《GIS數(shù)據(jù)庫設計》PPT課件

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1、第5章GIS數(shù)據(jù)庫設計5.1GIS數(shù)據(jù)庫設計概述5.2GIS數(shù)據(jù)庫設計5.3空間數(shù)據(jù)組織和管理5.4柵格數(shù)據(jù)存儲和管理5.5MapGIS7.0地理數(shù)據(jù)庫設計第1節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計概述5.1.1GIS數(shù)據(jù)庫設計概念5.1.2GIS數(shù)據(jù)庫設計目標5.1.3GIS數(shù)據(jù)庫設計原則5.1.4GIS數(shù)據(jù)庫設計過程第1節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計概述5.1.1GIS數(shù)據(jù)庫設計概念數(shù)據(jù)的定義是GIS的“血液”。數(shù)據(jù)的存儲模式、管理方式直接影響GIS系統(tǒng)執(zhí)行效率和系統(tǒng)安全等方面。GIS的空間數(shù)據(jù)庫設計是GIS軟件設計的核心內容。數(shù)據(jù)庫設計是把現(xiàn)實世界中一定范圍內存在的應用處

2、理和數(shù)據(jù)抽象成一個數(shù)據(jù)庫的具體結構的過程。第1節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計概述5.1.2GIS數(shù)據(jù)庫設計目標主要目標設計具有安全性、可靠性、正確性、完整性、獨立性、共享性、低冗余度、可擴展的空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)高效存儲管理，支撐GIS軟件的設計與應用。滿足用戶要求良好的數(shù)據(jù)庫性能對現(xiàn)實世界模擬的精確程度能被某個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接受主要任務確定空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)結構。提出空間數(shù)據(jù)庫相關功能的實現(xiàn)方案。將設計的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結構體系進行編碼實現(xiàn)。將收集來的空間數(shù)據(jù)入庫，建立空間數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)。第1節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計概述5.1.3GIS數(shù)據(jù)庫設

3、計原則GIS數(shù)據(jù)庫設計是系統(tǒng)設計的核心，是GIS系統(tǒng)實現(xiàn)的前提，也是衡量GIS系統(tǒng)品質的一個重要因素。設計數(shù)據(jù)庫時應遵循以下原則：組織有序、層次分明最小冗余度原則具有足夠的數(shù)據(jù)吞吐量數(shù)據(jù)獨立性原則標準化、規(guī)范化原則可擴展原則系統(tǒng)可靠性、安全性與完整性原則第1節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計概述5.1.4GIS數(shù)據(jù)庫設計過程以用戶的需求為先，兼顧數(shù)據(jù)的特點，才會設計出成功的數(shù)據(jù)庫。設計過程需求分析概念設計邏輯設計物理設計數(shù)據(jù)庫實施第1節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計概述空間數(shù)據(jù)庫需求分析包括三個步驟：用戶需求調查分析空間數(shù)據(jù)現(xiàn)狀系統(tǒng)分析第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計5.2.1概念模型

4、設計5.2.2邏輯模型設計5.2.3物理模型設計第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計

5、1.概念模型設計——數(shù)據(jù)庫概念化設計

6、5.2.1概念模型設計數(shù)據(jù)庫概念化設計是從抽象的角度來設計數(shù)據(jù)庫，這種信息結構設計是從用戶的角度對現(xiàn)實世界的一種信息描述，它獨立于任何DBMS軟件和硬件。概念設計的結果是對現(xiàn)實世界或地理實體的信息化概念模型，它由構造實體的基本元素以及反映這些基本元素之間聯(lián)系的信息所組成。數(shù)據(jù)庫概念化設計主要任務概念數(shù)據(jù)庫模式設計和事務設計。模式設計以需求分析階段所提出的數(shù)據(jù)要求為基礎，對用戶需求描述的現(xiàn)實世界通過對其中信息的分類、聚集和概括，建立抽象的高

7、級數(shù)據(jù)模型(如E-R模型)，形成概念數(shù)據(jù)庫模式。事務設計考察需求分析階段提出的數(shù)據(jù)庫操作任務，形成數(shù)據(jù)庫事務的高級說明。第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計

8、1.概念模型設計——方法和步驟

9、設計概念結構的方法：自頂向下自底向上逐步擴張混合策略其中最常采用的策略是自底向上方法。即自底向上地進行需求分析，然后再自底向上地設計概念結構。但無論采用哪種設計方法，一般都以E-R模型為工具來描述概念結構。自底向上設計概念結構步驟：抽象數(shù)據(jù)并設計局部視圖集成局部視圖第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計

10、1.概念模型設計——方法和步驟

11、第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計

12、1.概念模型設計——E-R模型

13、設計

14、E-R模型設計定義：構建信息系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫概念模型的一種有效工具或有效方法（也稱為E-R方法）。由PeterChen于1976年提出，強調實體間的關系，而非實體的屬性。該方法用實體、屬性、關系/聯(lián)系來描述現(xiàn)實世界，并在此基礎之上轉換為數(shù)據(jù)模型。E-R模型組成實體、關系和屬性。E-R模型設計目的試圖建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，以概括層次、網(wǎng)狀和關系三個傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型。作為三種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型相互轉換的中間數(shù)據(jù)模型。以比較自然的方式描述現(xiàn)實世界。第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計

15、1.概念模型設計——E-R模型設計

16、實體（Entity）客觀事物的抽象，可以被唯一地標識。這

17、些客觀事物可以是任何一類的人、物或概念，是信息系統(tǒng)管理、操作的對象。屬性（Attributes）實體的特征。一個實體總是通過其屬性來描述的，對實體的管理和分析的操作是通過對屬性的操作來實現(xiàn)的。識別實體與屬性的原則：如果數(shù)據(jù)類相對獨立，并可唯一標識，且具有自己的屬性，則該數(shù)據(jù)類可能是一類實體。如果它僅是某類實體的特征，則它是一類屬性。如果數(shù)據(jù)類與已識別的實體間存在關系/聯(lián)系，則該數(shù)據(jù)類（已是一類實體的屬性除外）可能是一類實體。第2節(jié)GIS數(shù)據(jù)庫設計

18、1.概念模型設計——E-R模型設計

19、關系/聯(lián)系（Relationship）實體之間的聯(lián)結稱之為關系或

20、聯(lián)系。實體和屬性是數(shù)據(jù)庫的存儲對象。關系是數(shù)據(jù)庫所要進行的查詢操作。因為現(xiàn)實世界中的客體是彼此聯(lián)系的，因此信息世界中的實體間也是有聯(lián)系的