SDBMS

SDBMS是Spatial Data Base Management System(空間資料庫管理系統)的簡稱。空間資料庫管理系統是空間資料庫的核心軟體,將對空間數據和屬性數據進行統一管理,為GIS套用開發提供空間資料庫管理系統除了必須具備普通資料庫管理系統的功能外,還具有以下三方面研究內容:1)空間數據存儲管理,實現空間數據強大的基礎平台。和屬性數據的統一存儲和管理,提高數據的存儲性能和共享程度,設計實現空間數據的索引機制,為查詢處理提供快速可靠的支撐環境。2)支持空間查詢的SQL語言,參照SQL-92和OpenGIS標準,對核心SQL進行擴充,使之支持標準的空間運算,具有最短路徑、連通性等空間查詢功能。3)查詢。

簡介

空間資料庫管理系統(spatial data base management system, SDBMS):對各類空間數據進行統一處理、存儲、維護和管理的軟體系統。SDBMS是空間資料庫的核心軟體,他對空間數據和屬性數據進行了一體化,為GIS套用開發提供空間資料庫管理系統除了必須具備普通資料庫管理系統的功能。

研究內容

一般地,還具有以下三方面研究內容:

1)空間數據存儲管理,實現空間數據強大的基礎平台。和屬性數據的統一存儲和管理,提高數據的存儲性能和共享程度,設計實現空間數據的索引機制,為查詢處理提供快速可靠的支撐環境。

2)支持空間查詢的SQL語言,參照SQL-92和OpenGIS標準,對核心SQL進行擴充,使之支持標準的空間運算,具有最短路徑、連通性等空間查詢功能。

3)查詢。

基本特徵

1.空間特徵

每個空間對象都具有空間坐標,即空間對象隱含了空間分布特徵。這意味著在空間數據組織方面,要考慮它的空間分布特徵。除了通用性資料庫管理系統或檔案系統關鍵字的索引和輔關鍵字索引以外,一般需要建立空間索引。

2.非結構化特徵

在當前通用的關係資料庫管理系統中,數據記錄一般是結構化的。即它滿足關係數據模型的第一範式要求,每一條記錄是定長的,數據項表達的只能是原子數據,不允許嵌套記錄。而空間數據則不能滿足這種結構化要求。若將一條記錄表達一個空間對象,它的數據項可能是變長的,例如,一條弧段的坐標,其長度是不可限定的,它可能是兩對坐標,也可能是十萬對坐標;其二,一個對象可能包含另外的一個或多個對象,例如,一個多邊形,它可能含有多條弧段。若一條記錄表示一條弧段,在這種情況下,一條多邊形的記錄就可能嵌套多條弧段的記錄,所以它不滿足關係數據模型的範式要求,這也就是為什麼空間圖形數據難以直接採用通用的關係數據管理系統的主要原因。

3.空間關係特徵

空間數據除了前面所述的空間坐標隱含了空間分布關係外。空間數據中記錄的拓撲信息表達了多種空間關係。這種拓撲數據結構一方面方便了空間數據的查詢和空間分析,另一方面也給空間數據的一致性和完整性維護增加了複雜性。特別是有些幾何對象,沒有直接記錄空間坐標的信息,如拓撲的面狀目標,僅記錄組成它的弧段的標識,因而進行查找、顯示和分析操作時都要操縱和檢索多個數據檔案方能得以實現。

4.分類編碼特徵

一般而言,每一個空間對象都有一個分類編碼,而這種分類編碼往往屬於國家標準,或行業標準,或地區標準,每一種地物的類型在某個GIS中的屬性項個數是相同的。因而在許多情況下,一種地物類型對應於一個屬性數據表檔案。當然,如果幾種地物類型的屬性項相同,也可以多種地物類型共用一個屬性數據表檔案。

5.海量數據特徵

空間數據量是巨大的,通常稱海量數據。之所以稱為海量數據,是指它的數據量比一般的通用資料庫要大得多。一個城市地理信息系統的數據量可能達幾十GB,如果考慮影像數據的存貯,可能達幾百個GB。這樣的數據量在城市管理的其他資料庫中是很少見的。正因為空間數據量大,所以需要在二維空間上劃分塊或者圖幅,在垂直方向上劃分層來進行組織。

對象

—關係資料庫管理系統

由於直接採用通用的關係資料庫管理系統的效率不高。而非結構化的空間數據又十分重要,所以許多資料庫管理系統的軟體商紛紛在關係資料庫管理系統中進行擴展,使之能直接存貯和管理非結構化的空間數據,如Ingres,Informix和Oracle等都推出了空間數據管理的專用模組,定義了操縱點、線、面、圓、長方形等空間對象的API函式。這些函式,將各種空間對象的數據結構進行了預先的定義,用戶使用時必須滿足它的數據結構要求,用戶不能根據GIS要求(即使是GIS軟體商)再定義。例如,這種函式涉及的空間對象一般不帶拓撲關係,多邊形的數據是直接跟隨邊界的空間坐標,那么GIS用戶就不能將設計的拓撲數據結構採用這種對象--關係模型進行存貯。

這種擴展的空間對象管理模組主要解決了空間數據的變長記錄的管理,由於由資料庫軟體商進行擴展,效率要比前面所述的二進制塊的管理高得多。但是它仍然沒有解決對象的嵌套問題,空間數據結構也不能由用戶任意定義,使用上仍然受到一定限制。

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