀数据颗库概贷述空间旗数据牌库的讨发展与传絮统数损据库随比较新型卫数据刚库系娘统内拉容分布伏式数跃据库演绎侮数据暑库多媒缘瑞体数洲据库工程谈数据房诚库分布匆式数才据库分布呀式数育据库崭的概购念分布馆式数瓣据库阿的结沟构分布兴式数溜据库喉的特勾点分布做式数石据库记概念概念夜：逻辑嫂上是其一个马统一帖的数基据库激系统物理揉上分什散在责不同航的场轻地（映节点吼）各场墨地通警过计军算机索网络良连接著在一敞起统一嗽由一葱个分醉布式践数据淘库管制理系杜统(海DD充BM着S幻玉)管理特点娱：分布巩性：数据萄的分伞布性事务底的分滩布性协调兄性：仗逻辑昂上整下体、锻具体冰完整菌性约煌束网络LD蜘BLD脾BM稠SGD桑BM招SCM全局移数据常字典LD盘BCMGD冲BM造SLD呢BM矿S全局荡数据泉字典LD椅BCMGD情BM浪SLD榆BM制S全局砖数据谷字典分布隐式数妇据库既结构分布兄式数馆据库夺特点地方歼自治捐性在集逆中式元数据川库中予非常拖强调笨对全卖局的奸集中翻控制青，而福在分布纱式数馋据库泥中不华强调硬全局霸的集粥中控抛制，而强调幸各结误点的厅地方异自治。这注给每区一结束点相驼当的桂独立座性。相互陷协作局性地方汪自治添是分与布式楚数据磨库的卷一个翼方面村特色拉，光雄有这提一方拿面是因远远车不够攀的，女更重夫要的写是当某亲结点叔的事狮务需弦要存却取其锋他结循点的胶数据关时，轰更需体要各草结点茅间相巧互协费作，也相互篇配合。这种匠协作吓是平过等关仿系的茎协作。分布抖式数行据库遗特点态（Co弹nt筐.）位置梅透明辣性位置强透明投性意艺味着厌用户献使用苍数据幕时，览无须姥了解拆所存朴取的肠数据垮所在械位置赠。这一位置勾信息展是由象系统无通过寨全局驴目录暑而获枪得，并挨由系万统决熟定是帮在本腔结点典自治锁处理漂，还裂是通山过网吵络存妹取他骂结点赔的数虫据。这种震透明穗性简废化了姨应用追程序宗，大缘瑞大方旅便了岭用户肌。它层是分喷布式逝数据浴库的所主要汪目标例之一吧。分布卧式数轮据库灶特点菠（Co漠nt话.）副本急的透么明性在集册中式毛数据椒库中惊减少湿冗余沉是它胶的主盖要目略标之俯一，款但在分布惰式数焰据库喉中出脂于性较能和营效率敬方面颈的考唐虑，氏有时潜需要伪在不冒同结营点存绢放同帽一数备据库火的几竹个副泊本。这主哈要考尽虑到肤下述题两个擦因素像和背也景一是列应用帮的局鱼部性板，在艳分布扛环境送下，朽为了至减少廊网上遣的传悉输，虑提高闻效率蔬，确巾定了忘一个巷处理司原则筑，即考能在如本地氧区处围理的头事务坏不申茧请网贴上的蓝传输境。因添而重宜复存既放副蝇本就听是自疤然的顿策略娃；二是叙系统被的可细行性握，在纺分布营环境草下，顶一个包结点涉出现沃了故勤障，淡不影旧响整冤个系购统的狼运行器。需奖要在澡某地督区获时得的镇数据胶，可伟在其崭他结灶点获切得。演绎棍数据心库演绎艰数据马库的李基本焦概念演绎穿数据祸库的足内容聪和特房诚点演绎牧数据础库的善研究决现状演绎冬数据鄙库、广知识演库与栗智能凳数据刃库演绎民数据枣库的冷基本剑概念根据稍已知沟的事谣实和锻规则右进行锦推理睬，回扒答用框户提包出的期各种润问题。演寻绎数折据库叉也被抓称为仙逻辑滥数据沉库、颗演绎轧关系气数据柳库或沾虚关挎系数羽据库;具有景很强槐的推尘理能粱力，露这种止推理米能力连起源昼于人岭工智浙能的叼研究;根据戒已知语的数孕据和丑这些榴逻辑妥关系岸可推匪出另一同些在坑数据伴库中控并不申存在碧而客诊观又雅是正嫌确的做数据.演绎书数据拉库的缘瑞内容佳和特滋点实数敌据（稼事实简）；规则租；虚数颤据虚数桃据系朋根据型已知洲的实休数据真经使居用规目则推仅理而赚得到寨的，清它不栋必存忍放在题数据卫库中演绎种数据释库可获爆得远没远多叉于传誉统数蓬据库崖中的维数据促，但叙其占监有的网实际前物理盈空间母与传梨统数康据库驻差不习多易维厚护、旗易扩啦充、观冗余坦度小甩和数会据录驳入量州少演绎赵数据况库的指研究镰现状对演含绎数宪据库拥的研刊究始恢于20世纪70年代女后期丛，对锻它的砌研究歌主要吹分两芹个方僻面：数学权模型在演炊绎数委据库蚊中往份往用客证明头论作艇为其财实现发的数虹学模姑型。练在证聪明论星中，闪演绎复数据标库可吹视为吹一个洲一阶惕谓词柱演算旅的公裂理系坏统。溜一个吊公理疮系统晓包括固；①盖公理竿；一沃阶谓拘词演物算公捷式；护②定腐理；钉有公来理通悔过证代明而具获得矿的一辅阶谓铃词演侨算公奔式；闷③证掏明；筐有公旺理经潜推理吼而得蹄到定熊理的彩证明稍工程实现禁方法洲，肺目前象演绎帝数据芽库的盆实现检方法拐有两夹种敬：PR点OL娃OG语言茅实现现有挖的DB晕MS束+R总UL扣E来实或现演绎姓数据辣库、送知识璃库与却智能荣数据战库共同俭之处三者菊都是叙人工组智能零与数生据库绕的结待合挽，都脊是以嘴数据崖库为论基础周，吸午取了饺人工游智能嚼的成贞功技篇术的楼成果不同忆之处演绎踩数据舟库与乎智能别数据秩库均属于砌数据轨库范胀围，它鸦们均迅以数柴据库雅为基樱础，秧吸取德了人葛工智巴能的认技术倚。它逝们管陶理的站是数严据，勺而知即识库稠管理束知识演绎桌数据鸭库虽亡然也缸含有渡规则导，但歇它含盲有的现规则尺较少似，而她含有胆的数革据却收是大旁量的鼠，这秤是与震知识丽数据游库不篇同的级。智能恋数据剂库不附仅应摔用人猎工智会能中纸的逻挣辑推文理思食想，耽而且杂还应握用人罩工智巨能中音自然麦语言丈理解贴、语搜言识放别，晒图象励、文捉字处丹理等湿多种肚方法忧与技朵术于你数据挽库，梦以求辆得更搞多的膏功能喜、性堡能的塔改善跪与提忌高。多媒煌体数乘据库多媒貌体数霞据库绑与传畅统数窗据库志的差端别多媒笋体DB足MS的体民系结绵构多媒阶体数弄据库旦与传骆统数仇据库罩的差枕别用于炼存储出多媒杆体信煎息的肃数据邮库数据躬库应骑用从愿传统伞的企们业信攀息管彼理扩徐展到鹊计算求机辅枣助设缴计、阅办公费信息茶系统稍、人缴工智榜能等梳多种卫应用赠领域泰。这台些领认域涉性及到外大量召