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1、第五章 空间数据的组织与管理,一、数据的组织 二、数据的管理 1、数据库的概念 2、数据库的主要特征 3、数据库的系统结构 4、数据库管理系统（DBMS） 5、GIS中空间数据库模型 6、层次模型 7、网络数据模型 8、关系数据模型 9、传统数据模型存在的主要问题 10、面向对象的地理数据库模型,一、数据的组织 P136 数据组织的分级 数据组织的层次有两类分级方法： 逻辑分级：从人的观测角度及描述对象 之间的关系，有数据项、记录、文件和库。 物理分级：在存储介质上的存储单位， 有比特、字节、 字、块、桶和卷。,一、数据的组织 P136 数据组织的分级 数据项：可以定义数据的最小单位，也叫基本
2、项、字段等。数据项与实体的属性相对应，有一定的取值范围，称为域。域外的任何值视为无意义的取值。 记录：由若干相关联的数据项组成。是应用程序输入/输出的逻辑单位。对数据库系统来说，是信息处理和存储的基本单位，是对一个实体信息描述的数据总和。,一、数据的组织 P136 数据组织的分级 文件：是一给定类型的（逻辑）记录的全部具体值的 集合。根据记录的组织方式分为：顺序文件、索引文件、直接文件、和倒排文件。（p137） 数据库：具有特定联系的数据集合。也可以看成是多类型记录的集合。其内部构造是文件的集合。文件之间存在某种联系，不能孤立存在。,二、数据的管理 1、数据库的概念 数据库：为了一定的目的，在
3、计算机系统中以特定的结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。,计算机对数据的管理到目前为止，共经历了四个阶段： (1) 程序管理阶段，数据和应用程序一同存在。 (2) 文件管理阶段，数据和应用程序独立（数据间无明显关系） (3) 数据库管理阶段，数据和应用独立（逻辑独立），数据库和存储设备独立（物理独立）。数据库数据之间建立了联系。数据面向操作组织。 (4) 数据仓库阶段，数据经过重构、融合等，面向主题组织。服务于决策系统。 数据库可以看作是与现实世界有一定相似性的模型，是认 识世界的基础，是集中、统一地存储和管理某个领域信息的系 统，它根据数举荐的自然联系而构成，数据较少冗余，且具有 较高的
4、数据独立性，能为多种应用服务。,数据库是一个复杂的系统，由以下三个基本部分构成： 1、数据集。一个结构化的相关数据的集合体，包括数据本身和数据间的联系。数据集独立于应用程序而存在，是数据库的核心和管理对象。 2、物理存储介质。指计算机的外存储器和内存储器。前者存储数据；后者存储操作系统和数据库管理系统，并有一定数量的缓冲区，用于数据处理，以减少内外存交换次数，提高数据存取效率。 3、数据库软件。其核心是数据库管理系统(DBMS)。主要任务是对数据库进行管理和维护。具有对数据进行定义、描述、操作和维护等功能，接受并完成用户程序和终端命令对数据库的请求，负责数据库的安全。,地理空间数据库定义： 是
5、某区域关于一定地理要素特征的数据集合。 与一般数据库相比，具有以下特点： 数据量特别大 具有地理空间数据和属性数据； 数据应用面相当广,2、数据库的主要特征 与文件管理系统相比： (1) 数据集中控制特征，提高了数据共享性和数据的并发访问控制。 (2) 数据冗余度小的特征，（冗余带来两个问题：增加存储空间，数据不一致） (3) 数据独立性特征（是数据库的关键要求，数据独立是指数据库中的数据与应用程序的相互独立。即应用程序不因数据性质的改变而改变，数据性质也不因应用程序的改变而改变。分为物理和逻辑两种级别：物理独立是指数据的物理结构变化不影响数据的逻辑结构；逻辑独立是指数据的逻辑结构改变不影响应
6、用程序，但逻辑结构的改变会影响数据的物理结构）。 (4) 复杂的数据模型，因要表示数据间复杂的关系，使数据结构复杂。可分为: 网络数据模型 层次模型 关系模型 空间数据模型 (5) 数据保护特征，具有安全性控制、完整性控制、并发控制、故障的发现和恢复等功能。,3、数据库的系统结构 可分为物理级、概念级和用户级。 对应于内模式、概念模式和外模式。,物理级：物理设备存储的数据库。由内部模型描述。 亦称存储模式。是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术，定义物理存储块的大小，溢出处理方法等。与概念模式相对应。内模式由数据存储描述语言DSDL进行描述。
7、,概念级：数据的逻辑模型，定义数据和逻辑关系。 是数据库的总框架。描述数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性，基本操作和目标目标及目标操作的关系和依赖性，以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。所有数据都按这一模式进行装配。概念模式由概念模式描述语言DDL来进行描述。,用户级：概念模型的逻辑子集。 亦称子模式。是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。所有的应用程序都是根据外模式中对数据的描述而不是根据概念模式中对数据的描述而编写的。在一个外模式中可以编写多个应用程序，但一个应用程序只能对应一个外模式。根据应用的不同，一个概念模式可以对应多个外模式，外模式可以互相覆盖。外模式由外模式描述语言SDDL进行具体描述。,4、数据库管理系统（DBMS） DBMS的功能： 数据库定义功能 数据库管理功能 数据库维护功能 数据库通讯功能 DBMS的组成： 语言处理程序，DDL、DML、解释、编译等 系统运行控制程序，各种控制 建立和维护程序，数据装入、重组、转储等 数据库管理员： 决定数据库的信息内容 充当DBMS的联络员 决定存储结构和访问策略 监督系统工作,