高级数据库技术-第10章_空间数据库.ppt

第10章空间数据库
空间数据库概述
11/12/2017
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从本体论的角度,研究和开发空间数据库的意义主要基于下述几个方面。
1时间和空间是物质存在的基本方式
2空间数据是某些重要应用的基本形式
3复杂的非空间数据可以作为空间数据处理
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1数据量大结构复杂数据联系多样化
2查询过程复杂
3空间对象间难以定义次序
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由于空间数据库系统理论和技术还处于发展过程当中,而实际应用的需求又非常迫切,同时常规数据库(关系数据库)仍然是当今主流数据库,所以目前空间数据库是作为常规、传统数据库的扩充出现。在这种情况下,空间数据库主要包括下述一些方面的内容:
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●空间数据模型基于实际应用,引入各种必须的空间数据类型,并讨相应的数据操作。
●空间索引由于空间对象之间难以合适的定义“序”,所以空间数据的索引就成为空间数据库技术的一个重要课题,在这方面已经取得了相当成熟的结果,并且应用到其他的领域。
●空间数据库管理系统空间数据模型和当前主流数据模型——关系数据模型具有较大的差异,需要研究如何在RDBMS基础上有效扩充空间数据管理功能的问题。
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空间数据模型

空间数据模型与其它数据模型相比,一个突出的特点就是其模型的提出、引入与相应的实际应用密切相关。
空间数据库的一个重要应用领域是GIS。人们通常就以GIS为应用背景,介绍其中的基本空间数据类型。我们这里的介绍主要以二维空间数据类型为主,但完全可以推广到三维以上的情形。
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在GIS中,基本空间数据类型由下述三种空间对象组成:
(1)点(Point) 例如城市。点只表示其空间位置,不表示其范围(extent)
(2)线(Line)例如河流、道路、管道、航线、等高线、等降雨线、通信或电力线路等。线不仅表示线上各点在空间的位置,而且还有长度,即表示其在空间的延伸范围。
(3)区域(Region)例如森林、湖泊、行政区域等。区域不但有位置,而且有面积、周长等参数,以表示其覆盖范围。
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以上三种是最基本空间数据类型,以此为基础,还可以导出下面两种空间数据类型:
(4)划分(Partition)一个区域可以是按其自然、行政或其他特征,分成若干个区域。如果这些子区域互不相交,但其“并”覆盖该区域,则此子区域的集合就称为该区域的一个划分。国家行政区域划分图,土地利用图等都是划分的例子。划分可嵌套,例如国家分成省市,省市分成县区、县区分成乡镇等。
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(5)work)网络是由若干点和一些点与点之间的联线组成。例如公路网、河网、电力网、电话网、交通线路图等都是网络的例子。
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设R表示实数域,V是R上向量的非空集合,如果在V上定义了满足如下条件并称之为内积的一个二元函数<x,y>,则称V为R的欧氏空间:
非负性<x,x>≥0,<x,x>=0x=0, x∈V
对称性<x,y>=<y,x>
线性性<αx+βy,z >=α< x,z >+β< y,z >,α,β∈R;x,y,z∈V
直线R,平面R2和空间R3通过适当的定义内积都是欧氏空间。
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