1、2022/9/141空間數(shù)據(jù)管理22022/9/14前言空間數(shù)據(jù)庫（或稱地圖數(shù)據(jù)庫）是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，因為地圖是地理信息系統(tǒng)的主要載體。地理信息系統(tǒng)是一種以地圖為基礎(chǔ)，供資源、環(huán)境、區(qū)域調(diào)查以及規(guī)劃的管理和決策用的空間信息系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)獲取過程中，空間數(shù)據(jù)庫用于存貯和管理地圖信息；在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，它既是資料的提供者，也可以是處理結(jié)果的歸宿處；在檢索和輸出過程中，它是形成繪圖文件中或各類地理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源。32022/9/14前言然而，地理與地圖數(shù)據(jù)以其驚人的數(shù)據(jù)量與空間相關(guān)的復雜性，使得通用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)難以勝任。為此，就要用當代的系統(tǒng)方法，在地理學、地圖學原理的指導下，對地理環(huán)境進行

2、科學的認識與抽象，將地理數(shù)據(jù)庫化為計算機處理時所需的形式與結(jié)構(gòu)，形成綜合性的信息系統(tǒng)，為越來越廣泛的社會部門與領(lǐng)域服務(wù)。 42022/9/14前言 空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲和應(yīng)用的相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總合。52022/9/14前言空間數(shù)據(jù)特征:1）空間特征：一般需要建立空間索引。2）非結(jié)構(gòu)化特征： 結(jié)構(gòu)化的，即滿足第一范式:每條記錄定長，且數(shù)據(jù)項是原子數(shù)據(jù).而空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項變長，對象包含一個或多個對象，需要嵌套記錄。3）空間關(guān)系特征： 拓撲數(shù)據(jù)給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護增加了復雜性。4）分類編碼特征：一種地物類型對應(yīng)一個屬性數(shù)據(jù)表文件。多種地物類型共用一個屬性數(shù)據(jù)

3、表文件。5）海量數(shù)據(jù)特征。62022/9/14前言空間數(shù)據(jù)庫的特點1）數(shù)據(jù)量特別大；2）數(shù)據(jù)種類多，復雜；3）數(shù)據(jù)應(yīng)用面相當廣。 在建立地理空間數(shù)據(jù)庫時，一方面應(yīng)遵循和應(yīng)用通用的數(shù)據(jù)庫的原理和方法；另一方面又必須采取一些特殊的技術(shù)和方法來解決其他數(shù)據(jù)庫所沒有的問題。72022/9/14空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲的地理空間數(shù)據(jù)進行語義和邏輯上的定義； 提供必須的空間數(shù)據(jù)查詢、檢索和存取功能； 能夠空間數(shù)據(jù)進行有效的維護和更新的一套軟件系統(tǒng)。82022/9/14空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng) 提供給用戶訪問和操作空間數(shù)據(jù)庫的用戶界面，是應(yīng)用戶數(shù)據(jù)處理需求而建立的具有數(shù)據(jù)庫訪問功能的應(yīng)用軟件。

4、一般需要進行二次開發(fā)。 92022/9/14目錄1 數(shù)據(jù)庫的概念2 數(shù)據(jù)模型3 地圖數(shù)據(jù)模型總論102022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)庫的英文DATA BASE，其意義為數(shù)據(jù)基地，即統(tǒng)一存貯和集中管理數(shù)據(jù)的基地。這有些類似資料庫，實際上資料庫的許多特征都可以從數(shù)據(jù)庫中找到。在資料庫中，各類資料都有嚴格的分類系統(tǒng)和編碼表，并存放在規(guī)定的資料架上，為管理和查找資料提供了極大的方便。當資料的數(shù)據(jù)形式存放于計算機時，它已經(jīng)失去直觀性，更需要建立嚴密的分類和編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標準化和規(guī)范化。112022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是運用計算機技術(shù)管理數(shù)據(jù)的最新成就，在這之前，計算機數(shù)據(jù)管理

5、經(jīng)歷了文件管理方式時期，亦稱為文件管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是在文件管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的系統(tǒng)。DBMS在用戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)文件之間起到了橋梁的作用。122022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念注意理解與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的幾個概念：1. 數(shù)據(jù)庫是存貯在計算機內(nèi)的有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合.2. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個軟件，用以維護數(shù)據(jù)庫，接受并完成用戶對數(shù)據(jù)庫的一切操作。3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指由硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)、專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)體和管理人員構(gòu)成的一個運行系統(tǒng)。132022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念一、數(shù)據(jù)管理的文件方式這種方式是把數(shù)據(jù)的存取抽象為一種模型：使用時只要給出文件名稱、格式和存取方式等，其余的

6、一切組織與存取過程由專用軟件一文件管理系統(tǒng)來完成 142022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念文件管理系統(tǒng)的特點： （1）數(shù)據(jù)文件是大量數(shù)據(jù)的集合形式。每個文件包含有大量的記錄，每個記錄包含若干個甚至多達幾十個以上的數(shù)據(jù)項。文件和文件名面向用戶并存貯在計算機的存貯設(shè)備上，可以反復利用。（2）面向用戶的數(shù)據(jù)文件，用戶可通過它進行查詢、修改、插入、刪除等操作。（3）數(shù)據(jù)文件與對應(yīng)的程序具有一定的獨立性，即程序員可以不關(guān)心數(shù)據(jù)的物理存貯狀態(tài)，只需考慮數(shù)據(jù)的邏輯存貯結(jié)構(gòu)，從而可以大量地節(jié)省修改和維護程序的工作量。（4）數(shù)據(jù)文件的缺點是只能對應(yīng)于一個或幾個應(yīng)用程序，不能擺脫程序的依賴性。數(shù)據(jù)文件之間不能建立關(guān)

7、系，呈現(xiàn)出無結(jié)構(gòu)的信息集合狀態(tài)，往往冗余度大，不易擴允，維護和修改。 152022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)方式 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（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(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)文件時，不必知道數(shù)據(jù)文件的物理存貯結(jié)構(gòu)。（見圖示邏輯數(shù)據(jù)獨立性指的是當數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)改變時不必改動應(yīng)用程序；物理數(shù)據(jù)獨立性指的是當改動數(shù)據(jù)的物理布局和組織時，無論是數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)或應(yīng)用程序都可不予改動。162022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點：（1）數(shù)據(jù)管理方式建立在復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，將相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集文件賦于某種固有的內(nèi)在聯(lián)系。各個相關(guān)文件

8、可以通過公共數(shù)據(jù)項聯(lián)系起來。（2）數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)完全獨立，不僅是物理狀態(tài)的獨立，而且是邏輯結(jié)構(gòu)的獨立，即程序訪問的數(shù)據(jù)只需提供數(shù)據(jù)項名稱。（3）數(shù)據(jù)共享成為現(xiàn)實，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的并發(fā)功能保證了多個用戶可以同時使用同一個數(shù)據(jù)文件，而且數(shù)據(jù)處于安全保護狀態(tài)。（4）數(shù)據(jù)的完整性、有效性和相容性保證其冗余度最小，有利于數(shù)據(jù)的快速查詢和維護 172022/9/141 數(shù)據(jù)庫的概念三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 綜合上述，我們可以把與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的幾個概念理解為： 1. 數(shù)據(jù)庫是存貯在計算機內(nèi)的有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合.2. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個軟件，用以維護數(shù)據(jù)庫，接受并完成用戶對數(shù)據(jù)庫的一切操作。3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指由硬件設(shè)

9、備、軟件系統(tǒng)、專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)體和管理人員構(gòu)成的一個運行系統(tǒng)。182022/9/142 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是指數(shù)據(jù)的組織形式，在計算機存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)模型：是描述實體及其相互關(guān)系的數(shù)學描述，是空間數(shù)據(jù)庫建立的邏輯模型。 兩者之間的關(guān)系：混合的交叉關(guān)系，并不一一對應(yīng)，世界多樣性，確定數(shù)據(jù)模型，確保實用性，（便于模型化、存儲、檢查和分析），它并不基于空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界的一種抽象，分為概念上、邏輯上、物理上三種類型或說三個層面。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對數(shù)據(jù)模型的一種實現(xiàn) 192022/9/142 數(shù)據(jù)模型一、層次模型二、網(wǎng)絡(luò)模型三、關(guān)系模型四、面向?qū)ο竽Ｐ蛡鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)模型2

10、02022/9/14層次模型層次數(shù)據(jù)庫模型是將數(shù)據(jù)組織成一對多（或雙親與子女）關(guān)系的結(jié)構(gòu)，其特點為：（1）有且僅有一個結(jié)點無雙親，這個結(jié)點即樹的根；（2）其它結(jié)點有且僅有一個雙親 層次數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)特別適用于文獻目錄，土壤分類，部門機構(gòu)等分級數(shù)據(jù)的組織。層次模型的優(yōu)點是層次和關(guān)系清楚，檢索路線明確。 層次模型的缺點就是不能表示多對多的聯(lián)系。在GIS中若采用這種層次模型將難以顧及公共點、線數(shù)據(jù)共享和實體元素間的拓樸關(guān)系，導致數(shù)據(jù)冗余度增加，而且給拓樸查詢帶來困難。 212022/9/14層次模型222022/9/14網(wǎng)絡(luò)模型在網(wǎng)絡(luò)模型中，各記錄類型間可具有任意多連接的聯(lián)系。一個子結(jié)點可有多個父結(jié)點；

11、可有一個以上的結(jié)點無父結(jié)點；父結(jié)點與某個子結(jié)點記錄之間可以有多種聯(lián)系（一對多、多對一、多對多）。 232022/9/14網(wǎng)絡(luò)模型242022/9/14網(wǎng)絡(luò)模型 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)特別適用于數(shù)據(jù)間相互關(guān)系非常復雜的情況，除了上面說的圖形數(shù)據(jù)外，不同企業(yè)部門之間的生產(chǎn)、消耗聯(lián)系也可以很方便地用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來表示。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的缺點是：由于數(shù)據(jù)間聯(lián)系要通過指針表示，指針數(shù)據(jù)項的存在使數(shù)據(jù)量大大增加，當數(shù)據(jù)間關(guān)系復雜時指針部分會占大量數(shù)據(jù)庫存貯空間。另外，修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，指針也必須隨著變化。因此，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中指針的建立和維護可能成為相當大的額外負擔。 252022/9/14關(guān)系模型 關(guān)系模型的基本思想是

12、用二維表形式表示實體及其聯(lián)系。二維表中的每一列對應(yīng)實體的一個屬性，其中給出相應(yīng)的屬性值；每一行形成一個，由多種屬性組成的多元組，或稱元組，與一特定實體相對應(yīng)。實體間聯(lián)系和各二維表間聯(lián)系采用關(guān)系描述或通過關(guān)系直接運算建立。元組（或記錄）是由一個或多個屬性（數(shù)據(jù)項）來標識，這一個或一組屬性稱為關(guān)鍵字，一個關(guān)系表的關(guān)鍵字稱為主關(guān)鍵字，各關(guān)鍵字中的屬性稱為元屬性。關(guān)系模型可由多張二維表形式組成，每張二維表的“表頭”稱為關(guān)系框架，故關(guān)系模型即是若干關(guān)系框架組成的集合。如圖所示的多邊形地圖，可用關(guān)系表所示關(guān)系表示多邊形與邊界及結(jié)點之間的關(guān)系。262022/9/14關(guān)系模型表的操作符：SQL語言功能：查詢，

13、操縱，定義，控制表的完整性規(guī)則：實體完整性關(guān)聯(lián)完整性視圖范式272022/9/14關(guān)系模型282022/9/14關(guān)系模型關(guān)系模型中應(yīng)遵循以下條件： （1）二維表中同一列的屬性是相同的；（2）賦予表中各列不同名字（屬性名）；（3）二維表中各列的次序是無關(guān)緊要的；（4）沒有相同內(nèi)容的元組，即無重復元組；（5）元組在二維表中的次序是無關(guān)緊要的。292022/9/14關(guān)系模型 關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點是它的結(jié)構(gòu)特別靈活，可滿足所有布爾邏輯運算和數(shù)字運算規(guī)則形成的詢問要求；關(guān)系數(shù)據(jù)還能搜索組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)；加入和刪除數(shù)據(jù)都非常方便。關(guān)系模型用于設(shè)計地理屬性數(shù)據(jù)的模型較為適宜。因為目前，地理要素之

14、間的相互關(guān)系是難以描述的，只能獨立地建立多個關(guān)系表。例如，地形關(guān)系，包含的屬性有高度、坡度、坡向，其基本存貯單元可以是柵格方式或地形表面的三角面。人口關(guān)系，含的屬性有人的數(shù)量、男女人口數(shù)、勞動力、 撫養(yǎng)人口數(shù)等，基本存貯單元通常是對應(yīng)于某一級的行政區(qū)劃單元。 302022/9/14面向?qū)ο竽Ｐ?面向?qū)ο蟮亩x是指無論怎樣復雜的事例都可以準確地由一個對象表示。每個對象都是包含了數(shù)據(jù)集和操作集的實體，即是說，面向?qū)ο蟮哪Ｐ途哂蟹庋b性的特點。 1 面向?qū)ο竽Ｐ?2 GIS中的面向?qū)ο竽Ｐ?12022/9/14面向?qū)ο竽Ｐ? 面向?qū)ο竽Ｐ偷膸讉€重要概念 對象與封裝性（encapsulation） 分類

15、（classification） 概括（generalization） 聯(lián)合（association） 聚集（aggregation）322022/9/14對象與封裝性（encapsulation） 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，每個概念實體都可以模型化為對象。對于多邊形地圖上的一個結(jié)點、一條弧段、一條河流、一個區(qū)域或一個省都可看成對象。一個對象是由描述該對象狀態(tài)的一組數(shù)據(jù)和表達它的行為的一組操作（方法）組成的。例如，河流的坐標數(shù)據(jù)描述了它的位置和形狀，而河流的變遷則表達了它的行為。由此可見，對象是數(shù)據(jù)和行為的統(tǒng)一體。一個對象object可定義成一個三元組：object=（ID，S，M）其中，ID為對象標

16、識，M為方法集，S為對象的內(nèi)部狀態(tài)，它可以直接是一屬性值，也可以是另外一組對象的集合，因而它明顯地表現(xiàn)出對象的遞歸。 332022/9/14分類（classification）類是關(guān)于同類對象的集合，具有相同屬性和操作的對象組合在一起。屬于同一類的所有對象共享相同的屬性項和操作方法，每個對象都是這個類的一個實例，即每個對象可能有不同的屬性值?？梢杂靡粋€三元組來建立一個類型：class=（CID，CS，CM）其中，CID為類標識或類型名，CS為狀態(tài)描述部分，CM為應(yīng)用于該類的操作。顯然有：S CS和M CM （當object class）分類是把一組具有相同屬性結(jié)構(gòu)和操作方法的對象歸納或映射為一

17、個公共類的過程342022/9/14分類（classification）因此，在實際的系統(tǒng)中，僅需對每個類型定義一組操作，供該類中的每個對象應(yīng)用。由于每個對象的內(nèi)部狀態(tài)不完全相同，所以要分別存貯每個對象的屬性值。例如，一個城市的GIS中，包括了建筑物、街道、公園、電力設(shè)施等類型。而洪山路一號樓則是建筑物類中的一個實例，即對象。建筑物類中可能有建筑物的用途、地址、房主、建筑日期等屬性，并可能需要顯示建筑物，更新屬性數(shù)據(jù)等操作。每個建筑物都使用建筑物類中操作過程的程序代碼，代入各自的屬性值操作該對象。 352022/9/14 概括（generalization）在定義類型時，將幾種類型中某些具有公

18、共特征的屬性和操作抽象出來，形成一種更一般的超類。例如，將GIS中的地物抽象為點狀對象、線狀對象、面狀對象以及由這三種對象組成的復雜對象，因而這四種類型可以作為GIS中各種地物類型的超類。362022/9/14概括（generalization）設(shè)有兩種類型class1=（CID1，CSA，CSB，CMA，CMB）class2=（CID2，CSA，CSC，CMA，CMB）class1和class2中都帶有相同的屬性子集CSA和操作子集CMA，并且CSA CS1和CSA CS2以及CMA CM1和CMA CM2。因而將它們抽象出來，形成一種超類Superclass=（SID，CSA，CMA）這里

19、的SID為超類的標識號。在定義了超類以后，class1和class2可表為class1=（CID1，CSB，CMB）class2=（CID2，CSC，CMC）此時，class1和class2稱為Superclass的子類。372022/9/14概括（generalization） 例如，建筑物是飯店的超類，因為飯店也是建筑物。子類還可以進一步分類，如飯店類可以進一步分為小餐館、普通旅社、賓館、招待所等類型。所以，一個類可能是某個或某幾個超類的子類，同時又可能是幾個子類的超類。建立超類實際上是一種概括，避免了說明和存貯上的大量冗余。由于超類和子類的分開表示，所以就需要一種機制，在獲取子類對象的狀

20、態(tài)和操作時，能自動得到它的超類的狀態(tài)和操作。這就是面向?qū)ο蠓椒ㄖ械哪Ｐ凸ぞ呃^承，它提供了對世界簡明而精確的描述，以利于共享說明和應(yīng)用的實現(xiàn)。 382022/9/14聚集（aggregation）聚集是將幾個不同特征的對象組合成一個更高水平的對象。每個不同特征的對象是該復合對象的一部分，它們有自己的屬性描述數(shù)據(jù)和操作，這些是不能為復合對象所公用的，但復合對象可以從它們那里派生得到一些信息。例如，弧段聚集成線狀地物或面狀地物，簡單地物組成復雜地物。例如，設(shè)有兩種不同特征的分子對象object1=（ID1，S1，M1）object2=（ID2，S2，M2）用它們組成一個新的復合對象object3=（

21、ID3，S3，Object1（Su），Object2（Sv）M3）其中Su S1，Sv S2，從式中可見，復合對象object3擁有自己的屬性值和操作，它僅是從分子對象中提取部分屬性值，且一般不繼承子對象的操作 392022/9/14聚集（aggregation）聚集是一種“整體部分”關(guān)系。在這種關(guān)系中，有整體類和部分類之分。聚集最重要的性質(zhì)是傳遞性，也具有逆對稱性 聚集關(guān)系402022/9/14聚集（aggregation） 在聯(lián)合和聚集這兩種對象中，是用“傳播”作為傳遞子對象的屬性到復雜對象的工具。即是說，復雜對象的某些屬性值不單獨存于數(shù)據(jù)庫中，而是從它的子對象中提取或派生。例如，一個多邊

22、形的位置坐標數(shù)據(jù)，并不直接存于多邊形文件中，而是存于弧段和結(jié)點文件中，多邊形文件僅提供一種組合對象的功能和機制，通過建立聚集對象，借助于傳播的工具可以得到多邊形的位置信息。 412022/9/14聯(lián)合（association）在定義對象時，將同一類對象中的幾個具有相同屬性值的對象組合起來，為了避免重復，設(shè)立一個更高水平的對象表示那些相同的屬性值。假設(shè)有兩個對象object1=（ID1，SA，SB，M）object2=（ID2，SA，SC，M）其中，這兩個對象具有一部分相同的屬性值，可設(shè)立新對象object包含object1和object2，object3=（ID3，SA，object1，obj

23、ect2，M）此時，object1和object2可變?yōu)閛bject1=（ID1，SB，M）object2=（ID2，SC，M）object1和object2稱為“分子對象”，它們的聯(lián)合所得到的對象為“組合對象”。聯(lián)合的一個特征是它的分子對象應(yīng)屬于一個類型。422022/9/14面向?qū)ο蟮暮诵墓ぞ呃^承：單重繼承，多重繼承傳播：用于描述復合對象或集合對象對成員對象的依賴性并獲得成員對象屬性的過程432022/9/14面向?qū)ο竽Ｐ? GIS中的面向?qū)ο竽Ｐ?空間地物的幾何數(shù)據(jù)模型 拓樸關(guān)系與面向?qū)ο竽Ｐ?面向?qū)ο蟮膶傩詳?shù)據(jù)模型442022/9/14面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的含義為了有效地描述復雜的事物或現(xiàn)

24、象，需要在更高層次上綜合利用和管理多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型，并用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM行統(tǒng)一的抽象。這就是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的含義，其具體實現(xiàn)就是面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。452022/9/14面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的含義 面向?qū)ο竽Ｐ妥钸m合于空間數(shù)據(jù)的表達和管理，它不僅支持變長記錄，且支持對象的嵌套，信息的繼承和聚集。 允許用戶定義對象和對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及它的操作?？梢詫⒖臻g對象根據(jù)GIS需要，定義合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一組操作。這種空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以帶和不帶拓撲，當帶拓撲時，涉及對象的嵌套、對象的連接和對象與信息聚集。 面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型的核心是對復雜對象的模擬和操縱。462022/9/14復雜對象及其特點 指具有復

25、雜結(jié)構(gòu)和操作的對象。復雜對象可以由多種關(guān)系聚合抽象而成，或由不同類型的對象構(gòu)成，或具有復雜的嵌套關(guān)系等。 復雜對象的特點可歸結(jié)為： 一個復雜對象由多個成員對象構(gòu)成，每個成員對象又可參與其它對象的構(gòu)成； 具有多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如矢量、柵格、關(guān)系表等； 一個復雜對象的不同部分可由不同的數(shù)據(jù)模型所支持，也就是說，可以分布于不同的數(shù)據(jù)庫中。472022/9/14空間地物的幾何數(shù)據(jù)模型從幾何方面劃分GIS的各種地物可抽象為：點狀地物、線狀地物、面狀地物以及由它們混合組成的復雜地物。每一種幾何地物又可能由一些更簡單的幾何圖形元素構(gòu)成。一個面狀地物是由邊界弧段和中間面域組成，弧段又涉及到節(jié)點和中間點坐標?；蛘哒f

26、，節(jié)點的坐標傳播給弧段，弧段聚集成線狀地物或面狀地物，簡單地物聚集或聯(lián)合組成復雜地物。482022/9/14空間地物的幾何數(shù)據(jù)模型空間地物復雜地物簡單地物面域弧段節(jié)點面狀地物線狀地物點狀地物492022/9/14復雜地物實例502022/9/14拓樸關(guān)系與面向?qū)ο竽Ｐ?通常地物之間的相鄰和關(guān)聯(lián)關(guān)系可通過公共結(jié)點、公共弧段的數(shù)據(jù)共享來隱含表達。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中，數(shù)據(jù)共享是其重要的特征。將每條弧段的兩個端點（通常它們與另外的弧段公用）抽象出來，建立一個單獨的結(jié)點對象類型，而在弧段的數(shù)據(jù)文件中，設(shè)立兩個結(jié)點子對象標識號，即用“傳播”的工具提取結(jié)點文件的信息，如圖所示。這一模型既解決了數(shù)據(jù)共享問題

27、，又建立了弧段與結(jié)點的拓樸關(guān)系。同樣，面狀地物對弧段的聚集方式與數(shù)據(jù)共享，幾何拓樸關(guān)系的建立亦達到一致。 512022/9/14拓樸關(guān)系與面向?qū)ο竽Ｐ?22022/9/14面向?qū)ο蟮膶傩詳?shù)據(jù)模型 關(guān)系數(shù)據(jù)模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基本上適應(yīng)于GIS中屬性數(shù)據(jù)的表達與管理。若采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，語義將更加豐富，層次關(guān)系也更明了。可以說，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是在包含關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能基礎(chǔ)上，增加面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的封裝、繼承、信息傳播等功能。 如圖所示，是一土地利用管理GIS中面向?qū)ο蟮膶傩詳?shù)據(jù)模型。 532022/9/14面向?qū)ο蟮膶傩詳?shù)據(jù)模型耕地園地林地居民地牧草地未用地交通用地水域GIS城鎮(zhèn)農(nóng)村居民點工礦地控制點電力設(shè)施公園 街道建筑物操作：查詢插入刪除屬性：標識碼區(qū)號 街道號房主等建筑日期：職員庫操作屬性職員編號工資姓名飯店設(shè)施庫房間床位操作屬性工廠醫(yī)