文档介绍：应用地理信息系统
第五章应用型GIS数据库详细设计
邓吉秋
中南大学GIS研究中心
GIS数据库设计的概念
应用型GIS数据库设计目标
应用型GIS数据库设计
空间数据与非空间数据连接
空间数据库的管理
应用型GIS数据库详细设计
一个数据库组织的有效程度将对整个GIS系统运作的成功与否起决定性作用。
GIS数据库一般既要存储和管理属性数据和空间数据,又要存储和管理空间拓扑关系数据。
在进行应用型GIS数据库详细设计时,不仅要考虑特定工具型GIS软件对设计的要求,同时也应考虑特定信息种类的内容、产品的标准和技术规范的限制以及硬件的限制条件等。
应用型GIS的数据库详细设计是在系统总体设计的基础上,将数据库概念设计转换成详尽具体的数据库设计。
数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。
数据库设计通常要求包括:制定整个数据库的使用目的和目标,分析和评价各种设计方案和雏形试验。
GIS数据库设计比一般数据库设计有更多的考虑,因为地理数据有矢量和栅格之分,各种数据又同时具有空间和属性的特征,有的还有时间上的信息特征,各种特征的信息可能要用不同的结构来表达。
GIS数据库的设计应该既考虑数据的特征,又兼顾应用目的。
满足用户要求
良好的数据库性能
对现实世界模拟的精确程度
能被某个数据库管理系统接收
概念化设计
逻辑设计
物理设计
空间数据结构是地理信息系统的基础,应用型GIS数据库设计是在概念设计的基础上进行逻辑结构和物理结构两个方面的设计,逻辑结构(抽象数据结构)选择是从地理表示的角度决定地理数据之间的关系,是程序设计人员与系统使用者之间交流的基础;物理结构(内部存储结构)选择则要决定采取何种文件结构和存取方式,为程序设计和模块接口服务。
概念化设计
方法与步骤:自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略
实体-关系模型:用实体关系表示数据
数据库地理实体类型确定:分类体系的确定
地理实体属性范围:几何类型、分类分级、图形、数量特征、质量描述、名称
实体间的基本关系:定性、定位、拓扑
逻辑设计
逻辑设计应该达到的要求:
在共享数据资源方面,在降低数据采集、存储和使用成本方面以及在数据维护的事务处理方面达到最大的效率。
在数据质量方面要达到防止(尽量减少)数据冗余,保持数据内容与格式的一致。
要能最大限度地发挥系统的性能。
维护数据的独立性。
空间数据逻辑设计
空间数据逻辑划分:
图块结构设计:限制因素、划分原则
图层信息组织:分层原则
空间数据逻辑数据结构:
栅格结构
矢量结构
图块结构设计:限制因素
磁盘容量
查询分析效率
数据库维护
图块结构设计:划分原则
按存取频率较高的空间分布单元划分图块,以提高数据库的存取效率。
图块的划分应使基本存储单元具有较为合理的数据量。
在定义图块分区时,应充分考虑未来地图数据更新的图形属性信息源及空间分布,以利于更新和维护。