空间数据库概念模型设计思维导图

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空间数据库概念模型设计

• 1.概念模型设计概述
  • 概念设计阶段要产生反映GIS需求的数据库概念模型
  • 1）特点
    • a.丰富的语义表达能力
    • b.易于设计人员交流和理解
    • c.易于修改和变动
    • d.易于向各种数据模型转换
    • e.易于从概念模型导出与DBMS有关的逻辑模型
  • 2）当前普遍采用的概念模型是语义数据模型和面向对象数据模型
• 2.语义数据模型
  • 1）概念
    • a.形成
      • 语义数据模型的模型结构是由若干种抽象所组成，用这些抽象来描述空间实体的基本语义特征，再根据语义模型结构规则把这些抽象结合起来形成模型
    • b.特点
      • 语义模型通过抽象在空间实体层次上构造模型，形成空间实体类别以及这些类别之间的关联，在基本语义结构被确定后，再加入数据元素。最常用的语义数据模型之一是实体-联系模型（E-R模型）
  • 2）E-R模型
    • 1.E-R模型的语义概念
      • a.实体：是对客观存在的起独立作用的事物的一种抽象。在E-R图中，用矩形符号代表实体。实体的命名标注于矩形符号之内
      • b.联系：是实体间有意义的相互作用或对应关系，分为（1:1）的联系、（1:n）的联系和（m:n）的联系。联系在E-R图中用菱形符号表示，名称标注在菱形符号内
      • c.属性：是对实体和联系特征的描述。每个属性都关联着一个域。用椭圆形表示，椭圆中放置属性名称，属性同实体和联系之间也用线段连接
    • 2.E-R模型设计数据库的步骤
      • a.设计局部的E-R模型
        • 主要需要完成局部结构范围的确定，定义属性、实体和联系，以及属性的分配等
      • b.设计全局的E-R模型
        • 将所有局部的E-R图综合成单一的全局E-R图，即全局的概念模型
      • c.全局E-R模型的优化
        • 1.优化目的
          • 实体类型个数尽可能少
          • 实体类型所含属性尽可能少
          • 实体类型间联系无冗余
        • 2.优化方式
          • 实体类型的合并
          • 冗余属性的消除
          • 冗余联系的消除
• 3.面向对象数据模型
  • 1）概念
    • a.对象
      • 1.一个对象就是现实世界中一个事物的模型表达，它具有一个唯一的名称标识，并把自身的状态和内在的功能封装在一起
      • 2.在面向对象数据模型中，一个对象的状态是通过域来描述的，可称为私有存储单元。对象的封装特征在此处表现为其私有存储单元只能由它自己的功能进行处理
    • b.消息
      • 1.消息是对象之间相互请求或相互协作的唯一途径，一个对象必须通过向其他对象发送消息的形式使其他对象提供各自功能
      • 2.属于同一个对象的消息中：由其他对象对象向它发送的称为公有消息；由自己向自身发送的称为私有消息
    • c.类
      • 类是对一组对象的抽象描述，它将该组对象所具有的共同特征集中起来，以说明该组对象的能力和性质
  • 2）继承及类间的层次关系
    • a.继承的概念
      • 1.继承是现实世界中对象之间的一种独特关系，它使得某类对象可以自然地拥有另外一对象的某些特征和功能
      • 2.继承性具有减少代码的冗余及通过协调性简化对象类相互之间的接口的双重作用，从对象类的数量上看可分为单继承和多继承两类
    • b.继承和类的层次关系
      • 1.类的层次结构是引入类的继承关系而产生的
      • 2.被继承的类称为超类或基类，继承其他类的类称为子类或派生类
      • 3.类的层次结构用于描述和组织事物的一种简单、有效的工具
  • 3）功能重载和多态性
    • a.重载：即实现特定功能的方法不仅以名称来区分，而且用它所带的参数来区别
    • b.多态：是指同一个消息可以根据发送消息对象的不同采用多种不同的行为方式
  • 4）概括和聚集
    • a.概括：把一组具有相同特征和操作的类归纳在一个更一般的超类中。概括形成的对象类不要求一定是现实中具体存在的对象类，它可以是一种抽象的对象类
    • b.聚集：聚集反映了嵌套对象的概念，嵌套对象是由一些其他对象组成的，它是用来描述更高层次对象的一种形式
  • 5）空间数据库对象模型
    • 运用上述面向对象的概念和方法，建立起GIS中空间数据库的对象数据模型
  • 6）ORM图
    • a.ORM概念
      • ORM即对象角色建模，是运用面向对象的原理进行数据库概念建模的软件工程方法。它提供了概念性的、易于理解的模型化数据的技术
    • b.ORM图的概念
      • ORM图是用图形符号的形式表现对象角色建模的结果。ORM图用对象类型和谓词来表达一个事实
    • c.对象类型
      • 表示实际对象或概念的类型。对象类型必须以英文名词的形式出现，以大写字母开头，必须具有唯一的定义，且在模型范围内只能被定义一次
      • 分类
        • 1.实体对象类型：由实际事物组成的对象类型
        • 2.值对象类型：由数字或字符串组成的数字类型。一般用于说明实体对象类型
    • d.谓词
      • 描述由对象类型扮演的角色的事实的一部分。每个谓词都分为若干角色。在ORM图中，谓词表示为一个或多个角色框的序列