目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 基本概念 1
1.1.1 數(shù)據(jù)與信息 1
1.1.2 空間數(shù)據(jù) 2
1.1.3 數(shù)據(jù)庫 3
1.1.4 空間數(shù)據(jù)庫 4
1.2 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 4
1.2.1 計算機硬件系統(tǒng) 5
1.2.2 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 5
1.2.3 空間數(shù)據(jù)庫中的主要數(shù)據(jù)類型 6
1.2.4 人員 7
1.3 空間數(shù)據(jù)管理方式 7
1.3.1 文件管理方式 7
1.3.2 文件與關系數(shù)據(jù)庫混合管理方式 8
1.3.3 全關系型數(shù)據(jù)庫管理方式 9
1.3.4 基于空間數(shù)據(jù)庫引擎的管理方式 10
1.3.5 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理方式 11
1.3.6 對象關系數(shù)據(jù)庫管理方式 11
1.4 空間數(shù)據(jù)庫與相關學科 12
1.4.1 空間數(shù)據(jù)庫與計算機科學 12
1.4.2 空間數(shù)據(jù)庫與測繪學 13
1.4.3 空間數(shù)據(jù)庫與遙感技術 13
1.4.4 空間數(shù)據(jù)庫與地理學 13
1.4.5 空間數(shù)據(jù)庫與人工智能 14
1.5 空間數(shù)據(jù)庫的主要研究領域 14
1.5.1 地理空間認知 14
1.5.2 空間數(shù)據(jù)組織 15
1.5.3 空間數(shù)據(jù)管理方式 15
1.5.4 空間數(shù)據(jù)庫設計和維護 15
1.5.5 空間數(shù)據(jù)共享與安全 16
第2章 空間對象及其關系的表達 17
2.1 地理空間認知 17
2.1.1 地理空間認知過程 17
2.1.2 地理空間認知模型 18
2.2 空間關系 20
2.2.1 空間關系的定義及分類 20
2.2.2 拓撲關系表達 21
2.2.3 順序空間關系表達 27
2.2.4 度量關系表達 33
2.3 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 34
2.3.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 35
2.3.2 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 35
2.3.3 矢量柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 37
2.4 空間數(shù)據(jù)編碼 37
2.4.1 屬性數(shù)據(jù)編碼 38
2.4.2 幾何數(shù)據(jù)編碼 39
第3章 數(shù)據(jù)庫模型 47
3.1 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)模型 47
3.1.1 概念數(shù)據(jù)模型 48
3.1.2 邏輯數(shù)據(jù)模型 48
3.1.3 物理數(shù)據(jù)模型 49
3.2 概念數(shù)據(jù)模型 49
3.2.1 概念數(shù)據(jù)模型的基本概念 49
3.2.2 實體-聯(lián)系數(shù)據(jù)模型 51
3.3 層次數(shù)據(jù)模型 54
3.3.1 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 54
3.3.2 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作和完整性約束 55
3.3.3 層次數(shù)據(jù)模型的存儲方法 56
3.3.4 層次數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點 57
3.4 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型 57
3.4.1 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 57
3.4.2 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作和完整性約束 58
3.4.3 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲方法 59
3.4.4 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點 60
3.5 關系數(shù)據(jù)模型 61
3.5.1 關系數(shù)據(jù)模型的基本概念 61
3.5.2 關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 61
3.5.3 關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作和完整性約束 63
3.5.4 關系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點 64
3.6 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 65
3.6.1 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型概述 66
3.6.2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 66
3.6.3 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作和完整性約束 66
3.6.4 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點 66
第4章 全關系型數(shù)據(jù)庫管理技術 68
4.1 數(shù)據(jù)庫訪問接口 68
4.1.1 數(shù)據(jù)庫訪問接口概述 68
4.1.2 ODBC 概述 69
4.1.3 DAO 概述 70
4.1.4 RDO 概述 72
4.1.5 OLE DB 概述 73
4.1.6 ADO 概述 73
4.1.7 ADO.NET 概述 75
4.1.8 基于ADO.NET 的數(shù)據(jù)庫訪問實例 76
4.2 基于二進制大對象的空間數(shù)據(jù)管理 78
4.2.1 二進制大對象概述 78
4.2.2 基于SQL Server 二進制大對象的空間數(shù)據(jù)管理 79
4.3 基于關系模式的空間數(shù)據(jù)管理 83
4.3.1 面向空間數(shù)據(jù)的關系存儲模式 83
4.3.2 基于關系存儲模式的優(yōu)缺點 84
第5章 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理技術 86
5.1 基本概念 86
5.2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)介紹 90
5.3 基于db4o 的空間數(shù)據(jù)管理 92
第6章 對象關系數(shù)據(jù)庫管理技術 98
6.1 對象關系數(shù)據(jù)庫概述 98
6.1.1 概述 98
6.1.2 對象關系數(shù)據(jù)模型的主要內(nèi)容 99
6.2 自定義數(shù)據(jù)類型和函數(shù) 100
6.2.1 自定義數(shù)據(jù)類型 100
6.2.2 自定義函數(shù) 101
6.3 基于幾何類型的空間數(shù)據(jù)管理 103
6.3.1 基于幾何類型的空間數(shù)據(jù)管理概述 103
6.3.2 基于Oracle Spatial 的空間數(shù)據(jù)管理 103
6.3.3 基于SQL Server 的空間數(shù)據(jù)管理 104
6.3.4 基于PostGIS 的空間數(shù)據(jù)管理 107
第7章 空間數(shù)據(jù)庫引擎 109
7.1 空間數(shù)據(jù)庫引擎概述 109
7.2 常用的空間數(shù)據(jù)庫引擎 111
7.2.1 MapGIS SDE 和MapGIS DataStore 介紹 111
7.2.2 SuperMap SDX+介紹 111
7.2.3 ArcSDE 介紹 112
7.3 基于ArcSDE 的空間數(shù)據(jù)管理實例 114
7.3.1 基于ArcSDE 的空間數(shù)據(jù)導入 114
7.3.2 基于ArcEngine 和C#通過ArcSDE 連接數(shù)據(jù)庫 116
第8章 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 119
8.1 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu) 119
8.2 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 120
8.2.1 應用層 120
8.2.2 語言翻譯處理層 121
8.2.3 數(shù)據(jù)存取層 121
8.2.4 數(shù)據(jù)存儲層 122
8.3 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu) 123
8.3.1 三級模式和兩級映像 123
8.3.2 模式 123
8.3.3 外模式 124
8.3.4 內(nèi)模式 124
8.3.5 外模式/模式映像 124
8.3.6 模式/內(nèi)模式映像 125
8.4 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu) 125
8.4.1 集中式結(jié)構(gòu) 125
8.4.2 分布式結(jié)構(gòu) 126
8.4.3 客戶機/服務器結(jié)構(gòu) 127
8.4.4 瀏覽器/服務器結(jié)構(gòu) 129
8.4.5 并行結(jié)構(gòu) 130
第9章 空間數(shù)據(jù)索引 132
9.1 索引概述 132
9.1.1 索引的概念 132
9.1.2 B 樹索引 133
9.1.3 B+樹索引 134
9.1.4 B*樹索引 135
9.1.5 哈希索引 135
9.2 空間數(shù)據(jù)索引概述 139
9.3 實體范圍索引 140
9.3.1 實體范圍索引的概念 140
9.3.2 實體范圍索引的基本操作算法 141
9.3.3 實體范圍索引的算法評價 141
9.4 網(wǎng)格索引 141
9.4.1 網(wǎng)格索引的概念 141
9.4.2 網(wǎng)格索引的基本操作算法 142
9.4.3 網(wǎng)格索引的算法評價 143
9.5 基于二叉查找樹的空間索引 143
9.5.1 KD 樹索引 143
9.5.2 KDB 樹索引 146
9.5.3 BSP 樹索引 147
9.6 四叉樹索引 148
9.6.1 四叉樹索引的概念 148
9.6.2 改進的四叉樹索引的基本操作算法 150
9.6.3 四叉樹索引的算法評價 150
9.7 R 樹索引 150
9.7.1 R 樹索引的概念 150
9.7.2 R 樹的基本操作算法 152
9.7.3 R 樹的算法評價 152
9.8 R+樹索引 153
9.8.1 R+樹的特點 153
9.8.2 R+樹的基本操作算法 154
9.8.3 R+樹的算法評價 154
9.9 R*樹索引 155
9.9.1 R*樹的特點 155
9.9.2 R*樹的算法評價 156
9.10 CELL 樹索引 156
9.11 GiST 樹索引 157
9.12 基于Hilbert 曲線的空間索引 158
9.12.1 空間填充曲線概述 158
9.12.2 Hilbert 曲線簡介 158
9.12.3 Hilbert R 樹 159
第10章 空間數(shù)據(jù)庫設計 161
10.1 空間數(shù)據(jù)庫設計概述 161
10.2 需求分析 164
10.2.1 需求分析的任務 164
10.2.2 需求分析的方法 166
10.2.3 數(shù)據(jù)字典 166
10.3 概念結(jié)構(gòu)設計 168
10.3.1 概念結(jié)構(gòu)設計概述 168
10.3.2 基本E-R 圖設計 169
10.4 邏輯結(jié)構(gòu)設計 173
10.4.1 邏輯結(jié)構(gòu)設計目標 173
10.4.2 關系數(shù)據(jù)庫邏輯設計過程 174
10.5 物理結(jié)構(gòu)設計 176
10.5.1 物理結(jié)構(gòu)設計目標 176
10.5.2 物理結(jié)構(gòu)設計的內(nèi)容和方法 177
10.5.3 確定數(shù)據(jù)的存取方法 177
10.5.4 確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu) 179
10.6 數(shù)據(jù)庫的實施 180
10.7 數(shù)據(jù)庫的運行和維護 182
第11章 空間數(shù)據(jù)庫發(fā)展趨勢 183
11.1 智能數(shù)據(jù)庫 183
11.1.1 主動數(shù)據(jù)庫 183
11.1.2 空間數(shù)據(jù)倉庫 184
11.2 時空數(shù)據(jù)庫 187
11.2.1 時空數(shù)據(jù)模型 187
11.2.2 時空數(shù)據(jù)索引 191
11.2.3 時空數(shù)據(jù)查詢 191
11.3 實時數(shù)據(jù)庫 192
11.3.1 實時數(shù)據(jù)庫的特征 192
11.3.2 實時事務調(diào)度 194
11.3.3 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術 195
11.4 開源數(shù)據(jù)庫 196
11.4.1 MySQL 簡介 196
11.4.2 PostgreSQL 簡介 198
11.5 非關系型數(shù)據(jù)庫 200
11.5.1 基于鍵值對存儲的數(shù)據(jù)庫 200
11.5.2 基于列存儲的數(shù)據(jù)庫 201
11.5.3 文檔型數(shù)據(jù)庫 201
11.5.4 圖形數(shù)據(jù)庫 202
主要參考文獻 204