导图社区 地理空间数据库概论
这是一篇关于地理空间数据库概论的思维导图,包括数据模型、空间数据库、空间数据库标准、空间数据库管理系统等内容。
编辑于2021-09-16 09:14:53地理空间数据库概论
数据模型
数据分类
结构化
先有模式再有数据,满足关系模式的范式基本要求,可以用二维表结构来逻辑表达的数据
半结构化
非结构化
没有模式,不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据,包括文本、图片、XML、HTML、音频、视频等
组成
数据结构
静态特性(树、图、关系)
数据操作
动态特性(插入、删除、查找)
完整性约束
模型分类
概念模型
独立于计算机系统 主要用于数据库设计 易于用户理解 与DBMS无关
E/R图
逻辑模型
直接面向数据库的逻辑结构与DBMS有关既面向用户,也面向实现
层次模型
数据结构:树 数据操作:查询、插入、删除、更新 完整性约束:1.无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值 2.如果删除双亲结点值,则相应的子女结点值也被同时删除
优点:1.层次数据模型简单,对具有一对多的层次关系的部门描述自然、直观,容易理解 2.性能优于关系模型,不低于网状模型 3.层次数据模型提供了良好的完整性支持 缺点:1.多对多联系表示不自然 学生与课程之间的选课关系 2.对插入和删除操作的限制多 3.查询子女结点必须通过双亲结点 查询有多少学生成绩在90分以上 4.层次命令趋于程序化
网状模型
数据结构 – 图 ▬ 允许多个结点没有双亲结点 ▬ 允许结点有多个双亲结点 ▬ 允许两个结点之间有多种联系 (复合联系) 数据操作 ▬ 查询、插入、删除、更新 完整性约束
优点 ▬ 能够更为直接地描述现实世界,如一个结点可以有多个双亲 ▬ 具有良好的性能,存取效率较高 缺点 ▬ 结构比较复杂,而且随着应用环境的扩大,数据库的结构就变得越来越复杂,不利于最终用户掌握 ▬ DDL (Data Definition Language)、DML (Data Manipulation Language)语言复杂,用户不容易使用
关系模型
三级模式
模式相对稳定,反映数据结构及其联系 实例相对变动,反映数据库某一时刻的状态 一个数据库只有一个模式
外模式
不同用户看到的是不一样的,一个数据库可以有多个外模式
外模式/模式映象l 定义外模式与模式之间的对应关系 l 每一个外模式都对应一个外模式/模式映象 l 映象定义通常包含在各自外模式的描述中 l 用途:保证数据的逻辑独立性 ▬ 当模式改变时,数据库管理员修改有关的外模式/模式映象,使外模式保持不变 ↑比如数据库增加或删减行列 ▬ 应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性
模式
内模式
一个数据库只有一个内模式,内模式定义与修改是DBA (DataBase Administrators )的责任
模式/内模式映象定义了数据的逻辑结构与存储结构之间的对应关系 ▬ 例如,说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的 l 数据库中模式/内模式映象是唯一的 l 该映象定义通常包含在模式描述中 l 用途:保证数据的物理独立性 ▬ 当数据库的存储结构改变了(例如,选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式/内模式映象,使模式保持不变 ▬ 应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性
面向对象模型
对象关系模型
物理模型
数据最低层的抽象,它描述数据在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法,是面向计算机系统的每种逻辑数据模型在实现时,都有其对应的物理数据模型 物理数据模型的实现不但与DBMS有关,还与操作系统和硬件有关
数据存储与索引
空间数据库
PostreSQL PostGIS
Oracle Spatial
DB2 Spational Extender
SQL Server Spatial
MySQL Spatial
空间数据库标准
SFA SQL
几何对象模型
标记文本类型
PostGIS
SQL/MM
几何对象模型
网络模型
Oracle Spatial
差异 ▬ SFA SQL在标记文本类型、空间数据存储实现上比SQL/MM定义的更宽泛 ▬ SQL/MM涉及了SFA SQL尚未涉及的拓扑数据结构、网络模型等方面的内容 没有统一的SDB标准,导致SDBMS差异 ▬ PostGIS更符合SFA SQL标准 ▬ Oracle Spatial更兼容SQL/MM标准
空间数据库管理系统(SDS)
组成部分 ▬ 空间数据库 ▬ 空间数据库管理系统 ▬ 数据库管理员 ▬ 用户和应用程序
空间数据管理技术
文件系统
文件与关系 数据库混合管理系统
空间数据引擎
对象关系数据库管理系统
空间数据库管理系统(SDBMS)
功能
空间数据库
空间数据类型
空间分析
空间索引
要求:按一定的数据模型组织、描述和存储,具有较小的冗余度 、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享特点:1.数据量大 2.空间数据与属性数据的集合 3.应用广泛
空间数据
分类
矢量
不可再分的最小单元现象称为空间实体
点线面 (空间位置及属性信息)
拓扑关系
网络
栅格
把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体看待
特点
空间特征
每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特征
非结构化特征
1.空间实体是不定长的,例如一条弧段可能包含两对坐标点,也有可能10万对坐标点 2.空间实体是非原子的,有的甚至是嵌套的,例如一个多边形可能包含多条弧段
空间关系特征
空间数据包括空间坐标和拓扑关系
时态特征
现有的空间数据库基本不具有管理空间数据的时间动态性 ,只是描述数据的瞬时状态
多尺度特征
空间
指根据地学过程或地理地球系统中各部分规模的大小,可分为不同的层次
时间
指地学过程或地理特征具有一定的自然节律性,其时间周期长短不一
和层次数据模型和网状数据模型相比,关系数据模型的主要优点是: ▬ 简单,一个数据库由多个关系组成,每一个关系就是一个规范化了的二维表,关系模型中的许多概念与二维表是一一对应的,普通用户容易理解 ▬ 易访问,可以使用高级的数据查询语言构造出复杂的查询 ,对数据库中的数据进行访问
DBMS:Database Management System RDBMS:商品化关系数据库管理系统SDBMS:空间数据库管理系统 (Spatial Database Management System)ORDBMS:对象关系型数据库管理系统 (Object-relational database management system)DDL:Data Definition LanguageDML:Data Manipulation LanguageSDDL:空间数据的定义 SDML:空间数据的操纵 SQL:结构化查询语言 SSQL:空间结构化查询语言 (SSQL)SDB:Spatial DatabaseDBA:DataBase Administrators数据库管理员SDS:空间数据库系统 (Spatial Database System) BLOB:大二进制字段 (binary large object)SDE:空间数据引擎 (Spatial Database Engine,后更名为ArcSDE)