空间数据库的设计要求

在讨论数据库的结构与设计方法之前，先介绍一下数据库设计的原则要求，以便在设计时心中有数，能根据用户要求、当前的经济技术条件和已有的软、硬件实践经验，来选择有效的、与之适应的设计方法与技术。

1.数据独立性

设计数据库时，首先要求保证数据独立性，做到系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化，尽量不影响应用程序和用户原有的应用。

2.减少数据冗余，提高共享程度

同一系统包含大量重复数据，不但浪费大量存储空间，还潜在有不一致的危险，即同一记录在不同文件中可能不一样 （如修改某个文件中某个数据而没有在另外的文件中作相应的修改）。因此，设计数据库时要消灭有害的数据冗余，提高数据的共享程度。但是，有时为了缩短访问时间或简化寻址方法，也人为地使用数据冗余技术；为了保证数据库的快速恢复，也需要不断地建立数据库的副本。所以，在设计数据库时，只能要求消除有害冗余，而不能要求去掉一切冗余数据。

3.用户与系统的接口简单

系统应具有很强的数据管理能力，能满足用户容易掌握、使用方便的要求。例如，使用髙级的非过程化的询问语言或简单的终端操作命令，为用户提供简单的逻辑数据结构；能适应批处理应用程序要求数据流量大、终端用户需要“响应时间”满足人机对话的要求、实时系统要求快速响应等的操作环境；具有处理非预期询问的功能等。

4.确保数据库系统的可靠、安全与完整

一个数据库系统的可靠性体现在它的软、硬件故障率小，运行可靠，出了故障时可以快速地恢复到可用状态；数据的安全性是指系统对数据的保护能力，即防止数据有意或无意地泄露，控制数据的授权访问，故在设计系统时必须增加各种安全措施，这已成为当前计箅机系统专家们专门研究的课题；完整性是保证数据库公共包含正确数据的问题，不正确的数据可能由有意或无意的错误操作产生，也可能由某些不符合实际情况的错误推导产生。总之，设计数据库时要求系统尽可能做到维护数据的完整性，目前的系统通常设置各种完整约束条件来解决这一问题。

5.应具有重新组织数据的能力

数据库系统通常把用户频繁访问的数据放在快速访问设备上（如磁鼓或磁盘），而把很少访问的数据保存在慢速访问设备中（如磁带），但数据访问的频繁程度并不是一成不变的；另外，数据库经过一段时间运行后，由于频繁的插入、删除操作，使原有的物理文件变得很乱，时空性能很差。为了适应数据访问频率的变化，提高系统性能，改善数据组织的零乱和时空性能差，都要及时有效地改变文件的结构或物理布局，即改变数据的存储结构或移动它们在数据库中的存储位置，这种改变称为数据的重新组织。现今设计的数据库系统总是周期地由系统自动来完成这个任务。

6.应充分注意系统的可修改与可扩充性

整个系统在结构和组织技术上应该是容易修改和扩充的。因为一个数据库通常不是一次而是逐步建立起来的。企业的操作数据常在不断地增加和扩充；另外，数据库的用户和应用也会不断地变化•所以在设计数据库时要考虑与未来应用接口的问题，不至于因为以后情况的变化而使整个数据库设计推倒重来或使已经建成的数据库系统不能正常工作。并且在修改和扩充系统后，不应影响有用户的使用方式，如不必修改和重写原有的应用程序。

7.应能充分描述数据间的内在联系

人们建立数据库，是想用数据反映客观事物及其间的联系。于是数据库系统必须有能力描述反映客观事物及其联系的复杂的数据逻辑结构，而不应使用那些不能充分反映事物内在联系的简单的数据结构。如道路与连接居民地之间是一种多对多的联系，不适合用树形结构表示；但地理空间、数据区、数据层、实体要素之间的联系用树形结构来表示是可以的。