土地信息系统_土地信息数据库.ppt

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1、第四章第四章 土地信息数据库土地信息数据库第一节 数据库概述第二节 土地信息系统数据模型第三节 土地信息系统数据库建模方法第四节 土地信息数据结构*第五节 我国土地信息数据库建设现状第一节第一节 数据库概述数据库概述v一、数据库的概念及特征数据库数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合，是在是按照一定结构组织的相关数据的集合，是在计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。主要特征：主要特征：（1 1）能够减少空间数据存储的冗余量）能够减少空间数据存储的冗余量;（2 2）提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，）提供稳定的空间数据结构，在用户的需

2、要改变时，该数据结构能迅速作相应的变化；该数据结构能迅速作相应的变化；（3 3）满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地）满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果提供用户所需的空间数据查询结果;（4 4）在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的）在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的复杂性复杂性;*第一节第一节 数据库概述数据库概述v一、数据库的概念及特征主要特征：主要特征：（5 5）支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性；）支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性；（6 6）应用程序对数据资源的共享，以最优的方式服务于）应用程序对数据

3、资源的共享，以最优的方式服务于一个或多个应用程序；一个或多个应用程序；（7 7）数据独立性，数据的存放尽可能地独立于使用它的）数据独立性，数据的存放尽可能地独立于使用它的应用程序；应用程序；（8 8）统一管理，能够用一个软件统计管理这些数据，例）统一管理，能够用一个软件统计管理这些数据，例如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v一、数据库的概念及特征空间数据库空间数据库是以描述空间位置和点、线、面、体特征是以描述空间位置和点、线、面、体特征的拓扑结构的位置数据及描述这些特征的性能的属性的拓扑结构的位置数据

4、及描述这些特征的性能的属性数据为对象的数据库。数据为对象的数据库。位置数据为空间数据：用于表示空间物体的位置、形状、位置数据为空间数据：用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等信息的数据。大小和分布特征等信息的数据。属性数据为非空间数据：用于表示物体的本质特征，以属性数据为非空间数据：用于表示物体的本质特征，以区别地理实体，对地理物体进行语义定义。区别地理实体，对地理物体进行语义定义。土地数据库土地数据库是一个空间数据库，是土地信息系统在计是一个空间数据库，是土地信息系统在计算机物理存储介质上存储与应用相关的土地空间数据算机物理存储介质上存储与应用相关的土地空间数据的集合。的集合。*第一

5、节第一节 数据库概述数据库概述v二、数据库的系统结构SPARC分级结构分级结构 SPARCSPARC是美国国家标准协会（是美国国家标准协会（ANSIANSI）下属的标准规划和要）下属的标准规划和要求委员会的缩称。这一模型将数据库划分为内模式、概求委员会的缩称。这一模型将数据库划分为内模式、概念模式和外模式三级，被称为念模式和外模式三级，被称为SPARCSPARC模型模型 。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v二、数据库的系统结构外模式外模式亦称子模式，是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一亦称子模式，是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。部分，

6、描述用户数据的结构、类型、长度等。概念模式概念模式是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性、基本操作和目标以及目标与操作的关系和依赖的描述，特性、基本操作和目标以及目标与操作的关系和依赖的描述，以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。内模式内模式亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术，定它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术，定义物理存储块的大小、溢出处

7、理方法等。义物理存储块的大小、溢出处理方法等。*SPARCSPARC分级结构分级结构应用程序应用程序外模式外模式A用户视图用户视图(用户级用户级逻辑数据库逻辑数据库)外部外部 /概念映射概念映射概念模式概念模式应用程序应用程序应用程序应用程序外模式外模式B 概念概念 /内部映射内部映射DBADBA视图（全局逻视图（全局逻辑数据库）辑数据库）系统程序员视图系统程序员视图（物理数据库）（物理数据库）模模内内式式DBMSDBMS第一节第一节 数据库概述数据库概述v二、数据库的系统结构中间存在两次映射：中间存在两次映射：一次是外模式与概念模式间的映射，定一次是外模式与概念模式间的映射，定义了用户和逻辑

8、结构之间的对应关系，义了用户和逻辑结构之间的对应关系，保证了数据的逻辑独立性；保证了数据的逻辑独立性；另一次是概念模式与内模式之间的映射，另一次是概念模式与内模式之间的映射，定义了逻辑结构和物理结构之间的对应定义了逻辑结构和物理结构之间的对应关系，使逻辑数据独立于物理数据。关系，使逻辑数据独立于物理数据。*外模式外模式内模式内模式概念模式概念模式数据库数据库映像映像第一节第一节 数据库概述数据库概述v三、数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统是提供数据库建立、使用和管理工具是提供数据库建立、使用和管理工具的软件系统。的软件系统。空间数据库管理系统空间数据库管理系统则是指能够对存储的地理空间

9、数则是指能够对存储的地理空间数据进行语义和逻辑的定义，提供必需的空间数据查询据进行语义和逻辑的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。护和更新的一套软件系统。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v三、数据库管理系统1、数据库定义、数据库定义数据库定义是通过数据提供的数据描述语言实现的。描数据库定义是通过数据提供的数据描述语言实现的。描述语言用来定义数据库的逻辑结构、数据库的结构框架，述语言用来定义数据库的逻辑结构、数据库的结构框架，定义数据级，建立记录类型，定义记录间的联系，指定定义数据级，

10、建立记录类型，定义记录间的联系，指定安全性控制要求，指定数据完整性控制设备等。安全性控制要求，指定数据完整性控制设备等。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v三、数据库管理系统2、数据库维护、数据库维护对数据库的维护功能主要是指系统应具备对数据库重新对数据库的维护功能主要是指系统应具备对数据库重新定义、数据重新组织、性能监督和分析以及对数据库整定义、数据重新组织、性能监督和分析以及对数据库整理和发生故障时恢复运行的能力。数据库维护工作应包理和发生故障时恢复运行的能力。数据库维护工作应包括以下几方面的内容：括以下几方面的内容：（1）改善系统的使用性能）改善系统的使用性能（2）数据库受损后的复原）

11、数据库受损后的复原 （3）用户应用管理）用户应用管理（4）拓宽数据库用户的需求）拓宽数据库用户的需求3、数据库通信、数据库通信通信功能是指数据库系统具备与操作系统的接口处理，通信功能是指数据库系统具备与操作系统的接口处理，与各种语言的接口以及与远程操作的接口处理等。与各种语言的接口以及与远程操作的接口处理等。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v四、数据字典数据字典数据字典是对于整个空间数据库的总体和详细的小结，是对于整个空间数据库的总体和详细的小结，可把它视为一个可把它视为一个LIS数据库的蓝图，可以帮助用户理解数据库的蓝图，可以帮助用户理解整个数据库组织和内容以便更好地使用数据库。整个数据

12、库组织和内容以便更好地使用数据库。1、数据字典的内容、数据字典的内容数据字典实际上是数据库的元数据，它描述数据库的整数据字典实际上是数据库的元数据，它描述数据库的整体结构、数据内容和定义等。体结构、数据内容和定义等。一个数据字典通常包括以下几个内容：一个数据字典通常包括以下几个内容：（1）数据库的总体组织结构；）数据库的总体组织结构；（2）数据库总体设计的框架；）数据库总体设计的框架；（3）各数据层的详细内容定义及结构；）各数据层的详细内容定义及结构；（4）数据命名的定义；）数据命名的定义；（5）元数据内容等。）元数据内容等。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v四、数据字典2、数据文件的命名

13、方法、数据文件的命名方法*名称名称=专题专题+序号序号+操作操作S001IDG S0 01 DG专题专题：S0土壤土壤序号：序号：01第一次第一次操作：操作：DG数据字化数据字化例例：第一节第一节 数据库概述数据库概述v四、数据字典3、数据字典的元数据内容、数据字典的元数据内容元数据是有关数据的数据。它是对一个数据集的内容、元数据是有关数据的数据。它是对一个数据集的内容、质量条件及操作过程等的描述。目前在美国，联邦政府质量条件及操作过程等的描述。目前在美国，联邦政府的地理数据委员会（的地理数据委员会（FGDCFGDC）已将元数据内容规范化，并）已将元数据内容规范化，并要求所有政府部门实施这个标

14、准。不仅政府部门已普遍要求所有政府部门实施这个标准。不仅政府部门已普遍地使用这一标准，私营商业及学术机构也一并效法，使地使用这一标准，私营商业及学术机构也一并效法，使整个社会均使用统一的标准。整个社会均使用统一的标准。*第一节第一节 数据库概述数据库概述v五、数据库系统的运行1、人机交互方式、人机交互方式在数据库管理系统中，数据库与用户程序之间的联系是在数据库管理系统中，数据库与用户程序之间的联系是靠逻辑接口来实现的，逻辑接口用于数据库的建立、检靠逻辑接口来实现的，逻辑接口用于数据库的建立、检索和更新，而用户程序与菜单之间的联系是靠用户接口索和更新，而用户程序与菜单之间的联系是靠用户接口来实现

15、的，用户接口用于启动各功能模块。来实现的，用户接口用于启动各功能模块。2、批处理方式、批处理方式利用数据库系统的各项功能都是模块结构的特点，可以利用数据库系统的各项功能都是模块结构的特点，可以编制各种批处理程序，来完成一些特定的任务，例如批编制各种批处理程序，来完成一些特定的任务，例如批量录入、合并数据文件、备份数据库等。量录入、合并数据文件、备份数据库等。*菜单（用户接口）功能模块（逻辑接口）目标定义目标输入目标检索目标删除关闭功能打开新目标打开旧目标输入语义信息输入数值信息输入其他信息检索语义信息删除语义信息检索其他信息检索数值信息删除数值信息删除其他信息关闭当前目标关闭数据库第一节第一节

16、 数据库概述数据库概述v五、数据库系统安全保护1、对用户规定使用权限、对用户规定使用权限 一般分成普通用户、专门用户和系统员三级；一般分成普通用户、专门用户和系统员三级；使用权限通过口令来实现。使用权限通过口令来实现。2、对数据进行逻辑检查、对数据进行逻辑检查入库的数据项要有逻辑上的合理性和一致性。入库的数据项要有逻辑上的合理性和一致性。3、对并发操作要做适当处理、对并发操作要做适当处理一种是对数据区进行密码封锁，允许用户检索但不得修一种是对数据区进行密码封锁，允许用户检索但不得修改数据；改数据；另一种是通过程序保护，用命令将某个记录保护起来，另一种是通过程序保护，用命令将某个记录保护起来，直

17、到在程序运行中遇到命令为止。直到在程序运行中遇到命令为止。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v一、数据模型概述v二、层次模型v三、网状模型v四、关系模型v五、面向对象模型v六、LIS中的面向对象模型第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v一、数据模型概述数据模型是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基数据模型是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。数据结构、数据操作和数据的约束条件数据结构、数据操作和数据的约束条件是数据模型的三要素。是数据模型的三要素。条件

18、：条件：能真实地模拟现实世界；能真实地模拟现实世界；人们容易理解；人们容易理解；便于在计算机上实现。便于在计算机上实现。功能：功能：数据内容的描述功能；数据内容的描述功能；数据之间联系的描述功能。数据之间联系的描述功能。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v一、数据模型概述实体实体实体是可以相互区别而又可以被人识别的事、物、概念的统称，实体是可以相互区别而又可以被人识别的事、物、概念的统称，有具体的，也有抽象的；有物理上存在的有具体的，也有抽象的；有物理上存在的,也有概念性的。具有也有概念性的。具有共性的一类实体可以划分为实体集。共性的一类实体可以划分为实体集。属性属性实体

19、的属性是指描述实体的若干特征。例如实体的属性是指描述实体的若干特征。例如,宗地有地号、坐落、宗地有地号、坐落、四至、面积等属性。四至、面积等属性。联系联系实体与实体之间会有各种关系，例如建设用地管理处与用地申请实体与实体之间会有各种关系，例如建设用地管理处与用地申请者有审批的关系等。这种实体与实体之间的关系抽象为联系。者有审批的关系等。这种实体与实体之间的关系抽象为联系。码码 唯一标识实体的属性集。唯一标识实体的属性集。域域 属性的取值范围。属性的取值范围。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v一、数据模型概述实体之间的关系实体之间的关系一类是实体内部属性间的联系；一类是实

20、体内部属性间的联系；另一类是实体与实体之间的联系。另一类是实体与实体之间的联系。一对一的联系一对一的联系(1:1)(1:1)这种联系是指对实体集这种联系是指对实体集A A中的一个实体中的一个实体a ai i,在实体集在实体集B B中有中有时有一个实体时有一个实体b bj j与之对应，反之亦然。与之对应，反之亦然。在在1:11:1的联系中的联系中,一个实体集中的实体可以标志另一个实一个实体集中的实体可以标志另一个实体集中的实体体集中的实体,即即a ai ibbj j;反之反之b bj jaai i。例如例如,在地下水灌区内在地下水灌区内,每眼机井负责灌溉一块农田每眼机井负责灌溉一块农田,机井机井

21、与农田地块之间的关系就是一种一对一的联系。与农田地块之间的关系就是一种一对一的联系。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v一、数据模型概述一对多的联系（一对多的联系（1:N）这种联系可以表达为这种联系可以表达为:对实体集对实体集A A中一个实体中一个实体a ai i,在实体在实体集集B B中存在一个子集中存在一个子集B Bi i=b=bi1i1,b,bi2i2，b binin 与之联系。与之联系。河流与跨河桥梁之间就具有一对多的联系河流与跨河桥梁之间就具有一对多的联系,一条河流上有一条河流上有多座桥梁。多座桥梁。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v一、

22、数据模型概述多对多的联系（多对多的联系（M：N）这是现实世界中最复杂的联系，即对于实体集这是现实世界中最复杂的联系，即对于实体集A中的一个元素中的一个元素ai,在集合在集合B中存在一个实体子中存在一个实体子集集Bi=bi1,bi2，bin与之相联系；反之亦与之相联系；反之亦然。然。例如，泵站与河流之间有多对多联系，一个泵站例如，泵站与河流之间有多对多联系，一个泵站可以属于不同的河流，一条河流又有多个泵站。可以属于不同的河流，一条河流又有多个泵站。地理环境与种植的作物之间有多对多联系，同一地理环境与种植的作物之间有多对多联系，同一种地理环境可以生长不同的作物，同一种作物又种地理环境可以生长不同的

23、作物，同一种作物又可生长在不同地理环境中。可生长在不同地理环境中。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v二、层次模型数据模型是数据库系统的核心和基础数据模型是数据库系统的核心和基础,各种机器上实现各种机器上实现的数据库管理系统软件都是基于某种数据模型的。目的数据库管理系统软件都是基于某种数据模型的。目前前,数据库领域中最常用的数据模型有五种：数据库领域中最常用的数据模型有五种：层次模型层次模型 网状模型网状模型 关系模型关系模型面向对象模型面向对象模型 时空模型时空模型*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v二、层次模型用用树状结构树状结构来表示实体之间联

24、系的模型称为层次模型。来表示实体之间联系的模型称为层次模型。它揭示的是实体（记录）之间的它揭示的是实体（记录）之间的一对多（一对多（1:n）的联系。的联系。通常把表示通常把表示1 1的实体放在上方，称为的实体放在上方，称为“父结点父结点”；将表；将表示示n n的实体放在下方，称为的实体放在下方，称为“子结点子结点”；最上层只能有一；最上层只能有一个结点，称为个结点，称为根结点根结点。为符合为符合1:n1:n的联系，除根结点外，其他的结点都有且仅有的联系，除根结点外，其他的结点都有且仅有一个一个“父结点父结点”，但是每个父结点可以对多个子结点。，但是每个父结点可以对多个子结点。最下层的末端结点称

25、为最下层的末端结点称为叶结点叶结点。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v二、层次模型*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v二、层次模型层次模型的两个层次模型的两个限制条件限制条件：（1 1）有且仅有一个结点无父结点）有且仅有一个结点无父结点,即根结点；即根结点；（2 2）除根结点之外）除根结点之外,所有结点有且仅有一个父结点。所有结点有且仅有一个父结点。层次模型的层次模型的优点优点是容易理解，单码查找速度快，易于是容易理解，单码查找速度快，易于更新和扩充；更新和扩充；缺点缺点是多码查找比较困难，一般需要较是多码查找比较困难，一般需要较大的索引文件，所以

26、产生数据冗余。大的索引文件，所以产生数据冗余。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v三、网状模型网状模型的有向图与层次模型的有向树比较，其区别网状模型的有向图与层次模型的有向树比较，其区别在于：在于：（1 1）可以有零个或多个结点元父结点；）可以有零个或多个结点元父结点；（2 2）至少有一个结点有多于一个父结点；）至少有一个结点有多于一个父结点；（3 3）允许两个结点之间有两种或多种联系。）允许两个结点之间有两种或多种联系。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v三、网状模型表示自然要素、社会经济要素和地理位置之间联系的表示自然要素、社会经济要素和地理位置

27、之间联系的示例：示例：*网状模型较层次模型扩充了实体之间联系的限制网状模型较层次模型扩充了实体之间联系的限制,可以可以较灵活地表示实体之间的多种关系较灵活地表示实体之间的多种关系,对确定的数据表示对确定的数据表示效率较高效率较高,数据冗余也较小数据冗余也较小,适合于表示关系较复杂的适合于表示关系较复杂的地理数据和具有网络状特征的地理实体地理数据和具有网络状特征的地理实体,但网状模型的但网状模型的数据指针比较复杂数据指针比较复杂,数据更新也较为繁琐。数据更新也较为繁琐。第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v四、关系模型关系模型源于数字，它把数据看成是二维表格中的元素，而关系模型

28、源于数字，它把数据看成是二维表格中的元素，而这个二维表格就是所谓关系。表中的每一行代表一个记录，这个二维表格就是所谓关系。表中的每一行代表一个记录，每一列称为关系的一个属性集，列可以命名，称为属性名，每一列称为关系的一个属性集，列可以命名，称为属性名，或数据项类型。或数据项类型。一个实体可由若干关系组成，而关系表的集合就构成关系模一个实体可由若干关系组成，而关系表的集合就构成关系模型。对这种数字化的模型，每个关系应满足下列条件：型。对这种数字化的模型，每个关系应满足下列条件：（1 1）表中的每一列属性都是不能再分的基本字段）表中的每一列属性都是不能再分的基本字段;（2 2）各列被指定一个相异的

29、名字）各列被指定一个相异的名字;（3 3）各行（记录）相异）各行（记录）相异,不允许重复不允许重复;（4 4）行）行,列次序无关。列次序无关。综合以上四点可知，综合以上四点可知，一个关系是一个概念文件，该文件中一个关系是一个概念文件，该文件中的每个记录是惟一的，所有记录具有相同的个数和类型的宇的每个记录是惟一的，所有记录具有相同的个数和类型的宇段，也就是说段，也就是说,，所有的记录有同样的固定长度和格式。，所有的记录有同样的固定长度和格式。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v四、关系模型*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v四、关系模型*第二节第二节

30、土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v四、关系模型特点：特点：关系模型的最大特色是关系模型的最大特色是对实体描述的一致性对实体描述的一致性，上述示例，上述示例中用连接字段实现各实体之间联系说明这一点。关系模中用连接字段实现各实体之间联系说明这一点。关系模型正是利用数据本身通过公共值隐含地表达它们之间的型正是利用数据本身通过公共值隐含地表达它们之间的联系；联系；此外，关系模型还具有结构简单、数据修改灵活和更新此外，关系模型还具有结构简单、数据修改灵活和更新方便、容易维护等特点。方便、容易维护等特点。所以它是当前数据库中较常用的数据模型。所以它是当前数据库中较常用的数据模型。*第二节第二节 土

31、地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型传统关系数据模型存在的问题：传统关系数据模型存在的问题：难以表达复杂地理实体；难以表达复杂地理实体；难以实现快速查询和复杂的空间分析；难以实现快速查询和复杂的空间分析；难以实现真三维空间模型是时空模型；难以实现真三维空间模型是时空模型；系统难以扩充。系统难以扩充。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型面向对象模型面向对象模型它是在前面数据模型的基础上发展起来的数据模型技术，它将它是在前面数据模型的基础上发展起来的数据模型技术，它将现实世界的实体都抽象成对象，即将模拟实体状态的数据和操现实世界的实体都抽象

32、成对象，即将模拟实体状态的数据和操作封装为相对独立的模块，然后进行分类和概括。作封装为相对独立的模块，然后进行分类和概括。特点特点以人们认识问题的自然方式将所有的对象构建成一个分层结构，以人们认识问题的自然方式将所有的对象构建成一个分层结构，来描述问题领域中各实体之间的相互关系和相互作用，从而建来描述问题领域中各实体之间的相互关系和相互作用，从而建立起一个比较完整的结构模型立起一个比较完整的结构模型,使得现实世界的构成与人们认使得现实世界的构成与人们认识问题的方式直接对应。识问题的方式直接对应。与与GIS的关系的关系面向对象的数据模型既可以表达图形数据又可以有效地表达属面向对象的数据模型既可以

33、表达图形数据又可以有效地表达属性数据，为目前性数据，为目前GISGIS所面临的问题提供了较好的解决途径。所面临的问题提供了较好的解决途径。涉及到的概念（对象、类、概括、联合、聚集）与语义模型涉及到的概念（对象、类、概括、联合、聚集）与语义模型（继承、传播）工具。（继承、传播）工具。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型1、对象（、对象（object）和对象标识）和对象标识在面向对象的系统中在面向对象的系统中,所有的概念实体都可以模型化为所有的概念实体都可以模型化为对象。多边形地图上的一个结点或一条弧段是对象对象。多边形地图上的一个结点或一条弧段是对象,一一条

34、河流或一个省也是一个对象。条河流或一个省也是一个对象。一个对象是由描述该对象状态的一组数据和表达它的行一个对象是由描述该对象状态的一组数据和表达它的行为的一组操作（方法）组成。例如为的一组操作（方法）组成。例如,河流的坐标数据描河流的坐标数据描述了它的位置和形状述了它的位置和形状,而河流的变迁移动表达了它的行而河流的变迁移动表达了它的行为。由此可见为。由此可见,对象是数据和行为的统一体。对象是数据和行为的统一体。每个对象有一个唯一的不可改变的每个对象有一个唯一的不可改变的对象标识对象标识,用以确定用以确定和检索这个对象。和检索这个对象。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v

35、五、面向对象模型1、对象（、对象（object）和对象标识）和对象标识一个对象是一个三元组一个对象是一个三元组object=object=（ID,S,MID,S,M）其中其中,ID 为对象标识为对象标识;M 描述该对象行为的一组操作（方法）；描述该对象行为的一组操作（方法）；S 描述该对象状态的一组数据，它可以直接是一属性值，描述该对象状态的一组数据，它可以直接是一属性值，也可以是另外一组对象的集合。也可以是另外一组对象的集合。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型2、类（、类（classification）类是关于同类对象的集合类是关于同类对象的集合,具有

36、相同属性和操作的对象组合在具有相同属性和操作的对象组合在一起称为类。属于同一类的所有对象共享相同的属性项和操作一起称为类。属于同一类的所有对象共享相同的属性项和操作方法方法,每个对象都是这个类的一个实例每个对象都是这个类的一个实例,即每个对象可能有不即每个对象可能有不同的属性值。同的属性值。实例：实例：一个城市的一个城市的LIS中，包括了建筑物、街道、公园、电力设施等中，包括了建筑物、街道、公园、电力设施等类型。类型。建筑物类中有宾馆、饭店、商店、住宅等，它们具有相同属建筑物类中有宾馆、饭店、商店、住宅等，它们具有相同属性（位置、用途、地址、房主、性（位置、用途、地址、房主、建筑日期等）和操作

37、（显示、建筑日期等）和操作（显示、更新、编辑等），每个建筑物都使用建筑物类中操作过程的更新、编辑等），每个建筑物都使用建筑物类中操作过程的程序代码程序代码,代入各自的属性值操作该对象。代入各自的属性值操作该对象。洪山路一号楼则是建筑物类中的一个实例洪山路一号楼则是建筑物类中的一个实例,即对象。即对象。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型3、概括（、概括（generalization）在定义类型时在定义类型时,将几种类中某些具有公共特征的属性和将几种类中某些具有公共特征的属性和操作抽象出来操作抽象出来,形成一种更一般的形成一种更一般的超类（超类（superc

38、lasssuperclass）。例如例如,建筑物是饭店的超类建筑物是饭店的超类,因为饭店也是建筑物。子因为饭店也是建筑物。子类还可以进一步分类类还可以进一步分类,如饭店类可以进一步分为小餐馆、如饭店类可以进一步分为小餐馆、普通旅社、宾馆、招待所等类型。所以普通旅社、宾馆、招待所等类型。所以,一个类可能是一个类可能是某个或某几个超类的子类某个或某几个超类的子类,同时又可能是几个子类的超同时又可能是几个子类的超类。类。饭店饭店:建筑面积建筑面积;餐厅餐厅旅馆旅馆:建筑面积建筑面积;客房客房*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型3、概括（、概括（generaliz

39、ation）建立超类的意义建立超类的意义建立超类实际上是一种概括，是共同属性项和操作的提取，建立超类实际上是一种概括，是共同属性项和操作的提取，这样可避免说明和存储上的大量冗余。这样可避免说明和存储上的大量冗余。由于超类和子类的分开表示，所以就需要一种机制，在获由于超类和子类的分开表示，所以就需要一种机制，在获取子类对象的状态和操作时，能自动得到它的超类的状态取子类对象的状态和操作时，能自动得到它的超类的状态和操作。这就是面向对象方法中著名模型工具和操作。这就是面向对象方法中著名模型工具继承继承,。它提供了对世界简明而精确的描述，以利于共享说明和应它提供了对世界简明而精确的描述，以利于共享说明

40、和应用的实现。用的实现。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型4、继承（、继承（inheritance）继承是一种服务于概括的工具。在上述概括的概念中继承是一种服务于概括的工具。在上述概括的概念中,子类的某些属性和操作来源于它的超类。子类的某些属性和操作来源于它的超类。例如在前面概括的例子中，饭店类是建筑物类的子类例如在前面概括的例子中，饭店类是建筑物类的子类,它的一些操作，如显示和删除目标等，以及一些属性如它的一些操作，如显示和删除目标等，以及一些属性如房主、地址、建筑日期等是所有建筑物公有的，所以仅房主、地址、建筑日期等是所有建筑物公有的，所以仅在建筑物

41、类中定义它们在建筑物类中定义它们,然后遗传给饭店类等子类。然后遗传给饭店类等子类。在遗传的过程中，还可以将超类的属性和操作遗传给子在遗传的过程中，还可以将超类的属性和操作遗传给子类的子类。例如可将建筑物类的一些操作和属性通过饭类的子类。例如可将建筑物类的一些操作和属性通过饭店类遗传给孙类一招待所类等。店类遗传给孙类一招待所类等。*单个继承实例单个继承实例属性：位置；用途；属性：位置；用途；面积。面积。操作：查询；删除。操作：查询；删除。属性：饭店设备；属性：饭店设备；房间。房间。操作：操作：第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型5、联合（、联合（associa

42、tion）在定义对象时在定义对象时,将同一类对象中的几个具有相同属性值将同一类对象中的几个具有相同属性值的对象组合起来的对象组合起来,为了避免重复为了避免重复,设立一个更高水平的设立一个更高水平的对象表示那些相同的属性值。对象表示那些相同的属性值。这里联合与概括的概念不同这里联合与概括的概念不同,概括是对类型进行抽象概概括是对类型进行抽象概括，而联合是对对象进行抽象联合。联合的另一个特征括，而联合是对对象进行抽象联合。联合的另一个特征是分子对象应同属于一个类型。联合所得到的对象叫是分子对象应同属于一个类型。联合所得到的对象叫“组合对象组合对象”。6、聚集（、聚集（aegadon）*第二节第二节

43、 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型6、聚集（、聚集（aegadon）聚集是将几个不同特征的对象组合成一个更高水平的复聚集是将几个不同特征的对象组合成一个更高水平的复合对象。每个不同特征的对象是该复合对象的一部分合对象。每个不同特征的对象是该复合对象的一部分,它们有自己的属性描述数据和操作它们有自己的属性描述数据和操作,这些是不能为复合这些是不能为复合对象所公用的对象所公用的,但复合对象可以从它们那里派生得到一但复合对象可以从它们那里派生得到一些信息。例如些信息。例如,弧段聚集成线状地物或面状地物弧段聚集成线状地物或面状地物,简单简单地物组成复杂地物。地物组成复杂地物。

44、*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v五、面向对象模型7、传播（、传播（propagation）在联合和聚集这两种对象中在联合和聚集这两种对象中,是用是用“传播传播”作为传递子作为传递子对象的属性到复杂对象的工具。即对象的属性到复杂对象的工具。即 复杂对象的某些属性复杂对象的某些属性值不单独存于数据库中值不单独存于数据库中,而是从它的子对象中提取或派而是从它的子对象中提取或派生。生。例如例如,一个多边形的位置坐标数据一个多边形的位置坐标数据,并不直接存于多边并不直接存于多边形文件中形文件中,而是存于弧段和节点文件中而是存于弧段和节点文件中,多边形文件仅多边形文件仅提供一种组

45、合对象的功能和机制提供一种组合对象的功能和机制,通过建立聚集对象通过建立聚集对象,借助于传播的工具可以得到多边形的位置信息。借助于传播的工具可以得到多边形的位置信息。*第二节第二节 土地信息系统数据模型土地信息系统数据模型v六、LIS中的面向对象模型从几何方面划分从几何方面划分,GIS的各种地物可抽象为点状地物、的各种地物可抽象为点状地物、线状地物、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物。线状地物、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物。每一种几何地物又可能由一些更简单的几何图形元素每一种几何地物又可能由一些更简单的几何图形元素构成。构成。*例如，一个面状地物是由周边弧段和中间面域组成例如，一个面状地物是由周边弧段和中间面域组成,弧段又涉及到节点和中间点坐标。或者说，节点的坐弧段又涉及到节点和中间点坐标。或者说，节点的坐标传播给弧段，弧段聚集成线状地物或面状地物，简标传播给弧段，弧段聚集成线状地物或面状地物，简单地物组成复杂地物。单地物组成复杂地物。*面向对象的属性数据模型面向对象的属性数据模型