数据库管理的发展过程

传统数据库、地理空间数据库，GIS空间数据库的发展历史，ArcSDE，ArcGIS，数据库是按一定数据模型组织、描述和储存在计算机内可共享的数据集合，并强调其特点如数据独立性、有组织性、可共享性和低冗余度。详细解释了数据库的三种主要类型：层次数据库、网状数据库和关系型数据库，并指出它们各自的特点和优缺点。

数据库管理的发展 过程

• 主题
• 概念
  • 数据库：按一定数据模型组织、描述和储存在计算机内可共享的数据集合（数据独立、有组织，可共享，冗余度小）
  • 数据库管理系统：进行数据库存取和各种管理控制的软件（数据库定义、维护、管理、通讯）
• 数据库系统技术（数据模型）的发展
  • 层次数据库、网状数据库、关系型数据库、面向对象的数据库系统
  • 关系型数据库： 基于关系模型来组织数据。
    • 1) 关系模型用二维关系表来表现现实世界中的多种联系
    • 2) 关系模型利用关系代数和关系运算来实现数据操作
    • 3) 约束条件要求高，规范性高
    • 4) 优点：结构简单清晰、没有复杂的存取路径、数据修改和更新方便、容易维护和理解、易学易懂
    • 5) 缺点：运作效率不高、描述对象语义的能力较弱、控制、表达、管理复杂对象的能力较弱、可扩展性差。
  • 面向对象数据库系统 （第三代数据库系统）
    • 对象，包含数据集和操作集的实体（封装性、分类）
    • 1) 支持数据管理、对象管理和知识管理
    • 2) 支持面向对象的数据模型
    • 3) 保持和继承第二代关系型数据库的技术
    • 4) 良好的开放性、可扩展性、可移植性，支持网络协议
• 数据管理技术的发展阶段
• 数据库系统的进一步发展
  • 数据保护功能
  • 网络数据化管理功能
  • 数据仓库和数据知识发现技术
  • 大数据组织与管理
• 空间数据管理
  • 栅格数据：图像数据、文件管理
  • 矢量数据：关系型数据库
  • 特点：海量、区域性、复杂性；涉及到复杂的实体类型和空间操作
• 传统的 GIS 数据库技术
  • 关系数据库与文件系统的混合管理
  • 矢量的空间位置数据和属性数据分别组织管理，数据间落实与地物的关系通过标识符链接
  • 用关系数据库直接管理属性数据
  • 借用关系模型理念，利用文件系统管理空间位置数据
  • 组织工作层和工作区，在水平方向分图幅、垂直方向分图层进行组织管理
  • 图幅管理与空间索引
    • （对象空间索引、R 树空间索引、格网索引、四叉树空间索引）
    • 满足对具体局部区域和专题层进行操作和检索的需要
• 空间数据引擎（SDE）
  • 图形数据和属性数据在关系数据库的后台统一管理
  • ArcSDE：开发中间件，将 GIS 应用程序的要求转化为空间图形和属性数据的 SQL 语句，转发给关系型数据库管理系统，再将满足条件的数据放在服务器缓存存放，转换为可读格式后发送客户端
  • 主流数据库厂商：对关系数据库底层进行改进和扩展，开发空间数据管理的专用模块，存储和管理非结构化的空间数据 （oracle spatial 定义了点、线、面空间对象以及接口函数）
  • 特点：
    • 1) 数据量庞大。
      • 空间数据库面向的是地理学及其相关对象，而在客观世界中它们所涉及的往往都是地球表面信息、地质信息、大气信息等及其复杂的现象和信息，所以描述这些信息的数据容量很大
    • 2) 具有高可访问性 。
      • 空间信息系统要求具有强大的信息检索和分析能力，这是建立在空间数据库基础上的，需要高效访问大量数据。
    • 3) 空间数据模型复杂
    • 4) 属性数据和空间数据联合管理。
    • 5) 空间实体的属性数据和空间数据可随时间而发生相应变化。
    • 6) 空间数据的数据项长度可变，包含一个或多个对象，需要嵌套记录。
    • 7) 一种地物类型对应一个属性数据表文件 多种地物类型共用一个属性数据表文件。
    • 8) 具有空间多尺度性和时间多尺度性。
    • 9) 应用范围广泛。