Coverage数据模型-拓扑
Coverage数据模型简介
• Coverage数据模型是第二代地理数据模型，也被称为地理相关模型（ Georelational Data Model）。它采用的是一种混合数据模型定义和 管理地理数据。Coverage也是ArcGIS中主要的矢量文件格式之一，用 其来表示矢量数据在实际应用中非常广泛。 • Coverage 是ArcInfo workstation 的原生数据格式。之所以称之为“ 基于文件夹的存储”，是因为在 windows资源管理器下，它的空间信 息和属性信息是分别存放在两个文件夹里，所有信息都以文件夹的形式 来存储。 • 空间信息以二进制文件的形式存储在独立的文件夹中，文件夹名称即为 该 coverage 名称，属性信息和拓扑数据则以 INFO表的形式存储。 Coverage将空间信息与属性信息结合起来，并存储要素间的拓扑关系 。
Shapefile数据模型简介
• 由于Shapefile 没有拓扑数据结构，因此在绘制速度和可编辑功能上明显 的优于其它数据格式，而且该数据数据格式一般只需要较少的硬盘空间 ，且更容易读写处理。 • 一个 shapefile是由若干个文件组成的，空间信息和属性信息分离存储， 所以称之为“基本文件”。其中必要的基本文件包括主文件(. shp)、索 引文件(. shx)和属性文件(. dbf)3 个文件。
Features 和 Feature Classes
• 建立在关系模型上
• 一个 feature 是一个空间对象
• 一个 feature 是一个 feature class 的实例 • 使用下列字段类型扩展关系模型 – 几何属性类型
字段类型
• geodatabase 支持 八种字段类型
关系类
• 对源类和目标类之间进行连接 – 通过关键字段建立关联 • 提供了: – 读/写 通路 – 内容参考 – 关系规则 – 支持版本
(1)点目标
Shapefile主文件实体信息的内容
(2)线目标
(3)面目标
Shapefile文件管理
• 几种常见的shapefile文件当使用ArcCatalog对shapefile进行创建、移 动、删除或重命名等操作，或使用ArcMap对shapefile 进行编辑时， ArcCatalog将自动维护数据的完整性，将所有文件同步改变。所以需要 使用 ArcCatalog 管理 shapefile。
据。
Shapefile数据模型-非拓扑
Shapefile数据模型简介
• Shapfile图形文件是ESRI ( Environmental Systems Research Institute) 公司提供的一种矢量数据格式， Shapefile图形文件存储了空 间地理要素的非拓扑几何信息以及属性信息，其中几何信息由一系列矢 量坐标组成。 • Shapefile可以支持点，线，面等图形要素的存储。
单个编辑用户 多个读用户
多个读、写用户
版本支持
无 （仅支持检入 / 检 出方式的复制）
无（仅支持检入 / 检出方 式的复制）
版本、复制、归档
Geodatabase数据
以personal geodatabase为例
Objects 和 Object Classes
• Objects 属性和行为的结合体。 • 一个 object 是 object class 的一个实例。 • object class 里的所有 object 对象拥有相同的属性和行为。 • 一个 object 可以通过 relationships 和另一个 object 对 象关联。
Shapefile数据
• shp存储几何要素的空间信息，即XY坐标，是一个直接存取，变量记录 长度文件，其中每个记录描述一个由一系列坐标点组成的图形。 • shx存储了有关.shp存储的索引信息，即shp中空间数据的存储方式， 主要包含坐标文件的索引信息，文件中每个记录包含对应的坐标文件 记录距离坐标文件的文件头的偏移量。通过索引文件可以很方便地在 坐标文件中定位到指定目标的坐标信息。（XY坐标的输入点在哪里， 有多少XY坐标对等信息） • dbf存储地理数据的属性信息的dBase表，表中每条记录包含了一个单 要素的信息。 • prj存储了文件的空间参考信息， 如坐标系统等。 • shp.xml这是对 shapefile 进行 元数据浏览后生成的 xml 元数据 文件 。 • sbn和sbx存储对shapefile的空间 索引，加速空间数据的读取。
ArcGIS Desktop
Enterprise Enterprise
Personal PersonalAccess Access File
File
Personal
Workgroup
Capacity Number of users
Geodatabase的分类
Personal GDB File GDB ArcSDE GDB (3 级)
源
目标
2-25
Geodatabase数据对象
Geodatabase拓扑关系处理的优势
• 一直以来,基于Coverage数据模型的拓扑关系处理是Arc/Info“标签式”的 著名功能, ArcGIS 8.3版在Geodatabase中引入了全新的拓扑关系管理机制 ,新的机制除了能够完全覆盖原有的功能以外,在如下几个方面具有明显的 优势: 1)用户可自行定义哪些要素类将受拓扑关系规则约束。 2)多个点、线、面要素类(层)可以同时受同一组拓扑关系规则约束。 3)提供了大量的拓扑关系规则(ArcGIS 9.0版提供27个,以后将提供更多)。 4)用户为自己的数据可以自行指定必要的拓扑关系规则。 5)拓扑关系及规则在工业标准的DBMS中进行管理,可支持多用户并发处理。 6)用户可以局部建立或检查拓扑关系以提高效率。
Geodatabase的分类
• Geodatabase可以分为三种，一种是基于 Microsoft Access 的personal geodatabase，另一种是file geodatabase,最后 一种是基于 Oracle、SQL Server、Informix 或者DB2 的 enterprise geodatabase，由于它需要中间件 ArcSDE 进行 连接，所以 enterprise geodatabase又称为 ArcSDE geodatabase。 ArcGIS Server
Geodatabase数据模型的优点
(1)关系型数据库功能强大，性能稳定，具有完备的工业标准，可以将 GIS看成是数据库技术的扩展，能够存储、管理和更新空间信息。 (2)统一的地理数据存储。所有地理数据均可集中存储和管理，并独立 于 关系型数据库的底层。 (3)Geodatabase允许多用户通过使用版本管理和长事务处理访问数据 库。多个用户可以读写同一个、共享的数据库。 (4)数据对象更加直观。包含与用户数据模型相应的数据对象，而不是 普通的点、线、面。 (5)支持智能化的要素、规则和关系。空间数据库数据模型支持对象 ( 数据库表中的行)和要素(有几何形状的对象)集合。空间数据库还支持高 级功能，例如几何和逻辑网络，真实曲线，复杂多边形和用户定义要素。 矢量数据现在可以有2维，3维或4维(x，y，z，m)。用户能定义拓扑、关 系和规则。所有这些都可以用菜单驱动的GUI做到，无需编程。
Shapefile、Coverage、 Geodatabase矢量数据模型简介
李 攀
内容
• 三种数据模型的发展史 • Shapefile数据模型
• Coverage数据模型
• Geodatabase数据模型 • 三种数据模型之间的转化
发展史
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在过去20年中，矢量数据模型是GIS中变化最大的方面。 例如，ESRI公司所开发每种新软件包都对应一种新的矢量数据模型， ArcView对应Shapefile；Arc/Info对应Coverage；ArcGIS对应 Geodatabase。 由于1990年代地理信息的迅速发展以及ArcView GIS 3.x软件在世界范围 内的推广，shapefile格式的数据使用非常广泛，数据来源也较多。 Coverage数据模型源于1981年ESRI公司推出的第一个商业GIS软件—— ArcInfo。此模型比Shapefile数据模型有了较大的改进。
Coverage数据模型的特点
除结点外,每个空间对象都是由更基本的对象组成;只有结点的坐标是被 实际存储的,其它复杂对象的坐标实际上是逻辑构成的,任一复杂对象能分 解为一组结点及其拓扑关系的定义;点、弧段、多边形坐标信息存储具有依 赖关系。 该模型的主要优点是：数据结构紧凑、拓扑关系明晰、系统中预先存储 的拓扑关系可以有效地提高系统在拓扑查询和网络分析方面的效率。 缺点：对单个地理实体的操作效率不高;难以表达复杂的地理实体;难以 实现快速查询和复杂的空间分析;局部更新困难,系统难以维护与扩充。
ArcCatalog 中进行。
Geodatabase数据模型-面向对象
Geodatabase数据模型简介
• ArcGIS推出新的面向对象的数据模型Geodatabase是将空间对象的属性 和行为结合起来的智能化地理数据模型。GIS数据集中的属性可以被赋予 自然行为，属性间的任何类型的关系都可以在Geodatabase中定义。 • 地理数据库(Geodatabase)是为了更好的管理和使用地理要素数据而按 照一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器。地理 数据库是按照层次性的数据对象来组织地理数据的，这些数据对象包括 对象类(Object classes)，要素类(Feature classes)和要素数据集 (feature dataset)。在该模型中，实体表示为具有属性、行为和关系的 对象;支持内建于系统中的各种不同的地理对象类型。这些对象类型包括 简单对象、地理要素、网络要素、注记要素以及其他更专业的要素类型 。该模型还允许用户定义对象间的关系，并通过规则来维护对象间的参 照和拓扑完整性。