环境GIS数据模型

目前，最为普遍的环境空间信息管理方法是混合模型方法，即图形数据由文件管理系统管理，而属性数据则由关系数据库管理，基于这种混合数据处理方式的G1S结构，称为双重结构。其典型代表有。这种系统结构的最大优点是： 属性数据的管理可以充分商业化数据库管理系统的功能且图形的处理与检索效率较高。

但是，图形和属性的硬性分离会带来许多问题：

（1）不利于空间査询。因为査询常常涉及空间实体的图形部分和属性部分。而这种模型只能分别对图形库和厲性库进行査询，然后将两者的结果组合在一起，这样势必降低査询效率。

（2）数据的整体一致性易遭到破坏。例如，实体在图形库中的部分可能已被删除，而对应的属性库部分却可能没有被删除。

（3）不利于分布式数据管理。因为图形数据独立于属性数据之外，自成—体，无法利用标准的数据库管理系统提供的分布式数据管理功能，而且在分布式数据库中，图形和属性的协调更加困难。

对于关系模型在空间数据处理中的不足之处，有人提出了2种新方法:一是扩展现有的关系模型，使其能容纳图形数据，并进行空间运算和査询，即扩展的关系模型;二是用新的数据模铟如面向对象的数据模型来取代关系模型。

扩展的关系模型就是在原有关系模型的基础上增加几何数据 类型和空间操作箅子，其中几何数据类型包括点、线、面等;空间操作算子包括距离、面积、相交、包含等。

像这样，用同一个数据库管理图形和属性，除了可以实现图形实体专题意义上的査询以外，还可以对数据进行集中控制,包括数据的完整性和一致性控制等，并充分利用数据库管理系统提供的功能，便于分布式数据管理，提高了系统的开放性，便于用户使用和二次开发。不过，扩展的关系模型虽然克服了关系模型的部分局限性，但仍然摆脱不了关系模式的束缚，如属性取值为不可再分的简单数据，不能处理复杂对象等。

面向对象模型的出现则开辟了新的道路。面向对象的数据模型是以面向对象概念为基础，支持复杂对象表示和操作的高层次抽象模型。它涉及4个抽象概念：即分类、概括、聚集和联合，以及继承和传播两个语义工具。面向对象的核心是抽象对象及其操作。面向对象的数据模型的思想，就是将图形和属性封装在一起，并由一个面向对象的数据库管理系统进行管理。其典型代表有ESR1公司的ArcSDE与Geodatabase。

从空间数据管理的角度来看，ArcSDE可看成是一个连续的空间数据模型，借助这一模型，可用RDB管理空间数据。在ArcSDE中，空间数据的管理和存储都是通过DBMS中的若千表(Table)来完成的，如图所示。

在RDBMS中融入空间数据后，ArcSDE可以提供对空间、非空间数据进行高效率操作的数据库服务。由于ArcSDE采用的是客户/#务器体系结构，大量用户可同时并发地对同一数据进行操作。ArcSDE提供了应用程序接口（API），开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到他们的应用工程中去。

Geodatabase是ArcInfo 8引入的一个全新的空间数据模型，是建立在DBMS之上的统一的、智能化的空间数据库。所谓“统一”，在于Geodatabase之前所有的空间数据模型 都不能在一个统一的模型框架下对GLS通常所处理和表达 的地理空间要素，如矢最、栅格、三维表面、网络、地址等进行统一的描述，而Geodatabase做到了这一点。所谓“智能化”，是指在Geodatabase模型中，地理空间要素的表达较之以往的模型更接近于 我们对现实事物对象的认识和表述方式。Geodatabase中引入了地理空间要素的行为、规则和关系，当处理Gcodatabase中的要素时，对其基本的行为和必须满足的规则，无需通过程序编码；对其特殊的行为和规则，可以通过要素扩展进行客户化定义，这是其他空间数据模型做不到的。