§4.1空间数据库概述空间数据库管理系统的实现（1）常规DBMS进行扩展，使有空间数据存储、管理功能；（Oracle）（2）常规DBMS基础上加一层空间数据库引擎。（ESRI的SDE（SpatialDatabaseEngine））二、空间数据库设计实质：如何将地理实体以一定组织形式在数据库中表达。即空间实体数据的模型化问题。空间数据库设计过程2.概念模型（空间特征，关系描述）（1）空间特征：点、线、面、体四种基本类型；（2）实体在空间、时间、属性三方面存在联系：空间联系：空间位置、分布、关系、运动等；时间联系：客体随时间变化，可构成时态数据库；属性关系：属性多级分类中的从属关系、聚类关系、相关关系。3.空间数据库的数据模型设计空间数据模型：对空间客体进行描述和表达的数学手段，使之能反应客观实体及其关系。常用的：层次模型；网状模型；关系模型；语义模型；面向对象模型。3.空间数据库设计的原则、步骤*原则尽量减小存储冗余可变的数据结构对数据及时访问,高效查询能维持空间数据的复杂联系支持多种决策的需要，适应性强**步骤（1）需求分析（2）概念设计建立数据库的概念模型；（3）逻辑设计把概念模型映射为数据库管理系统所支持的数据模型。（4）物理设计将数据库的逻辑模型在存储设备上实现。三、空间数据库的实现与维护1.空间数据库的实现（1）建立实际的空间数据库结构；（2）装入试验性数据测试应用程序；（3）装入实际空间数据，运行。2.空间数据库的运行与维护（1）维护安全性与完整性；（2）监测并改善数据库性能；（3）增加新的功能；（4）修改错误。§4.2空间数据库概念设计－传统数据模型一、层次模型用树状结构描述实体之间联系的模型。二、网状模型用网络结构来表示实体间的联系。三、关系模型用二维表来表达实体和实体之间的联系。使得设计、操纵较为容易。四、三种传统数据模型的比较§4.3空间数据库概念模型设计—语义模型和面向对象模型一、语义数据模型－实体联系模型（E–R模型）提供三种语义概念：（1）实体：客观存在的起独立作用的客体。（2）联系：实体间的相互作用或对应关系:1:1,1:N,M:N,（3）属性：对实体和联系特征的描述。用E-R模型进行概念设计：（1）局部E-R模型（2）全局E-R模型（3）优化E－R模型的特点及作用（1）接近人的思维，易于理解，与计算机的具体实现无关；（2）现有DBMS不能直接支持E－R模型（3）只用于概念模型设计。在逻辑设计时再转化为计算机能接受的数据模型。二、面向对象模型1、基本思想按人们通常的思维方式，将各种实体抽象为各类“对象”，并将数据和操作（方法）封装在一起。整个系统只由对象组成，对象之间通过“消息”进行联系。使系统很容易重组和扩充。2、相关概念对象（Object)：实体的抽象（基本元素），封装了数据和操作集的实体。消息（Message）：请求对象执行某一操作或回答某些信息的要求。类：描述一组对象的共同特征。类和实体是抽象与具体的关系。3.对象的性质封装：继承：某类对象可以自然地拥有另一类对象的某些特征和功能。不必重复实现，减少代码。§4.4空间数据库逻辑设计与物理设计二、物理设计从逻辑模型出发，研制出一个有效的可实现的物理结构。步骤：（1）存储记录的格式设计（2）存储方法设计（3）访问方法设计（4）完整性、安全性考虑（5）应用设计（6）形成物理设计说明书§4.5GIS空间时态数据库2.底图叠加模型类似于地图修订方式。3.时空合成模型思路：将每次独立的叠加操作转换为一次性的合成叠加。变化的累积形成最小变化单元，记录其图形和属性。4.全信息对象模型全信息对象：包含空间、时态和属性信息的地理对象。全信息对象模型：运用面向对象设计技术，将对象的空间、属性随时间变化的信息封装。每个全信息对象有多个时态版本。TheEnd