Ⅰ 嵌入式實時資料庫的數據模型
嵌入式實時資料庫系統的關鍵是數據模型的確立，它決定了數據被訪問和操作的方式，應用程序的性能和可靠性也大部分取決於此。目前嵌入式環境下的資料庫系統多數採用了關系模型結構，這也是商用資料庫系統的數據模型，該模型結構是利用二維關系表來實現數據存儲，利用索引訪問和查詢數據，這種模型結構是建立在嚴格的數學基礎上的，結構簡單靈活，獨立性好，但在嵌入式環境下的內存開銷和數據冗餘較大，用戶必須對其進行優化，增加了開發資料庫系統的難度；有些嵌入式資料庫則採用了網狀模型結構，該模型通過指針來確定數據間的顯式連接關系，它比關系模型中利用冗餘數據和索引文件要節約大量的存儲空間，具有一定的數據獨立性和共享特性，運行效率較高，而且由於它避免了索引操作，比關系型
資料庫模式要節省存儲空間，數據操作速度也更快。但是這種模型結構比較復雜，尤其當嵌入式系統規模增大時，其資料庫的結構變得非常龐大，可能會影響到系統的實時性能。圖3所示的是在相同數目的記錄下，關系模型和網狀模型的系統開銷比較，從圖中可以看出，網狀模型因為避免了索引操作使得其開銷要小於關系模型。但是在實際應用中，應當根據實時系統的綜合性能選取資料庫模型，通常可採用網狀加關系或層次加關系的混合模型結構以彌補兩種結構之間的缺陷，如CENTURA公司的嵌入式實時資料庫RDM（Raima Database Management），它將網狀和關系模型的優點結合起來，避免了不必要的索引開銷，顯著地減少系統存儲空間、I/O操作和CPU周期，由於其快速而且可靠性高的特點，廣泛應用於許多嵌入式產品中。
Ⅱ 空間資料庫的數據模型有哪幾種
目前在空間資料庫領域，常用的數據模型有：1、層次模型 2、網路模型 3、關系模型 4、面向對象模型
Ⅲ 試述數據模型的概念、數據模型的作用和數據模型的三個要素。
模型是對現實世界的抽象。在資料庫技術中，表示實體類型及實體類型間聯系的模型稱為「數據模型」。
數據模型是資料庫管理的教學形式框架，是用來描述一組數據的概念和定義，包括三個方面：
1、概念數據模型（Conceptual Data Model）：這是面向資料庫用戶的實現世界的數據模型，主要用來描述世界的概念化結構，它使資料庫的設計人員在設計的初始階段，擺脫計算機系統及DBMS的具體技術問題，集中精力分析數據以及數據之間的聯系等，與具體的DBMS無關。概念數據模型必須換成邏輯數據模型，才能在DBMS中實現。
2、邏輯數據模型（Logixal Data Model）:這是用戶從資料庫所看到的數據模型，是具體的DBMS所支持的數據模型，如網狀數據模型、層次數據模型等等。此模型既要面向擁護，又要面向系統。
3、物理數據模型（Physical Data Model）:這是描述數據在儲存介質上的組織結構的數據模型，它不但與具體的DBMS有關，而且還與操作系統和硬體有關。每一種邏輯數據模型在實現時都有起對應的物理數據模型。DBMS為了保證其獨立性與可移植性，大部分物理數據模型的實現工作又系統自動完成，而設計者只設計索引、聚集等特殊結構。
數據模型的三要素：
一般而言，數據模型是嚴格定義的一組概念的集合，這些概念精確地描述了系統的靜態特徵（數據結構）、動態特徵（數據操作）和完整性約束條件，這就是數據模型的三要素。
1。 數據結構
數據結構是所研究的對象類型的集合。這些對象是資料庫的組成成分，數據結構指對象和對象間聯系的表達和實現，是對系統靜態特徵的描述，包括兩個方面：
（1）數據本身：類型、內容、性質。例如關系模型中的域、屬性、關系等。
（2）數據之間的聯系：數據之間是如何相互關聯的，例如關系模型中的主碼、外碼聯系等。
2 。數據操作
對資料庫中對象的實例允許執行的操作集合，主要指檢索和更新（插入、刪除、修改）兩類操作。數據模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規則（如優先順序）以及實現操作的語言。數據操作是對系統動態特性的描述。
3 。數據完整性約束
數據完整性約束是一組完整性規則的集合，規定資料庫狀態及狀態變化所應滿足的條件，以保證數據的正確性、有效性和相容性。
Ⅳ 數據模型的作用是什麼
來源一：空間數據模型是關於現實世界中空間實體及其相互間聯系的概念,它為描述空間數據的組織和設計空間資料庫模式提供著基本方法.因此,對空間數據模型的認識和研究在設計GIS空間資料庫和發展新一代GIS系統的過程中起著舉足輕重的作用.
《地理信息系統——原理、方法和應用》鄔倫等編著,第48頁.
來源二：為了能夠利用地理信息系統工具來解決現實世界中的問題,首先必須將復雜的地理事物和現象抽象到計算機中進行表示、處理和分析,其結果就是空間數據模型.
空間數據模型可分為：
1、概念模型（分三種：1：場模型：用於描述空間中連續分布的現象；2：對象模型：用於描述各種空間地物；3：網路模型：可以模擬現實世界中的各種網路）
2、邏輯數據模型（常用的分：矢量數據模型,柵格數據模型和面向對象數據模型等）
3、物理數據模型（物理數據模型是指概念數據模型在計算機內部具體的存儲形式和操作機制,即在物理磁碟上如何存放和存取,是系統抽象的最底層.）
《地理信息系統教程》湯國安等編,第62頁.
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Ⅳ 資料庫概念模型
一、航空物探資料庫定位
資料庫是信息系統的基礎和核心,把大量的數據信息按一定的模型組織起來存儲在資料庫中,提供數據維護、數據檢索等功能,使信息系統能方便、及時、准確地從資料庫中獲得所需的信息。因此,資料庫結構設計是信息系統開發的重中之重。
經分析航空物探數據具有空間性、海量性、多源性和多尺度的特點,這說明航空物探數據具有典型的空間數據的特點,可以採用空間數據管理方式進行管理。
ESRI公司的Geodatabase(空間資料庫)是採用標准關系資料庫技術來表現地理信息的面向對象的高級GIS數據模型,是建立在DBMS之上的統一的、智能化的空間數據模型,是以一組相關聯的表來表達地理要素之間關系、有效性規則和值域。對於多源、海量的航空物探數據,Geodatabase能在一個統一的模型框架下很好地解決多源數據一體化存儲的問題,和採用標准關系資料庫技術來表現海量航空物探數據的地理信息特性。Geoda-tabase引入了地理空間實體的行為、有效性規則和關系,在處理Geodatabase中對象時,對象的基本行為和必須滿足的規則無需通過程序編碼實現,只需根據需要擴展其有效性規則(Geodatabase面向對象的智能化特性),即可支持航空物探數據模型擴展的需要。
因此,航空物探資料庫是空間資料庫,在航空物探資料庫建模過程中,以空間數據建模為主導,統領屬性數據建模。
二、統一空間坐標框架
為了用數學語言描述地球,人們用規則的幾何形體來替代地球表面,從地球自然表面、大地水準面、旋轉橢球面直到用簡單數學函數表達的參考橢球體,以便通過地圖投影將三維曲面轉化成二維平面。由於地球表面不同地區的地形起伏差異很大,採用單一橢球體勢必會造成某地區的誤差小而其他地區誤差很大的結果。因此,在20世紀初不同國家或地區先後採用了逼近本國或本地區地球表面的橢球體,如中國的克拉索夫斯基橢球體,美國的海福特橢球體、英國的克拉克橢球體等。這又造成了目前世界各國的地理信息空間坐標框架不統一,空間數據信息難以共享被動局面。為此,在實現數字地球計劃中,必須規范和統一世界上不同國家和地區的地球參考橢球體。
在小區域表達地球表面時,通常採用平面的方式,即投影坐標系統。如何科學地選擇投影坐標,一般要根據具體的地學應用、地理區域和范圍、比例尺條件等因素來確定,不同的國家有著不同的規定。
通過對航空物探數據的坐標系統進行分析可知,航空物探圖件的坐標框架與國家對基本比例尺制圖的規定相一致,即小比例尺編圖採用Lambert雙標准緯線等角圓錐投影;中比例尺採用Gauss6°帶的分帶投影;大比例尺採用Gauss3°帶的分帶投影(表2-1);對於低緯度的海上作業區通常採用Mecator等角圓柱投影。地球橢球體分別採用1954北京坐標系的Krassovsky橢球參數、WGS84橢球參數和未來的國家2000坐標系的橢球參數。
表2-1 航空物探地理坐標數據的投影方式
傳統的航空物探數據是按測區管理的,根據測區的測量比例尺來確定相應的坐標框架;因此,勘探目標不同的測區測量比例尺是不一致的,地坐標框架也不同。航空物探資料庫要將不同測區、不同比例尺、不同坐標框架的數據集中管理和可視表達,若沒有統一的空間坐標框架,就不可能正確地表達全國航空物探數據。所以,面對如此復雜的多坐標框架的航空物探數據,如何確定科學合理的空間坐標框架,將全國的航空物探數據整合到統一的空間參考框架下,實現數據的統一存儲和數據間無縫拼接,是航空物探資料庫建設的關鍵所在,是組織和管理多維、多格式、大跨度、跨平台的航空物探數據和多目標數字制圖的數學基礎。
統一的空間坐標框架必須支持我國領土覆蓋的海域和陸域航空物探數據的存儲和表達。我國領土東西跨度達70°,南北達55°,顯然採用任何投影坐標系都是不合適的。Gauss6°投影適合6°帶內空間數據表達,若全國航物探數據採用6°分帶表達,在高緯度地區會造成6°帶間數據裂縫問題;Lambert投影可滿足數據的無縫表達,但對大比例尺數據變形較大,無法滿足數據制圖的精度要求;Mecator投影也可滿足數據的無縫表達,低緯度地區也能滿足大比例尺數據制圖的精度要求,但在我國中高緯度區存在著嚴重變形問題。所以,航空物探數據模型採用地理坐標(無投影,圖2-1)格式存放,可根據實際應用的需要將航空物探數據變換到任何方式的投影坐標系統。
航空物探資料庫模型採用Beijing_1954地理坐標系,相關參數如下:
角度單位:°(0.017453292519943299rad)
零經線:格林尼治(0.000000000000000000)
基準:D_Beijing_1954
橢球:Krasovsky_1940
長軸半徑:6378245.000m
短軸半徑:6356863.019m
建立統一坐標框架是空間資料庫建設的一項基礎性工作,採用Beijing_1954地理坐標系作為航空物探資料庫統一空間坐標框架具有以下優點。
圖2-1 統一空間坐標框架示意圖
(一)無縫空間數據存儲
統一空間坐標框架解決了復雜的航空物探數據的坐標系統、投影、比例尺等不統一的問題,實現同一性質的物探數據在同一個主題中進行管理。如全國的航磁異常數據可放在一個圖層上進行管理。
(二)適合多尺度表達
按測區管理的多尺度、多框架的航空物探數據是處於一個相對坐標系統中,各個測區間相對位置關系會發生錯位。採用統一的Beijing_1954地理坐標框架,恢復了各測區間正確的位置關系,實現不同尺度數據的集成和正確表達,易於多源異構空間數據的融合。
(三)大區域數據集成
我國海陸面積近1300×104km2,地域跨度較大。在進行小比例尺的航空物探編圖時,需要選用與之相適應的投影坐標;在陸地和海域進行大比例尺制圖時,同樣需要選用合適投影系統。航空物探制圖的實踐也證明了這一點。1995年6月由中國、加拿大、美國、愛爾蘭和俄羅斯等國科學家共同編制的1:1000萬歐亞東北地區磁異常與大地構造圖,採用橫軸Mercator投影。中心編制的1:500萬全國航磁圖採用Lambert投影。2008年,由中國和吉爾吉斯斯坦科學家編制的1:100萬中吉天山金屬礦產成礦規律圖,採用Lambert投影,將兩個國家不同時期、不同尺度的數據進行了有效的集成,是地質、地球物理等綜合應用的典範。
隨著航空物探數據應用領域的不斷擴展,陸地、海域,甚至於洲際和全球航空物探數據的整體表達都需對坐標投影提出要求。採用統一的地理坐標框架的航空物探數據非常容易變換到指定的投影坐標框架,滿足多樣化的制圖要求。
三、要素類和對象類的劃分
Geodatabase空間資料庫模型結構(圖2-2)分為空間資料庫、要素數據集(Feature dataset)、要素類(Feature classes)、要素(Feature)4個層次。為了建立航空物探Geoda-tabase空間數據模型,我們依據Geodatabase模型關於要素類和對象類的劃分原則,結合相關的國家標准和地球物理行業標准,制定了《航空物探數據要素類和對象類劃分標准》,對航空物探數據進行數據分類。
圖2-2 空間資料庫模型結構
1)按照航空物探數據的空間特徵,將其劃分為5個要素數據集,即勘查項目概況要素數據集、基礎數據要素數據集、異常要素數據集、解釋要素數據集和評價要素數據集。
2)根據航空物探測量方法、數據處理過程以及推斷解釋方法和過程,進一步把航空物探數據劃分為若干要素類和對象類,定義了要素類的主題特徵和表達方式,確定子類和屬性域;定義對象類的結構和聯接欄位,建立了關系類。
3)定義要素類的內容、欄位名稱和存儲結構。在航空物探數據採集過程中,不同類型的數據采樣率不同,坐標數據采樣2次/s,重力場數據采樣2次/s,磁場數據采樣10次/s,這就造成了場值數據與坐標數據無法一一對應問題。若按場值數據采樣率內插坐標數據,將導致數據量成倍增長;若按坐標數據采樣率抽稀場值數據,將降低航空物探測量對地質體的分辨能力,影響測量效果。在綜合分析航空物探數據應用基礎上,提出了採用要素數據與屬性數據分置的方式,將測線坐標數據與地球物理場數據分離,分別建立獨立共享的航跡線數據要素類模型,磁場、重力場等數據對象類模型(圖2-3),很好地解決了航空物探數據的存儲問題。
圖2-3 要素數據與屬性數據分置示意圖
採用要素數據與屬性數據分置方式,不僅是基於航空物探數據屬性數據的多源性、不同采樣頻率等特點的考慮,還考慮到數據的綜合查詢和檢索的速度,特別是通過ArcSDE訪問空間資料庫的效率的問題。再者,對於大部分用戶來說,需求是屬性數據的綜合應用,因此在資料庫建模過程中,將屬性數據採用對象類的方式進行管理,不但提高了空間數據的操作能力,同時在ArcSDE的配置上採用直接訪問資料庫(對象類)方式,並且加快了數據查詢和統計的速度。
四、資料庫概念模型
用戶需求是資料庫建設的約束條件之一。航空物探數據的空間特性決定航空物探資料庫必須是空間資料庫,採用資料庫管理數據,利用GIS技術提供可視化服務,這是各個層次用戶的一致要求。因此,我們從現實世界出發,對航空物探數據的多源性、多尺度和不同采樣等問題進行了描述,提出了解決方案。此方案是不依賴於任何具體的硬體環境和資料庫管理系統(DBMS),建立了客觀反映現實世界的航空物探資料庫概念模型,把用戶需要管理的信息統一到整體概念結構中,表達了用戶需要。
在全面分析航空物探業務流程和數據流程,以及航空物探數據特性的基礎上,按照《航空物探數據要素類和對象類劃分標准》,以及空間實體點、線、面要素特徵的基本原則,對航空物探資料庫所涉及的實體進行歸類,劃分成12個主題。根據空間數據分主題表達的特點和航空物探空間數據坐標框架的定義,確定航空物探資料庫空間數據概念模型,明確各個主題的用途、數據來源、表達方式、空間參考、比例尺和精度等內容,按照ArcGIS定義空間資料庫的數據分層表達方式(圖2-4),完成航空物探資料庫概念模型設計(圖2-5)。
圖2-4 航空物探資料庫空間數據分層模型
圖2-5 航空物探資料庫空間數據概念模型
Ⅵ Geodatabse 空間資料庫模型的特點是什麼
1、空間參考。Geodatabse在要素類和數據集中對空間參考信息進行了完整的定義。
2、表定義。Geodatabse空間幾何數據與屬性數據保存在同一個表（要素類）中。
3、拓撲規則。Geodatabse的拓撲關系管理機制在以下幾個方面有明顯的優勢：
1） 用戶可以自行定義哪些要素類將手拓撲關系規則約束。
2） 多個點、線、面要素類（層）可以同時受同一組拓撲關系規則約束。
3） 提供了大量的拓撲關系規則。
4） 用戶為自己的數據可以自行指定必要的拓撲關系約束規則。
5） 拓撲關系及規則是在符合工業標準的DMBS（數據管理系統）中進行的，可以多用戶並發處理。
6） 用戶可以局部建立或檢查拓撲關系，以提高生產率。
4、可以表達復雜的地理要素（如，河流網路、電線桿等）。
Ⅶ 數據模型的作用及三要素是什麼
數據模型三要素是數據結構、數據操作、數據約束。
1、數據結構
是計算機存儲、組織數據的方式。數據結構是指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合,即帶「結構」的數據元素的集合。。通常情況下，精心選擇的數據結構可以帶來更高的運行或者存儲效率。數據結構往往同高效的檢索演算法和索引技術有關。
2、數據操作
數據模型中數據操作主要描述在相應的數據結構上的操作類型和操作方式。它是操作算符的集合，包括若干操作和推理規則，用以對目標類型的有效實例所組成的資料庫進行操作。
3、數據約束
數據模型中的數據約束主要描述數據結構內數據間的語法、詞義聯系、他們之間的制約和依存關系，以及數據動態變化的規則，以保證數據的正確、有效和相容。它是完整性規則的集合，用以限定符合數據模型的資料庫狀態，以及狀態的變化。
(7)空間資料庫的實時數據模型擴展閱讀：
數據模型按不同的應用層次分成三種類型：
1、概念模型
一種面向用戶、面向客觀世界的模型，主要用來描述世界的概念化結構，它是資料庫的設計人員在設計的初始階段，擺脫計算機系統及DBMS的具體技術問題，集中精力分析數據以及數據之間的聯系等。
2、邏輯模型
一種面向資料庫系統的模型，具體的DBMS所支持的數據模型。此模型既要面向用戶，又要面向系統，主要用於資料庫管理系統（DBMS）的實現。
3、物理模型
一種面向計算機物理表示的模型，描述了數據在儲存介質上的組織結構。每一種邏輯數據模型在實現時都有其對應的物理數據模型。DBMS為了保證其獨立性與可移植性，大部分物理數據模型的實現工作由系統自動完成。
Ⅷ 什麼是空間數據模型 他對GIS技術及其應用有何重要性
來源一：空間數據模型是關於現實世界中空間實體及其相互間聯系的概念，它為描述空間數據的組織和設計空間資料庫模式提供著基本方法。因此，對空間數據模型的認識和研究在設計GIS空間資料庫和發展新一代GIS系統的過程中起著舉足輕重的作用。
《地理信息系統——原理、方法和應用》鄔倫等編著，第48頁。
來源二：為了能夠利用地理信息系統工具來解決現實世界中的問題，首先必須將復雜的地理事物和現象抽象到計算機中進行表示、處理和分析，其結果就是空間數據模型。
空間數據模型可分為：
1、概念模型（分三種：1：場模型：用於描述空間中連續分布的現象；2：對象模型：用於描述各種空間地物；3：網路模型：可以模擬現實世界中的各種網路）
2、邏輯數據模型（常用的分：矢量數據模型，柵格數據模型和面向對象數據模型等）
3、物理數據模型（物理數據模型是指概念數據模型在計算機內部具體的存儲形式和操作機制，即在物理磁碟上如何存放和存取，是系統抽象的最底層。）
《地理信息系統教程》湯國安等編，第62頁。
順：考研加油~
Ⅸ 什麼是地理空間數據模型他對GIS技術及其應用有和重要性
來源一：空間數據模型是關於現實世界中空間實體及其相互間聯系的概念，它為描述空間數據的組織和設計空間資料庫模式提供著基本方法。因此，對空間數據模型的認識和研究在設計GIS空間資料庫和發展新一代GIS系統的過程中起著舉足輕重的作用。
《地理信息系統——原理、方法和應用》鄔倫等編著，第48頁。
來源二：為了能夠利用地理信息系統工具來解決現實世界中的問題，首先必須將復雜的地理事物和現象抽象到計算機中進行表示、處理和分析，其結果就是空間數據模型。
空間數據模型可分為：
1、概念模型（分三種：
1：場模型：用於描述空間中連續分布的現象；
2：對象模型：用於描述各種空間地物；
3：網路模型：可以模擬現實世界中的各種網路）
2、邏輯數據模型（常用的分：矢量數據模型，柵格數據模型和面向對象數據模型等）
3、物理數據模型（物理數據模型是指概念數據模型在計算機內部具體的存儲形式和操作機制，即在物理磁碟上如何存放和存取，是系統抽象的最底層。）
《地理信息系統教程》湯國安等編，第62頁。
順：考研加油~
Ⅹ 數據模型三要素是什麼
數據模型的三要素：【數據結構】、【數據操作】、【數據的完整性約束】
1）：數據結構，就是前面說的數據在數據區中的存儲結構，在關系模型中就是採用的關系模型了，就是「二維表」的形式
2）：數據操作，指的是對數據的一些操作，包括查詢、刪除、更新、插入等等
3）：數據的完整性約束：就是對所存數據的約束規則，有實體完整性、參照完整性等等，就是取值唯一、不能為空等一系列操作
希望可以幫你