1、1第5章 空间数据组织与管理 pGIS定义？定义？n地理信息系统（地理信息系统（Geographical Information System,GIS）是）是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是在计算机硬件、一种特定的十分重要的空间信息系统，它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的间中的地理分布数据地理分布数据进行进行采集、采集、储存、管理储存、管理、运算、模拟、运算、模拟、分析、显示和描述分析、显示和描述的技术的技术系统系统。p矢量数据模型与栅格数据模型矢量数据模型与栅格数据模型n定义、特点、结构与编码
2、方法定义、特点、结构与编码方法p存储到哪里？存储到哪里？p以何种方式来存储？以何种方式来存储？p如何来管理？如何来管理？3第5章 空间数据组织与管理5.1 空间数据库概述空间数据库概述 5.1.1 数据库概述数据库概述5.1.2 空间数据库空间数据库5.1.3 数据库中数据组织层次数据库中数据组织层次5.1.4 数据间的逻辑联系数据间的逻辑联系5.1.5 数据库的数据模型数据库的数据模型5.2 空间数据管理空间数据管理 5.2.1 矢量数据的管理矢量数据的管理 5.3.2 栅格数据的管理栅格数据的管理 5.1.1 数据库概述人工管理阶段人工管理阶段应用程序与数据之间的关系应用程序与数据之间的关
3、系1.数据管理技术的发展过程数据管理技术的发展过程1）人工管理阶段）人工管理阶段n数据数据不保存不保存n应用程序管理数据应用程序管理数据n数据数据不共享不共享n数据数据不具有独立性不具有独立性2）文件管理阶段）文件管理阶段3）数据库管理阶段）数据库管理阶段 应 用 程 序 1 应 用 程 序 2 应 用 程 序 n 数 据 集 1 数 据 集 2 数 据 集 n 2）文件管理阶段：）文件管理阶段：n数据可以数据可以长期保存长期保存n由文件系统管理数据由文件系统管理数据n数据数据共享性差，冗余度大共享性差，冗余度大n数据数据独立性差独立性差 应 用 程 序1 应 用 程 序2 应 用 程 序n
4、文 件1 文 件2 文 件n 存 取 方 法 文件系统阶段文件系统阶段应用程序与数据之间的关系应用程序与数据之间的关系1.数据管理技术的发展过程3）数据库管理阶段：由）数据库管理阶段：由DBMS管理管理1）数据）数据结构化结构化2）数据的）数据的共享性高，冗余度低，易扩充共享性高，冗余度低，易扩充3）数据）数据独立性较强独立性较强4）数据由）数据由DBMS统一管理和控制统一管理和控制 应用程序 1 应用程序 2 应用程序 n 数据库 管理系统 数据库 数据库系统阶段数据库系统阶段应用程序与数据之间的关系应用程序与数据之间的关系1.数据管理技术的发展过程5.1.1 数据库概述2.建立数据库的目的
5、：建立数据库的目的：n为了为了保存数据，扩展人的记忆保存数据，扩展人的记忆，n主要主要是为了帮助人们去是为了帮助人们去管理和控制与这些数据相管理和控制与这些数据相关联的事物关联的事物。3.数据库定义：数据库定义：数据库就是为了一定的目的，在数据库就是为了一定的目的，在计算机计算机系统中以系统中以特定特定的结构组织的结构组织、存储、管理和应用的相关联的、存储、管理和应用的相关联的数据数据集合集合。数据库数据库是长期储存在是长期储存在计算机内计算机内的、的、有组织有组织的、的、可共享可共享的的数据集合数据集合。75.1.2 空间数据库1.空间数据库的定义空间数据库的定义p地理信息系统的数据库（地理
6、信息系统的数据库（空间数据库空间数据库）：某一区）：某一区域内关于一定域内关于一定地理要素特征地理要素特征的的数据集合数据集合。n空间数据库是存取、管理空间信息的数据库。空间数据库是存取、管理空间信息的数据库。3.空间数据的特征1）空间特征）空间特征2）非结构化特征）非结构化特征3）空间关系特征）空间关系特征 4）多尺度与多态性）多尺度与多态性5）分类编码特征）分类编码特征6）海量数据特征）海量数据特征 一种地物类型一种地物类型对应一个对应一个属性数据表文件。属性数据表文件。多种地物类型共用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。组织组织 拓扑数据拓扑数据给空间数据的给空间数据
7、的一致性和完整性一致性和完整性维维护增加了护增加了复杂性复杂性。拓扑关系的构建拓扑关系的构建空间数据空间数据数据项变长数据项变长，对象包含，对象包含一个或多个对一个或多个对象象，需要嵌套，需要嵌套记录记录。一般需要建立一般需要建立空间索引空间索引。4.传统数据库与空间数据库的比较传统数据库传统数据库空间数据库空间数据库数据连续性数据连续性/相关性相关性不连续不连续相关性小相关性小连续连续较强空间相关性较强空间相关性实体类型实体类型/空间关系空间关系少少简单固定简单固定多多复杂且不固定复杂且不固定记录长度记录长度结构化结构化等长等长非结构化非结构化不等长不等长查询与操作查询与操作文字、数字文字、
8、数字文字数字文字数字空间图形空间图形115.1.3 数据库中数据组织层次分为分为四级四级：数据项、记录、文件和数据库数据项、记录、文件和数据库。1.数据项数据项(元素元素/基本项基本项/字段字段)：定义数据的：定义数据的最小单位最小单位2.记录：由若干记录：由若干相关联的数据项相关联的数据项组成。组成。3.文件：一给定类型的记录的文件：一给定类型的记录的全部具体值的集合全部具体值的集合。4.数据库：若干数据库：若干文件的集合文件的集合。数据库是具有特定联系的数据库是具有特定联系的数据的集合数据的集合，也可看成是具，也可看成是具有特定联系的多种类型的有特定联系的多种类型的记录的集合记录的集合。文
9、件数据库field1field2 Record1110ABRecord2115CDRecord389EFRecordn12p是指是指记录与记录记录与记录之间的联系。之间的联系。1、一对一的联系、一对一的联系(1：1)灌溉机井灌溉机井农田地块农田地块2、一对多的联系、一对多的联系(1：N)河流河流跨河桥梁跨河桥梁3、多对多的联系、多对多的联系(M：N)农作物农作物地理环境地理环境学生学生课程课程5.1.4 数据间的逻辑联系 A BABA BAB135.1.5 数据库的数据模型 p传统数据模型：传统数据模型：n层次模型层次模型n网状模型网状模型n关系模型关系模型4.面向对象的数据模型面向对象的数据
10、模型其中应用其中应用最广泛最广泛的是的是关系模型？关系模型？14（1）层次数据库模型（Hierarchical Model）p是用树形结构来表示实体及实体间联系的模型，它将数据组织成一对多一对多的联系，即一个父记录对应多个子记录，而一个子记录只对应一个只对应一个父记录。p层次关系，一对多层次关系，一对多123456abcdefgMMabcdefg1223344134355664c15（1）层次数据库模型p优点：优点：n存取方便且速度快存取方便且速度快n结构清晰结构清晰，容易理解，容易理解n数据修改和数据修改和数据库扩展数据库扩展容易实现容易实现n检索关键属性十分方便检索关键属性十分方便p缺点：
11、缺点：n结构呆板，结构呆板，数据独立性差数据独立性差n插入和删除操作复杂，必须插入和删除操作复杂，必须慎用删除慎用删除操作，操作，n处理低层次对象效率低，难以进行反向处理低层次对象效率低，难以进行反向查询查询n模拟模拟多对多多对多的联系时导致存储数据的的联系时导致存储数据的冗余冗余1.不适合不适合于拓扑空间数据的组织于拓扑空间数据的组织16（2）网络数据库模型（Network Model）p网络模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式。p没有明确的从属关系学生甲学生乙学生丙学生丁课程1课程2课程3课程4123456abcdefgMMIIIabcdefg12
12、345617（2）网络数据库模型p优点：优点：n能能明确而方便明确而方便地表示数据间的地表示数据间的复杂关系复杂关系,数据冗余小数据冗余小n具有一定的具有一定的数据独立性和共享性数据独立性和共享性p缺点：缺点：n网状结构的复杂，增加了用户网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难查询和定位的困难。n需要存储数据间联系的需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大指针，使得数据量增大n数据的数据的修改不方便修改不方便（指针必须修改）（指针必须修改）n不支持层次结构不支持层次结构的表达的表达18（3）关系数据库模型（Relational Model）p关系模型是用二维表来表示实体及实体间联系的模型，它
13、将数据组织成规范化的表格。一个实体由若干关系组成，关系表的集合就构成了关系模型。p表而非指针，关系代数和关系运算来操纵数据123456abcdefgM图层多边形MI，II多边形ID弧段Ia,b,c,dIIc,e,f,g弧段ID 起点终点a12b23c34d41e35f56g64二维关系表数据项（属性）列column/字段field记录行row19（3）关系数据库模型p优点：优点：n结构结构特别特别灵活，使用和维护方便灵活，使用和维护方便n具有具有严密的数学基础和操作代数基础，正反查询方严密的数学基础和操作代数基础，正反查询方便便n能能搜索、组合和比较搜索、组合和比较不同类型的数据不同类型的数据
14、n增加和删除增加和删除数据非常方便数据非常方便p缺点：缺点：n数据库大时，查找数据库大时，查找满足特定关系满足特定关系的数据耗费时间较的数据耗费时间较多多n为了用为了用规范化关系规范化关系描述复杂对象需进行不自然分解描述复杂对象需进行不自然分解n对对空间关系空间关系无法满足无法满足20标准DBMS存储空间数据的局限性n空间数据记录是空间数据记录是变长变长的（如点数的可变性），而的（如点数的可变性），而一般的数据库都只允许把记录的长度设定为一般的数据库都只允许把记录的长度设定为固定固定n在存储和维护空间数据在存储和维护空间数据拓扑关系拓扑关系方面存在着严重方面存在着严重缺陷缺陷n一般都难以实现对
15、空间数据的一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、关联、连通、包含、叠加叠加等基本操作等基本操作n不能支持不能支持复杂的图形复杂的图形功能功能n单个地理实体的表达需要单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录多个文件、多条记录，一般的一般的DBMS也难以支持也难以支持n难以保证具有高度内部联系的难以保证具有高度内部联系的GIS数据记录需要数据记录需要的复杂的安全维护的复杂的安全维护21（4)面向对象数据库模型（Object Oriented Model）p面向对象（面向对象（object-oriented，OO）的概念起源于）的概念起源于程序设计语言程序设计语言面向对象的编程语言面向对象的编
16、程语言(简称简称OOPL)，强调对象概念的统一，引入，强调对象概念的统一，引入对象、类、对象、类、方法、实例方法、实例等概念和术语，采用等概念和术语，采用动态联编和单继动态联编和单继承性机制承性机制。p它以它以OOPL为核心，集各种软件开发工具为一体，为核心，集各种软件开发工具为一体，建立建立OO计算环境，计算环境，配有很强的图形功能和多窗口配有很强的图形功能和多窗口用户界面用户界面。p基本出发点基本出发点：以对象作为最基本的元素以对象作为最基本的元素，尽可能，尽可能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题。决问题。221基本概念 p对象对象：
17、面向对象的：面向对象的基本单位基本单位。对象是一个拥有。对象是一个拥有属性、行为属性、行为和标识符和标识符的实体。的实体。对象是类的实例，对象的属性和行为在对象是类的实例，对象的属性和行为在类定义中定义类定义中定义。如电视的属性有如电视的属性有:品牌品牌,尺寸尺寸,重量等重量等.操作操作有有:收视收视,选台选台,音量调节等音量调节等p类类：是具有相同属性结构和操作方法的：是具有相同属性结构和操作方法的对象的集合对象的集合。p消息消息：是对象之间：是对象之间通信通信的手段，用来的手段，用来指示对象的操作指示对象的操作。p方法方法：是对象：是对象接收到消息接收到消息后应采取后应采取的动作序列的动作
18、序列的描述。的描述。p实例实例：是由一特定类描述的：是由一特定类描述的具体具体对象。对象。p对象具有封装性、继承性和多态性，涉及到分类对象具有封装性、继承性和多态性，涉及到分类（classification）、概括（）、概括（generalization）、聚集）、聚集（aggregation）、联合（）、联合（association）、继承、继承（inheritance）和传播（）和传播（propagation）等概念。）等概念。231基本概念p接口接口：是一个对象外部可见操作的集合。：是一个对象外部可见操作的集合。p封装封装：是指把对象的属性和行为封装在一起，并尽可能隐：是指把对象的属性和
19、行为封装在一起，并尽可能隐藏对象的内部细节的特征。封装技术提高了面向对象方法藏对象的内部细节的特征。封装技术提高了面向对象方法开发软件的可重用性，从而大大提高了复杂软件的开发效开发软件的可重用性，从而大大提高了复杂软件的开发效率、质量和可靠性，更加易于维护。率、质量和可靠性，更加易于维护。p继承继承：从某类对象得到另一类对象的特征和能力。如饭店：从某类对象得到另一类对象的特征和能力。如饭店子类从建筑物类继承地址、建筑日期等属性。引入类的继子类从建筑物类继承地址、建筑日期等属性。引入类的继承，就出现了类的层次结构，也就有了超类（基类）、子承，就出现了类的层次结构，也就有了超类（基类）、子类（派生
20、类）的概念。类（派生类）的概念。p多态多态：多态性是指不同对象收到相同消息时产生不同的行：多态性是指不同对象收到相同消息时产生不同的行为方式的特征。不同的对象，收到同一消息产生完全不同为方式的特征。不同的对象，收到同一消息产生完全不同的结果，这种现象称为多态性。的结果，这种现象称为多态性。p比如汽车是一个比如汽车是一个类类p那么宝马、红旗、解放等等就是这个类的那么宝马、红旗、解放等等就是这个类的对象对象p将轮子、方向盘、重量等这些属性和转弯、鸣喇将轮子、方向盘、重量等这些属性和转弯、鸣喇叭等这些方法放到一个类里面就是叭等这些方法放到一个类里面就是封装封装p人开车要用方向盘、刹车等等，这些就是汽
21、车这人开车要用方向盘、刹车等等，这些就是汽车这个类的个类的接口接口p你用轿车的钥匙，开动的就是轿车，用卡车的钥你用轿车的钥匙，开动的就是轿车，用卡车的钥匙开动的就是卡车，这是匙开动的就是卡车，这是多态性多态性的体现的体现p而轿车和卡车这两个类就是汽车这个类的而轿车和卡车这两个类就是汽车这个类的继承继承251基本概念p分类：是把一组具有相同属性结构和操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。对象和类的关系是“实例”(instance-of)的关系。p概括：是将具有公共特征和操作的类再抽象为一个更高层次、更具一般性的超类的过程。子类与超类的关系是is-a的关系。p联合：是将同一类对象中的几个具有
22、部分相同属性值的对象组合起来，形成一个更高水平的集合对象的过程。例如一个县是由若干个乡镇联合而成。成员与集合对象是成员(member-of)的关系。p聚集：是将几个不同类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。例如建筑物是墙、窗、门、房顶和楼板几部分的聚集。“成分”与“复合对象”是“部分”(partsof)的关系。p传播：作为联合和聚集的一种工具，通过一种强制性的手段将子对象的属性信息传递给复杂对象。例如西安市大学生数量可以由各个大学的学生数求和派生得到。262面向对象的几何抽象类型pGIS中的各种地物，在几何性质方面不外乎表现为四种类型，即点状地物、线状处物、面状地物以及由它们混合组成的复杂
23、地物，因而这四种类型可以作为GIS中各种地物类型的超类。空间地物点状地物线状地物面状地物复杂地物电视塔桥 梁车 站道 路水 管电力线建筑物湖公 园矿 山大 学县273面向对象的属性数据模型 pGIS中的地物可根据中的地物可根据国家分类标准或实际情况国家分类标准或实际情况划分划分类型。类型。n如一个大学如一个大学GIS的对象可分为建筑物、道路、绿化、的对象可分为建筑物、道路、绿化、管线等几大类，管线等几大类，n地物类型的每一大类又可以进一步分类，地物类型的每一大类又可以进一步分类，p如如建筑物建筑物可再分成教学楼、实验楼、行政办公楼、可再分成教学楼、实验楼、行政办公楼、图书馆、体育馆、教工住宅、
24、学生宿舍、食堂、后图书馆、体育馆、教工住宅、学生宿舍、食堂、后勤服务建筑等子类，勤服务建筑等子类，p管线管线可再分为给水管道、污水管道、电信管道、供可再分为给水管道、污水管道、电信管道、供热管道、供气管道等。热管道、供气管道等。284面向对象数据库系统的实现方式 p特点：特点：n巧妙地容纳了巧妙地容纳了GIS中拓扑数据结构的思想，能中拓扑数据结构的思想，能有效有效地表达空间数据的拓扑关系地表达空间数据的拓扑关系。p面向对象数据模型在面向对象数据模型在表达和处理属性数据表达和处理属性数据时，又时，又具有许多独特的具有许多独特的优越性优越性。p三种实现方式：三种实现方式：n扩充面向对象程序设计语言
25、扩充面向对象程序设计语言(OOPL)，在，在OOPL中中增加增加DBMS的特性的特性 n扩充扩充RDBMS，在，在RDBMS中增加面向对象的特性中增加面向对象的特性 1.建立全新的支持面向对象数据模型的建立全新的支持面向对象数据模型的OODBMS 295.2 空间数据管理空间数据管理5.2.1 矢量数据的管理矢量数据的管理 5.2.2 栅格数据的管理栅格数据的管理 305.2.1 矢量数据的管理 p对于矢量数据，其对于矢量数据，其位置数据和属性数据位置数据和属性数据通常是通常是分分开组织开组织的。的。n基于基于文件文件管理管理n文件与关系数据库文件与关系数据库混合管理混合管理n全关系型全关系型
26、空间数据库管理空间数据库管理n对象对象-关系关系数据库管理数据库管理1.面向对象面向对象空间数据库管理空间数据库管理 311.基于文件管理p各个地理信息系统应用程序各个地理信息系统应用程序对应各自的空间和属对应各自的空间和属性数据文件性数据文件，当两个，当两个GIS应用程序需要的数据有相应用程序需要的数据有相同部分时，可以提出来作为公共数据文件。同部分时，可以提出来作为公共数据文件。pGIS软件：软件：MapInfop缺点：缺点：1）程序依赖于数据程序依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改文件的存储结构，数据文件修改时，应用程序也随之需要改变。时，应用程序也随之需要改变。2）以文件形式共享以文
27、件形式共享，当多个程序共享一数据文件时，当多个程序共享一数据文件时，文件的修改，需得到所有应用的许可。文件的修改，需得到所有应用的许可。不能达到真不能达到真正的共享正的共享，即数据项、记录项的共享。，即数据项、记录项的共享。322.文件-关系数据库混合管理p两个子系统两个子系统分别存储和检索空间数据和属性数据，使用一分别存储和检索空间数据和属性数据，使用一种种标识符标识符将两者联系起来将两者联系起来p属性数据建立在属性数据建立在RDBMS上，数据存储和检索比较可靠、有上，数据存储和检索比较可靠、有效；效；p缺点：缺点：属性数据和图形数据通过属性数据和图形数据通过ID联系起来，使联系起来，使查询
28、运算，模型操查询运算，模型操作运算速度慢作运算速度慢；数据分布和共享数据分布和共享困难；困难；属性数据和图形数据分开存储，属性数据和图形数据分开存储，数据的安全性、一致性、完数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能；缺少基本的功能；缺乏缺乏表示空间对象及其关系表示空间对象及其关系的能力。的能力。pGIS软件：软件：Arc/Info，MGE，SICARD、GENEMAP等。等。33几何数据属性数据ID数据文件数据库早期图形用户界面图形处理DBMS属性用户界面图形文件库属性数据库GIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数
29、据库高级语言ODBC协议GIS用户界面图形处理DBMS图形文件库属性数据库高级语言数据库开发语言数据库开发数据库开发343.全关系型空间数据库管理p图形数据与属性数据都采用图形数据与属性数据都采用关系型数据库关系型数据库存储。存储。p本质：本质：nGIS软件商在标准软件商在标准DBMS顶层开发一个能顶层开发一个能容纳、管理空间数据的系统功能。容纳、管理空间数据的系统功能。p特点：特点：n空间数据和属性数据空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接不必进行烦琐的连接，数据存取较快数据存取较快n属性属性间接存取间接存取效率比效率比DBMS的直接存取的直接存取慢慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的特别
30、是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作空间操作pGIS软件：软件：System9，Small World，Geovision等等GISGIS应用应用扩展扩展DBMSDBMS以容纳以容纳空间数据空间数据商用商用DBMSDBMS空间和属性空间和属性数据库数据库全关系型数据库的本质用用RDBMS管理图形数据有管理图形数据有两种模式两种模式：a、基于关系模型的方式基于关系模型的方式，图形数据按关系数据，图形数据按关系数据模型组织。由于涉及一系列关系模型组织。由于涉及一系列关系连接连接运算，运算，费时费时。b、将图形数据的变长部分处理成、将图形数据的变长部分处理成Binary Block字字段段（多媒
31、体或变长文本）（多媒体或变长文本）。省去省去大量关系连接操大量关系连接操作，但作，但Binary Block的读写效率比定长的属性字的读写效率比定长的属性字段段慢得多慢得多，特别涉及对象的，特别涉及对象的嵌套时，更慢嵌套时，更慢。GIS界面界面属性数据属性数据（定长记录）（定长记录）空间数据空间数据（变长记录）（变长记录）DBMS空间空间数据库数据库关系关系表表二进制二进制块块364.对象-关系数据库管理系统p扩展的空间对象管理模块主要扩展的空间对象管理模块主要解决了空间数据的变长记录的管理解决了空间数据的变长记录的管理，由，由于由数据库软件商进行扩展，效率要比前面所述的二进制块的管理高于由数
32、据库软件商进行扩展，效率要比前面所述的二进制块的管理高得多。得多。p许多数据库管理系统的软件商纷纷许多数据库管理系统的软件商纷纷在关系数据库管理系统中进行扩展，在关系数据库管理系统中进行扩展，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据使之能直接存储和管理非结构化的空间数据，如，如Oracle 和和Informix等等都推出了都推出了空间数据管理的专用模块空间数据管理的专用模块，定义了操纵点、线、面、圆、长，定义了操纵点、线、面、圆、长方形等空间对象的方形等空间对象的API函数。用户不能根据函数。用户不能根据GIS要求对其进行再定义，要求对其进行再定义，一般不带拓扑关系。一般不带拓扑关系。p但是它但
33、是它仍然没有解决对象的嵌套问题仍然没有解决对象的嵌套问题，空间数据结构也，空间数据结构也不能由用户任不能由用户任意定义意定义，使用上仍然受到一定限制。，使用上仍然受到一定限制。pGIS软件：软件：TIGER，Geo+、Geo Tropics等等GISGIS应用应用空间数据管理的空间数据管理的专用模块专用模块 商用商用DBMSDBMS空间和属性空间和属性数据库数据库扩充实体类型扩充实体类型（点、线、面、圆等）（点、线、面、圆等）375.面向对象空间数据库管理面向对象空间数据库管理p面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象和对象面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象和对象的数据结构及操作
34、。这样，我们可以将空间对象根据的数据结构及操作。这样，我们可以将空间对象根据GIS的需要，定义出合适的数据结构和一组操作。的需要，定义出合适的数据结构和一组操作。p面向对象模型面向对象模型最适应于空间数据的表达和管理最适应于空间数据的表达和管理，它不仅支，它不仅支持变长记录，而且支持对象的嵌套、信息的继承与聚集。持变长记录，而且支持对象的嵌套、信息的继承与聚集。p当前已经推出了若干个面向对象数据库管理系统，也出现当前已经推出了若干个面向对象数据库管理系统，也出现一些基于面向对象的数据库管理系统的地理信息系统，一些基于面向对象的数据库管理系统的地理信息系统，但但由于面向对象数据库管理系统还不够成
35、熟，价格又昂贵，由于面向对象数据库管理系统还不够成熟，价格又昂贵，目前在目前在GIS领域还不太通用领域还不太通用。p相反相反基于对象-关系的空间数据库管理系统是目前GIS空间数据管理的主流。385.2.2 栅格数据的管理p影像数据和数字高程模型（影像数据和数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）p三种方式三种方式n基于基于文件文件的影像数据库管理的影像数据库管理n文件结合数据库文件结合数据库影像管理影像管理n基于基于关系数据库关系数据库管理管理391.文件管理方式 p目前目前大部分大部分GIS软件和遥感图像处理软件软件和遥感图像处理软件都是采用都是采用文件方式文件
36、方式来管理遥感影像数据。来管理遥感影像数据。p缺点：缺点：n大量的图像元数据信息（如图像类型、摄影日期、大量的图像元数据信息（如图像类型、摄影日期、摄影比例尺等）需要单独建立文件；摄影比例尺等）需要单独建立文件；n多数据源、多时相的遥感图像数据间的关系无法反多数据源、多时相的遥感图像数据间的关系无法反映；映；n数据的安全性、并发控制和数据共享问题。数据的安全性、并发控制和数据共享问题。402.文件-数据库管理方式 p影像数据仍按照文件方式组织管理；在关系数据库中，每影像数据仍按照文件方式组织管理；在关系数据库中，每个文件都有唯一的个文件都有唯一的标识号标识号（ID）对应影像信息，如）对应影像信
37、息，如文件名文件名称、存储路径称、存储路径等等 表表5.1 影像信息数据库表影像信息数据库表影像名称影像名称 块号块号 Image 001 011001 Image 002 011002 Image 003 011003 Image 004 021001 Image 005 021002 413.关系数据库管理 p基于基于扩展关系数据库扩展关系数据库的影像数据库管理是将影像数据存储的影像数据库管理是将影像数据存储在在二进制变长字段中二进制变长字段中，然后应用程序通过数据访问接口来，然后应用程序通过数据访问接口来访问数据库中的影像数据。同时影像数据的访问数据库中的影像数据。同时影像数据的元数据信
38、息元数据信息也也存放在存放在关系数据库的表关系数据库的表中，二者可以进行无缝管理。中，二者可以进行无缝管理。p数据库方式管理影像数据具有以下特点：数据库方式管理影像数据具有以下特点：所有数据集中存储，数据安全，所有数据集中存储，数据安全，易于共享易于共享。较方便管理较方便管理多数据源和多时态多数据源和多时态的数据。的数据。支持事务处理和并发控制，有利于多用户的访问与共享。支持事务处理和并发控制，有利于多用户的访问与共享。影像数据和元数据集成影像数据和元数据集成到一起，能方便的进行交互式查询。到一起，能方便的进行交互式查询。对对Client/Server的分布式应用支持较好，网络性能和数据传的分
39、布式应用支持较好，网络性能和数据传输速度都有很大提高。输速度都有很大提高。影像数据访问只能通过数据库驱动接口访问，有利于数据的影像数据访问只能通过数据库驱动接口访问，有利于数据的一致性和完整性控制一致性和完整性控制，数据不会被随意移动、修改和删除。，数据不会被随意移动、修改和删除。支持异构的网络模式，即应用程序和后台数据库服务器可以支持异构的网络模式，即应用程序和后台数据库服务器可以在在不同操作系统平台下不同操作系统平台下运行。运行。本章小结p数据库与空间数据库数据库与空间数据库p数据库的数据组织层次数据库的数据组织层次p数据间的逻辑联系数据间的逻辑联系p数据模型数据模型n层次模型层次模型n网
40、络模型网络模型n关系数据库模型关系数据库模型n面性对象的数据模型面性对象的数据模型p矢量数据的管理方式：对象矢量数据的管理方式：对象关系型数据库管理关系型数据库管理p栅格数据的管理方式：文件管理方式栅格数据的管理方式：文件管理方式43思考题常用软件如常用软件如ArcView、Mapinfo、SuperMap各采用哪各采用哪种数据管理方式？种数据管理方式？作业：作业：一、（基础部分）一、（基础部分）1、什么是空间数据库，具有什么特点？、什么是空间数据库，具有什么特点？2、矢量数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？、矢量数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？3、栅格数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？、栅格数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？
