第6章空间数据库体系结构1-1.ppt

1、空间数据的关系化管理空间数据的关系化管理q空间数据关系化管理的概述空间数据关系化管理的概述q空间数据关系化管理的体系结构空间数据关系化管理的体系结构空间数据关系化管理的概述空间数据关系化管理的概述q定义：定义：一种采用基于一种采用基于关系模型关系模型的数据库管理系的数据库管理系统（统（RDBMSRDBMS）实现地理信息的）实现地理信息的空间几何数据空间几何数据与与属性数据属性数据一体化存储、查询、更新以及分一体化存储、查询、更新以及分析等功能的析等功能的数据管理方法数据管理方法。q起因起因基于关系模型的数据库管理技术基于关系模型的数据库管理技术（RDBMSRDBMS）是目前最为成熟的数据库管）

2、是目前最为成熟的数据库管理方法。理方法。海量地理空间数据安全、高效、分布海量地理空间数据安全、高效、分布式的管理成为目前地理信息系统应用、式的管理成为目前地理信息系统应用、发展的基本需求。发展的基本需求。q空间数据关系管理包括：空间数据关系管理包括：空间数据存储空间数据存储和和空间数据分析空间数据分析。空间数据管理系统空间数据管理系统空间数据空间数据访问模块访问模块数据库管理系统数据库管理系统(RDBMS)空间数据库空间数据库（SDBSDB）空间数据关系化管理的体系结构空间数据关系化管理的体系结构q空间数据在关系数据库中存储空间数据在关系数据库中存储(1)(1)多边形号多边形号多边形号多边形号

3、弧段号弧段号弧段号弧段号周周周周长长长长面积面积面积面积中心点中心点中心点中心点弧段号弧段号弧段号弧段号起始起始起始起始点点点点终结终结终结终结点点点点左多边左多边左多边左多边形形形形右多边形右多边形右多边形右多边形弧段号弧段号弧段号弧段号点坐标点坐标点坐标点坐标点坐标号点坐标号点坐标号点坐标号X XY Y Z Z多边形多边形多边形多边形号号号号A1A1A A2 2A3A3弧段号弧段号弧段号弧段号A1A1A A2 2A3A3点坐标号点坐标号点坐标号点坐标号A A1 1A A2 2A3A3空间表结构空间表结构空间表结构空间表结构7 7SDB=SQL92数数据类型，据类型，int，char,空间表

4、空间表空间表空间表属性表属性表属性表属性表空间表与属性表关联空间表与属性表关联基本查询基本查询q基本的基本的RDBMSRDBMS的的SQLSQL查询语言查询语言-多表关联多表关联Select*from Select*from 多边形表，弧段表，弧段坐标多边形表，弧段表，弧段坐标表，坐标表表，坐标表 where where多边形表多边形表.弧段弧段ID=ID=弧段表弧段表.ID.ID andand 弧段表弧段表.弧段坐标弧段坐标ID=ID=弧段坐标表弧段坐标表.ID.IDandand 弧段坐标表弧段坐标表.坐标坐标ID=ID=坐标表坐标表.ID.ID；Select*from Select*fro

5、m 多边形视图表；多边形视图表；更新、删除。更新、删除。10/27/202210/27/20228 8空间分析查询（空间分析查询（1 1）q空间数据的分析功能由空间数据的分析功能由关系数据库关系数据库实现实现10/27/202210/27/20229 9SDBSQL（复杂嵌套、联合）（复杂嵌套、联合）基本运算符基本运算符(,=,=,=,!=)q判断两个点是否重合判断两个点是否重合Select*from 点表点表1，点表，点表2 where 点表点表1.x=点点表表1.x and 点表点表1.y=点表点表1.y;q判断两条弧段线是否重合判断两条弧段线是否重合通过表关联的到弧段线对应的点坐标；通过

6、表关联的到弧段线对应的点坐标；对坐标的对坐标的X、Y属性逐一的比较。属性逐一的比较。q直接使用标准直接使用标准SQL语句来在语句来在RDBMS系统中系统中实现空间数据分析十分复杂。实现空间数据分析十分复杂。10/27/202210/27/20221010空间分析查询（空间分析查询（2 2）q使用使用SQL查询获取空间数据后，利用面向查询获取空间数据后，利用面向对象程序语言，构建要素对象类进行空间分对象程序语言，构建要素对象类进行空间分析。析。10/27/202210/27/20221111SDB要素对象类要素对象类利用利用循环、循环、控制控制功能功能实现空间分析实现空间分析SQL 只实现数据只

7、实现数据的读取功能的读取功能10/27/202210/27/20221212Class pointInt X;Int Y;Int Y;Public Set(int x,inty,int y)X=x;Y=y;Z=z;Public boolean Eqa(Point A,Point B if A.X=B.X&A.y=B.yReturn trueElse Return falseODBC（SQL）读读取取数数据据赋值赋值关系运算关系运算调调用用分分析析函函数数q空间数据在关系数据库中存储空间数据在关系数据库中存储(2)(2)10/27/202210/27/20221313SDBSDB=IDIDIDI

8、DShapeShapeShapeShape A1A1A1A1A2A2A2A2A3A3A3A3A4A4A4A4A5A5A5A5A6A6A6A6。关系数据库支持（关系数据库支持（Blob、Image等类型的存储），空间数据序列等类型的存储），空间数据序列化存储。在数据库中不能直接对化存储。在数据库中不能直接对序列化数据进行运算。序列化数据进行运算。空间查询、分析空间查询、分析q使用使用SQLSQL查询获取空间数据后，利用面向对象查询获取空间数据后，利用面向对象程序语言，构建程序语言，构建内存数据模型内存数据模型进行空间分析。进行空间分析。10/27/202210/27/20221414SDB要素对

9、象类要素对象类SQL数据数据序列序列化化/反反序列序列实现实现二进制数据二进制数据与与空间数据类型空间数据类型的转换的转换实现空间关系运算实现空间关系运算Select A.Shape,A.Select A.Shape,A.属性属性1,A.1,A.属性属性2 from A2 from ASelect*from A.ShapeSelect*from A.Shape overlapoverlap B.ShapeB.Shapeqq空间数据在关系数据库中存储空间数据在关系数据库中存储(3)(3)1616SDB=ADT(自定义数据类型自定义数据类型)，SQL99支持支持,Geometry空间数据的查询、分

10、析空间数据的查询、分析q利用关系数据库扩展的利用关系数据库扩展的SQLSQL语句语句Geo-SQLGeo-SQL10/27/202210/27/20221717SDBRDBMSRDBMS中间件中间件(Spatial ware)(Spatial ware)Geo-SQLGeo-SQLn nDDLDDLn nDMLDMLn nGeo-SQLGeo-SQLGeo-SQL查询WorldWorld空间数据库：空间数据库：countycounty、citycity、riverriverNameNamePopulationPopulationCapitalCapitalNameNamePopulationP

11、opulationcontinentcontinentLife-EXPLife-EXPGDPGDPNameNameLengthLengthCityCityCountryCountryRiverRiverOriginates Originates Capital of Capital of NameNameContContPopPopGDPGDPLife-ExpLife-ExpShapeShapeCanadaCanadaNAMNAM30.130.1658.0658.077.0877.08Polygonid-1Polygonid-1MexicoMexicoNAMNAM107.5107.5694.3

12、694.369.3669.36Polygonid-2Polygonid-2BrazilBrazilSAMSAM1831831004.01004.065.6065.60Polygonid-3Polygonid-3CubaCubaNAMNAM11.711.716.916.975.9575.95Polygonid-4Polygonid-4USAUSANAMNAM2702708003.08003.075.7575.75Polygonid-4Polygonid-4ArgentinaArgentinaASMASM363.3363.3348.2348.270.7570.75Polygonid-6Polygo

13、nid-6countrycountryNameNameCountryCountrypoppopcapitalcapitalshapeshapeHavanaHavanaCubaCuba2.12.1Y YPointid-1Pointid-1WashingtonDCWashingtonDCUSAUSA3 3Y YPointid-2Pointid-2MonterreyMonterreyMexicoMexico2 2N NPointid-3Pointid-3TorontoTorontoCanadaCanada3.43.4N NPointid-4Pointid-4BrasiliaBrasiliaBrazi

14、lBrazil1.51.5Y YPointid-5Pointid-5RosarioRosarioArgentinaArgentina1.11.1N NPointid-6Pointid-6OtawaOtawaCanadaCanada0.80.8Y YPointid-7Pointid-7Nexico CityNexico CityMexicoMexico1414Y YPointid-8Pointid-8BuenosBuenosArgeninaArgenina1010Y YPointid-9Pointid-9NameNameOriginOriginlengthlengthShapeShapeRio

15、ParanaRio ParanaBrazilBrazil26002600LineString-1LineString-1St LawrenceSt LawrenceUSAUSA12001200LineString-2LineString-2Rio GrandeRio GrandeUSAUSA30003000LineString-3LineString-3MissisippiMissisippiUSAUSA60006000LineString-5LineString-5RiverRiver表表表表citycity表表表表（1）DDL（2）DMLINSERT INTO River(Name,Ori

16、gin,Length)VALUES(Mississippi,USA,6000)DELETE FROM River where Name=Mississippi（3）Geo-SQL查询：列出查询：列出Country表中每个国家的名字、人口和国土面积：表中每个国家的名字、人口和国土面积：Select C.Name,C.Pop,Area(C.shape)as Area from Country C查询：找出查询：找出River表中所列出的河流流经的国家表中所列出的河流流经的国家Select R.Name C.name from River R,Country C where Cross(R.Shape,C.Shape)=1查询：对于查询：对于River表中所列出的河流，在表中所列出的河流，在City表中找到距离表中找到距离其最近的城市其最近的城市Select C1.Nam R1.name from City C1,River R1 where Distance(C1.Shape,R1.Shape)ALL(Select Distance(C2.shape,R1.shape)From City