第七章 空间数据库系统的设计与实现B课件.ppt

第七章　空间数据库系统的设计与实现 在第七章的第一部分介绍了空间数据的特征、规范与标准以及空间数据的逻辑预处理（包括分幅、分层和分专题要素）。在这一部分将介绍空间数据库的概念设计和逻辑设计，它是空间数据库设计的主要内容。 三、空间数据库的概念设计 （一） 空间数据需求分析 （二） E-R模型 （三） 空间数据库的概念模型设计 空间数据需求分析步骤 用户需求调查 分析空间数据现状 系统分析 各步骤具体工作内容 其中，用户需求调查在空间数据需求分析中具有重要地位。调查方法以与GIS用户面对面讨论的形式为主，调研的最终结果是提交一份全面和完整的书面报告。报告完成后，应送交用户评议以证实报告的准确性和完整性，用户对报告的讨论及修改建议必须在最终报告中反映出来。 E-R模型 描述： E-R模型是构建信息系统或数据库概念模型的一种有效工具或有效方法（也称为E-R方法）。 组成：实体类（简称实体）、关系类（简称关系）和属性 分类：基本E-R方法、扩展E-R方法、空间E-R方法 基本E-R方法 由Peter Chen于1976年提出 特点：强调实体间的关系，而非实体的属性 目的： 试图建立一个统一的数据模型，以概括层次、网状和关系三个传统的数据模型； 作为三种传统数据模型相互转换的中间数据模型； 作为超脱数据库管理信息系统的一种概念模型，以比较自然的方式描述现实世界。 表示方法：E-R图。其中，实体用方框表示，属性用椭圆表示，关系用菱形表示。 实体 描述 ：它是所关心的客观事物的抽象，并且可以被唯一地标识。 识别原则： 如果数据类相对独立，并可唯一标识，且具有自己的属性，则该数据类可能是一类实体，如果它仅是某类实体的特征，则它是一类属性 如果数据类与已识别的实体间存在关系/联系，则该数据类（已是一类实体的属性除外）可能是一类实体 属性 描述：它是实体的特征。一个实体总是通过其属性来描述的，对实体的管理和分析的操作是通过对属性的操作来实现的。 关系/联系 描述：它指的是实体之间的联结，可以有自己的属性。一般地，实体和属性是数据库的存储对象，而关系是数据库所要进行的查询操作。 种类：拥有/属于关系、集/子集关系、父/子关系、实体的组成关系等。又可分为一对一、一对多、多对一、多对多等关系类型。 E-R图示例(大学数据库 ) 扩展E-R方法 描述：它是在基本E-R方法的基础之上，引入分化与综合、聚集、范畴/类等抽象概念发展起来的。具有部分面向对象的色彩。 分化与综合 分化：即把一个实体或类按某一特征分为几个实体集。 设有实体集E，如果F是E的某些真子集的集合，即F={Si | Si?E，i=1，2，……，n}，则称F是E的一个分化，E是S1，S2，……，Sn的超实体集，S1，S2，……，Sn是E的子实体集。 综合：它是分化的逆过程。 聚集 描述：由联系及参与联系的实体组合而成的新实体。即允许联系参与联系，而在基本E-R方法中是不允许的。 范畴/类 描述：范畴/类是一种扩展实体关系模型，即E-C-R（Entity-Category-Relationship）模型中的一个抽象概念——“实体集的一个子实体集”。范畴/类与分化的概念有些相似，区别是前者涵盖的范围更为广泛，允许不同类型的实体组成实体集，如线状可以是河流，也可以是道路，而河流和道路是不同类型的实体。 空间E-R方法 E-R方法在GIS中的应用分为两类： 直接应用。如属性数据库概念模型设计 空间E-R方法。根据空间数据的空间特性对基本E-R方法和扩展E-R方法进行改进，它最初由Calkins提出，在GIS中具有较成功的应用 空间实体及其表达 空间实体与一般实体区别：它具有空间特性。即它除了作为一般实体的普通属性外，还具有不同于一般实体的空间属性。 三种空间实体类型（Calkins定义）： 有空间属性对应的一般实体； 有空间属性对应的需用多种空间尺度（类型）表 达的实体； 有空间属性对应的需表达多时段的实体。 这三种空间实体分别用单个特定矩形框、两个交叠的特定矩形框、三个重叠的特定矩形框表示。 空间实体的关系及其表达 关系分类（Calkins）： 一般关系（一般数据库都具有）； 拓扑关系（相邻、联结、包含）； 由空间操作导出的关系（邻近、交叠、空间位置的一致性）。 表达：这三类关系分别用菱形、六边形、双线六边形表示。 基本E-R方法和空间E-R方法比较 E-R方法比较（续表） 空间E-R方法示例（据邵全琴等，1998） 数据库概念模型设计 数据库概念模型： 它是数据库的全局逻辑数据视图，是数据库管理员所看到的实体、实体属性和实体间的联系