GIS數(shù)據(jù)庫管理設計.pdf

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1、第二章GIS數(shù)據(jù)庫管理設計一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）1.文件管理方式與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1傳統(tǒng)的文件管理方式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件1應用程序1輸出1數(shù)據(jù)文件2數(shù)據(jù)文件3應用程序2輸出2文件處理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫管理最普遍的方法，但是有很多缺點：首先每個應用程序都必須直接訪問所使用的數(shù)據(jù)文件，應用程序完全依賴于數(shù)據(jù)文件的存儲結構，數(shù)據(jù)文件修改時應用程序也隨之修改；另外的問題的數(shù)據(jù)的共享。由于若干用戶或應用程序共享一個數(shù)據(jù)文件，所以，要修改數(shù)據(jù)文件必須征得所有用戶的認可。由于缺乏集中控制也會帶來一系列數(shù)據(jù)庫的安全問題。一、

2、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.文件管理方式與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件1應用程序1輸出1數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)文件2系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)文件3應用程序2輸出2由于文件管理系統(tǒng)的缺陷，人們在此基礎上發(fā)展出了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。DBMS在用戶應用程序和數(shù)據(jù)文件之間起到了橋梁作用。DBMS的最大優(yōu)點是提供了兩者之間的數(shù)據(jù)獨立性，即應用程序訪問數(shù)據(jù)文件時不必知道數(shù)據(jù)文件的物理存儲結構。當數(shù)據(jù)文件的存儲結構改變時，不必改變應用程序。一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.文件管理方式與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.3數(shù)據(jù)庫管理

3、方法的優(yōu)點（1）集中控制一個數(shù)據(jù)庫在一個人或一個小組的集中管理下，保證了數(shù)據(jù)信息的完整性、安全性和數(shù)據(jù)質量標準的規(guī)范性。（2）便于共享數(shù)據(jù)庫可以被不同用戶共享。（3）數(shù)據(jù)的獨立性應用程序與數(shù)據(jù)的物理存儲格式獨立。一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.文件管理方式與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.3數(shù)據(jù)庫管理方法的優(yōu)點（4）易擴充的數(shù)據(jù)庫工具使用DBMS提供的服務工具，易于擴充新的數(shù)據(jù)庫應用和數(shù)據(jù)庫查詢。（5）用戶可以直接訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般都提供一種界面，使用戶不需要編程就能完成復雜的分析，同時，數(shù)據(jù)庫提供一種方法來控制數(shù)據(jù)庫的訪問和

4、操作，維護一致性和保護數(shù)據(jù)庫的完整性。（6）多種用戶視圖基于基本表，用戶可以定義數(shù)據(jù)的不同種類的視圖，更加方便用戶對數(shù)據(jù)的各種操作。一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.1層次模型2.1.1簡介用樹形結構表示實體之間聯(lián)系的模型叫層次模型。層次模型是最早用于商品數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)的層次模型是以記錄類型為結點的有向樹或森林，能很好的表達1：N的關系。其主要特點為：（1）除根結點外，任何結點都有且只有一個“父親”；（2）“父”結點表示的實體與“子”結點表示的實體是一對多的關系。一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫

5、模型2.1層次模型2.1.2示例（1）模型示例系系代號系名系電話研究室室代號室名課程課程號課程名學時員工員工號姓名研究方向項目項目號項目名經(jīng)費一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.1層次模型2.1.2示例（2）記錄值示例D01電信系87886666系…………D02計算機系87886666S01軟件室C01數(shù)據(jù)結構80…………研究室S02結構室課程C02操作系統(tǒng)72…………S03應用室C02數(shù)據(jù)庫概論64F01張三實時數(shù)據(jù)庫001病毒識別20項目員工F02李四人工智能002OA自動化22F02王五多媒體一、數(shù)據(jù)庫

6、管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.1層次模型2.1.3特點（1）層次模型的樹是有序樹（層次順序）。對任一結點的所有子樹都規(guī)定了先后次序，這一限制隱含了對數(shù)據(jù)庫存取路徑的控制。（2）樹中父子結點之間只存在一種聯(lián)系。因此，對樹中的任一結點，只有一條自根結點到達它的路徑。（3）不能直接表示多對多的聯(lián)系。（4）樹結點中任何記錄的屬性只能是不可再分的簡單數(shù)據(jù)類型。（5）代表性的層次數(shù)據(jù)庫為IBM公司1969年的IMS（信息管理系統(tǒng)）。一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.2網(wǎng)狀模型2.2.1簡介網(wǎng)狀模型與層次模型不同，它是以有向

7、圖表示的網(wǎng)狀結構，每個結點為一個記錄類型。它具有以下幾個特點：（1）可以有一個以上的結點沒有“父”結點；（2）至少有一個結點有多于一個“父”結點；（3）結點之間可以有多種聯(lián)系；（4）可以存在回路。一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.2網(wǎng)狀模型2.2.2示例（1）模型示例學生學號姓名系別課程課號課程名學分選課學號課號成績一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.2網(wǎng)狀模型2.2.2示例（2）記錄值示例學生課程9001001……C01……9001002……選課C02………………9001001C01……C03……9001

8、001C02……C04……9001001C04……9001002C01……9001002C02……一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫模型2.2網(wǎng)狀模型2.2.3特點（1）能更好地描述客觀世界。如一個結點可以有多個雙親，結點之間可以有多種聯(lián)系。（2）結構比較復雜，應用環(huán)境越大，數(shù)據(jù)庫的結構就變得越復雜，關聯(lián)性的維護將越困難。（3）數(shù)據(jù)定義語言（DDL）和數(shù)據(jù)操作語言（DML）較復雜，操作不方便。（4）代表性