第4章地理信息系统空间数据库 ●第一节空间数据库概述 ●第二节空间数据库概念模型设计： 传统的数据模型 ●第三节空间数据库概念模型设计：语义 数据模型和面向对象数据模型 ●第四节空间数据库逻辑模型设计和物 理设计 ●第五节GIS空间时态数据库时态数据库 编制：郑江华
编制：郑江华 第4章 地理信息系统空间数据库 ⚫第一节 空间数据库概述 ⚫第二节 空间数据库概念模型设计: ⚫ 传统的数据模型 ⚫第三节 空间数据库概念模型设计:语义 ⚫ 数据模型和面向对象数据模型 ⚫第四节 空间数据库逻辑模型设计和物 ⚫ 理设计 ⚫第五节 GIS空间时态数据库时态数据库
教学要求 1.掌握空间数据库的基本概念。 2.掌握传统数据模型的特点及其在管理空 间数据中的不足。 3.掌握面向对象数据模型概念及其优点。 4.了解空间数据库的设计及建立过程。 教学重点 1.空间数据库的概念。 2.传统数据模型的特点及其在管理空间数 据中的不足。 3.面向对象数据模型概念及其优点。 4.空间数据库的设计原则和一般过程。 教学活动在学校图书馆或网络上查阅相关的地理信 息系统教材和杂志，进一步理解空间数据概 念，了解空间数据库技术的最新进展等相 关问题。 编制：郑江华
编制：郑江华 教学要求 1. 掌握空间数据库的基本概念。 2. 掌握传统数据模型的特点及其在管理空 间数据中的不足。 3. 掌握面向对象数据模型概念及其优点。 4. 了解空间数据库的设计及建立过程。 教学重点 1. 空间数据库的概念。 2.传统数据模型的特点及其在管理空间数 据中的不足。 3.面向对象数据模型概念及其优点。 4. 空间数据库的设计原则和一般过程。 教学活动 在学校图书馆或网络上查阅相关的地理信 息系统教材和杂志,进一步理解空间数据概 念，了解空间数据库技术的最新进展等相 关问题
4.1数据库系统概述 信息化社会离不开信息系统，信息系统的 核心是数据库。 典型案例： ■大学计算机基础考试系统 ■银行取款系统 ■考试系统数据库 编制：郑江华
编制：郑江华 4.1数据库系统概述 信息化社会离不开信息系统，信息系统的 核心是数据库。 典型案例： ▪ 大学计算机基础考试系统 ▪ 银行取款系统 ▪ 考试系统数据库
4.1.1常用术语 1.数据库(DataBase,DB) 长期保存在计算机外存上的、有结构的、可共享的数据集 合。 2.数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS) 数据库系统中对数据库进行管理的软件系统。数据库的一 切操作，如查询、更新、插入、删除以及各种控制，都是通过 DBMS进行的。 DBMS是位于用户（或应用程序）和操作系统之间的软件。 借助于操作系统实现对数据的存储和管理，使数据能被各种不 同的用户所共享，DBMS提供给用户可使用的数据库语言。 3.数据库系统(DataBase System,DBS) 由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员、 用户等构成的人一机系统。 编制：郑江华
编制：郑江华 4.1.1 常用术语 1.数据库（DataBase，DB） 长期保存在计算机外存上的、有结构的、可共享的数据集 合。 2.数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS) 数据库系统中对数据库进行管理的软件系统。数据库的一 切操作，如查询、更新、插入、删除以及各种控制，都是通过 DBMS进行的。 DBMS是位于用户（或应用程序）和操作系统之间的软件。 借助于操作系统实现对数据的存储和管理，使数据能被各种不 同的用户所共享，DBMS提供给用户可使用的数据库语言。 3.数据库系统（DataBase System，DBS） 由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员、 用户等构成的人－机系统
4.1.2 数据库技术的产生和发展 数据管理经历了三个发展阶段： -人工管理 -文件管理 数据库系统 数据库技术是对传统信息管理模式的大变革： -提高了信息的利用率 -缩短了信息的传播过程 一实现了信息一体化的管理 编制：郑江华
编制：郑江华 4.1.2 数据库技术的产生和发展 数据管理经历了三个发展阶段： –人工管理 –文件管理 –数据库系统 数据库技术是对传统信息管理模式的大变革： –提高了信息的利用率 –缩短了信息的传播过程 –实现了信息一体化的管理
1.人工管理阶段 20世纪50年代中期以前： 冬硬件方面只有卡片、纸带、磁带等存储设备 软件方面没有操作系统，没有进行数据管理的软 件 冬此时的计算机、数据主要以科学计算为目的 原始数据随程序一起输入内存、运算、退出 ■数据是面向应用 ■数据不具有共享性 应用程序 数据 数据需要由应用程序自己来管理 ·程序与相应的数据有着很强的依赖性 。程序与数据之间不具有独立性 编制：郑江华
编制：郑江华 1. 人工管理阶段 20世纪50年代中期以前： ❖硬件方面只有卡片、纸带、磁带等存储设备 ❖软件方面没有操作系统，没有进行数据管理的软 件 ❖此时的计算机、数据主要以科学计算为目的 ❖原始数据随程序一起输入内存 、运算、退出 ▪ 数据是面向应用 ▪ 数据不具有共享性 ❖数据需要由应用程序自己来管理 ❖程序与相应的数据有着很强的依赖性 ❖程序与数据之间不具有独立性 应用程序 数据
人工管理程序举例： 求6个数据之和和最大值 /*程序1：求6个数之和*/ /*程序2：求6个数中的最大值*/ #include #include main( main() { { int i,s=0; int i,s; int inta[6]={66,55,75,42,86,77}; a[6]={66,55,75,42,86,77}; s=a[0]; for(i=0;i<6;i++) for(i=1;i<6;i+) s=sta[i]; if (s<a[i])s=a[i]; printf(%d”,s); printf(%d”,s); 程序和数据放在一起，虽然是处理同一批数据，但是程序之 间没有数据共享。 编制：郑江华
编制：郑江华 人工管理程序举例： 求6个数据之和和最大值 /* 程序1：求6个数之和 */ #include main() { int i,s=0; int a[6]={66,55,75,42,86,77}; for(i=0;i main() { int i,s; int a[6]={66,55,75,42,86,77}; s=a[0]; for(i=1;i<6;i++) if (s<a[i]) s=a[i]; printf(“%d”,s); } 程序和数据放在一起，虽然是处理同一批数据，但是程序之 间没有数据共享
2.文件系统阶段 20世纪60年代中期 口硬件方面有了磁带、磁盘等大容量存储设备 口软件方面有了操作系统 口不仅用于科学计算，还用于数据管理。所有相关数据存放在特 定的应用文件中，并由该文件系统进行管理。 问题： 数据1 数据共享性差，冗余度大 应用程序 S 数据的不一致性 应用程序 数据2 程序与数据之间的独立性不高 数据缺乏统一的管理和控制 安全性、完整性、并发操作、数据破坏后的恢复 子系统的问题：大量重复程序、技术难度 编制：郑江华
编制：郑江华 2. 文件系统阶段 20世纪60年代中期 ❑ 硬件方面有了磁带、磁盘等大容量存储设备 ❑ 软件方面有了操作系统 ❑ 不仅用于科学计算，还用于数据管理。所有相关数据存放在特 定的应用文件中，并由该文件系统进行管理。 问题： 数据共享性差，冗余度大 数据的不一致性 程序与数据之间的独立性不高 数据缺乏统一的管理和控制 安全性、完整性、并发操作、数据破坏后的恢复 子系统的问题 ：大量重复程序、技术难度 应用程序 数据1 应用程序 数据2 OS
文件系统程序举例： 求6个数据之和和最大值 /*程序1：求6个数之和*/ /*程序2：求6个数中的最大值*/ #include〈stdio.h> #include〈stdio.h> main() main() { int i,s=0,a[6]; int i,s=a[O],a[6]; FILE fp; FILE fp; fp=fopen("c:\data.dat","rb"); fp=fopen("c:\data.dat","rb"); fread(a,2,6,fp);/*读数据*/ fread(a,2,6,fp); for(i=0;i<6;i+) s=a[0]; s=s+a[i]; for(i=0;i<6;i++) printf("%d",s); if (s<a[i])s=a[i]; fclose(fp);/*关闭文件*/ printf("‰d”,s); } fclose(fp); 数据来自同一个文件C:\data.dat 编制：郑江华
编制：郑江华 文件系统程序举例： 求6个数据之和和最大值 /* 程序1：求6个数之和 */ #include main() { int i,s=0,a[6]; FILE * fp; fp=fopen("c:\data.dat","rb"); fread(a,2,6,fp); /* 读 数 据 * / for(i=0;i main() { int i,s= a[0] ,a[6]; FILE * fp; fp=fopen("c:\data.dat","rb"); fread(a,2,6,fp); s=a[0]; for(i=0;i<6;i++) if (s<a[i]) s=a[i]; printf("%d",s); fclose(fp); } 数据来自同一个文件C:\ data.dat
3.数据库系统阶段 20世纪60年代后期： >硬件方面出现了大容量且价格低廉的磁盘 >软件方面操作系统已开始成熟，为数据技术的发展提供了良 好的基础 >数据处理的规模越来越大，数据共享的要求越来越强烈 数据库技术诞生的标志： √1968年美国BM公司推出的层次模型的MS数据库管理系统 √1969年美国数据系统语言研究会下属数据库任务组公布了关 于网状模型的DBTG报告 √1970年BM公司研究员E.F.Codd发表论文提出了关系模型 编制：郑江华
编制：郑江华 3. 数据库系统阶段 20世纪60年代后期: ➢ 硬件方面出现了大容量且价格低廉的磁盘 ➢ 软件方面操作系统已开始成熟，为数据技术的发展提供了良 好的基础 ➢ 数据处理的规模越来越大，数据共享的要求越来越强烈 数据库技术诞生的标志: ✓1968年美国IBM公司推出的层次模型的IMS数据库管理系统 ✓ 1969年美国数据系统语言研究会下属数据库任务组公布了关 于网状模型的DBTG报告 ✓ 1970年IBM公司研究员E.F.Codd发表论文提出了关系模型