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物理模型設計

發布時間: 2021-08-13 03:06:12

『壹』 什麼是系統分析和系統設計中的邏輯模型和物理模型

如果是軟體開發方面的物理模型應該是:通過分析現實世界,理解當前系統的運行過程,用一個具體
化的模型模擬、了解當前系統的組織結構、資源利用情況和日常數據處理過程,這一模型稱為當前系統的物理模型。合理的物理模型應該客觀反映現實世界的實際情況。這是軟體開發計劃中較重要的一步,也是軟體需要分析中的第一步
邏輯模型:在理解當前系統的具體運行過程後,從個體的細節中抽象出本質的過程模型,即當前系統的邏輯模型

『貳』 物理模型數學模型概念模型區別

一、特徵上的區別:

1、物理模型

以實物或畫圖形式直觀的表達認識對象的特徵

在數據倉庫項目中,物理模型設計和業務模型設計象兩個輪子一樣有力地支撐著數據倉庫的實施,兩者並行不悖,缺一不可。

實際上,這有意地擴大了物理模型和業務模型的內涵和外延,因為,在這里物理模型不僅僅是數據的存儲,而且也包含了數據倉庫項目實施的方法論、資源以及軟硬體選型,而業務模型不僅僅是主題模型的確立,也包含了企業的發展戰略,行業模本等等更多的內容。

物理模型就像大廈的基礎架構,就是通用的業界標准,無論是一座摩天大廈也好,還是茅草房也好,在架構師的眼裡,他只是一所建築,地基—層層建築—封頂,這樣的工序一樣也不能少,關繫到住戶的安全,房屋的建築質量也必須得以保證,唯一的區別是建築的材料,地基是採用鋼筋水泥還是石頭,牆壁採用木質還是鋼筋水泥或是磚頭;

當然材料和建築細節還是會有區別的,視用戶給出的成本而定;還有不可忽視的一點是,數據倉庫的數據從幾百GB到幾十TB不等,面對如此大的數據管理,無論支撐這些數據的RDBMS(關系資料庫)多麼強大,仍不可避免地要考慮資料庫的物理設計。

2、概念模型

概念數據模型是面向用戶、面向現實世界的數據模型,是與DBMS無關的。它主要用來描述一個單位的概念化結構。採用概念數據模型,資料庫設計人員可以在設計的開始階段,把主要精力用於了解和描述現實世界上,而把涉及DBMS的一些技術性的問題推遲到設計階段去考慮。

3、數學模型

(1)評價問題抽象化和模擬化;

(2)各參數是由與評價對象有關的因素構成的。

(3)要表明各有關因素之間的關系。

二、分類上的區別:

1、物理模型

中學物理模型一般可分三類:物質模型、狀態模型、過程模型。

(1)物質模型

物質可分為實體物質和場物質。

實體物質模型有力學中的質點、輕質彈簧、彈性小球等;電磁學中的點電荷、平行板電容器、密繞螺線管等;氣體性質中的理想氣體;光學中的薄透鏡、均勻介質等。

場物質模型有如勻強電場、勻強磁場等都是空間場物質的模型。

(2)狀態模型

研究流體力學時,流體的穩恆流動(狀態);研究理想氣體時,氣體的平衡態;研究原子物理時,原子所處的基態和激發態等都屬於狀態模型。

(3)過程模型

在研究質點運動時,如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動等;在研究理想氣體狀態變化時,如等溫變化、等壓變化、等容變化、絕熱變化等;還有一些物理量的均勻變化的過程,如某勻強磁場的磁感應強度均勻減小、均勻增加等;非均勻變化的過程,如汽車突然停止都屬於理想的過程模型。

模型是對實際問題的抽象,每一個模型的建立都有一定的條件和使用范圍。學生在學習和應用模型解決問題時,要弄清模型的使用條件,要根據實際情況加以運用。

比如一列火車的運行,能否看成質點,就要根據質點的概念和要研究的火車運動情況而定,在研究火車過橋所需時間時,火車的長度相對於橋長來說,一般不能忽略,所以不能看成質點;在研究火車從北京到上海所需的時間時,火車的長度遠遠小於北京到上海的距離,可忽略不記,因此火車就可以看成為質點。

2、概念模型

原理上來說,並沒有具體的分類。

3、數學模型

(1)精確型:內涵和外延非常分明,可以用精確數學表達。

(2)模糊型:內涵和外延不是很清晰,要用模糊數學來描述。

(2)物理模型設計擴展閱讀:

建立數學模型的要求

1、真實完整。

(1)真實的、系統的、完整的反映客觀現象;

(2)必須具有代表性;

(3)具有外推性,即能得到原型客體的信息,在模型的研究實驗時,能得到關於原型客體的原因。

(4)必須反映完成基本任務所達到的各種業績,而且要與實際情況相符合。

2、簡明實用。在建模過程中,要把本質的東西及其關系反映進去,把非本質的、對反映客觀真實程度影響不大的東西去掉,使模型在保證一定精確度的條件下,盡可能的簡單和可操作,數據易於採集。

3、適應變化。隨著有關條件的變化和人們認識的發展,通過相關變數及參數的調整,能很好的適應新情況。

『叄』 powerdesigener概念模型和物理模型的區別

概念模型,是面向資料庫用戶的實現世界的模型,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,與具體的數據管理系統(Database Management System,簡稱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。
物理模型,是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,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。
復制過來的,如有雷同,肯定是我抄別人的。

『肆』 在系統總體結構中,物理模型設計的基本要求

6.l 系統總體結構設計

6.1.1 系統總體結構設計的任務

系統總體結構設計的任務,是根據系統分析的邏輯模型設計應用軟體系統的物理結構。 系統物理模型必須符合邏輯模型,能夠完成邏輯模型所規定的信息處理功能,這是物理設計的基本要求。

系統應具有可修改性,即易讀,易於進行查錯、改錯、可以根據環境的變化和用戶的要求進行各種改變和改進。系統是否具有可修改性,對於系統開發和維護影響極大。據統計,在系統生命周期中各階段的應用軟體費用及人力投入大體分布如下:

系統開發:20%

系統維護:80%

6.1.2 結構化設計的基本思想

1.結構化設計的要點

系統是否具有可修改性與其結構有著密切的關系。「結構化設計」 的構想,成為系統設計的基本思想。其要點如下:

(1)模塊化。

(2)由頂向下,逐步求精。系統劃分模塊的工作應按層次進行:①把整個系統看做一個模塊,然後把它按功能分解成若干第一層模塊,它們各擔負一定的局部功能,共同完成整個系統的功能。②每個第一層模塊又可以進一步分解成為更簡單一些的第二層模塊,越下層的模塊,其功能越具體、越簡單。

『伍』 高中生物中什麼是物理模型概念模型和數學模型

物理模型通常簡稱為模型,指可以模擬物理對象的較小或更大的復製品。

概念模型指一種或多或少的形式化描述,描述的內容包括建立軟體組件時,所用到的演算法、架構、假設與底層約束。通常對實際的簡化描述,包括一定程度的抽象,顯式或隱式地按照頭腦中的確切使用方式進行構建。

數學模型指運用數理邏輯方法和數學語言建構的科學或工程模型。針對參照某種事物系統的特徵或數量依存關系,採用數學語言,概括地或近似地表述出的一種數學結構,這種數學結構藉助於數學符號刻劃出來的某種系統的純關系結構。



(5)物理模型設計擴展閱讀

物理模型設計所做的工作是根據信息系統的容量,復雜度,項目資源以及數據倉庫項目自身(當然,也可以是非數據倉庫項目)的軟體生命周期確定數據倉庫系統的軟硬體配置,數據倉庫分層設計模式,數據的存儲結構,確定索引策略,確定數據存放位置,確定存儲分配等等。這部分應該是由項目經理和數據倉庫架構師共同實施的。

概念模型用於信息世界的建模,是現實世界到信息世界的第一層抽象。為了把現實世界中的具體事物抽象、組織為某一資料庫管理系統支持的數據模型,人們常常首先將現實世界抽象為信息世界,然後將信息世界轉換為機器世界。

也就是說,首先把現實世界中的客觀對象抽象為某一種信息結構,這種信息結構並不依賴於具體的計算機系統,不是某一個資料庫管理系統(DBMS)支持的數據模型,而是概念級的模型,稱為概念模型。

從廣義理解,數學模型包括數學中的各種概念,各種公式和各種理論。因為它們都是由現實世界的原型抽象出來的,從這意義上講,整個數學也可以說是一門關於數學模型的科學。從狹義理解,數學模型只指那些反映了特定問題或特定的具體事物系統的數學關系結構,這個意義上也可理解為聯系一個系統中各變數間內的關系的數學表達。

『陸』 高中生物物理模型,數學模型,概念模型各有哪些例子

物理模型:以實物或圖片形式直觀表達認識對象的特徵。如:DNA雙螺旋結構模型,細胞膜的流動鑲嵌模型。

概念模型:指以文字表述來抽象概括出事物本質特徵的模型。如:對真核細胞結構共同特徵的文字描述、光合作用過程中物質和能量的變化的解釋、達爾文的自然選擇學說的解釋模型等;

數學模型:用來描述一個系統或它的性質的數學形式。如:酶活性受溫度(PH值)影響示意圖,不同細胞的細胞周期持續時間等。

(6)物理模型設計擴展閱讀

物理模型就像大廈的基礎架構,就是通用的業界標准,無論是一座摩天大廈也好,還是茅草房也好,在架構師的眼裡,他只是一所建築,地基—層層建築—封頂,這樣的工序一樣也不能少,關繫到住戶的安全,房屋的建築質量也必須得以保證,唯一的區別是建築的材料,地基是採用鋼筋水泥還是石頭,牆壁採用木質還是鋼筋水泥或是磚頭。

當然材料和建築細節還是會有區別的,視用戶給出的成本而定;還有不可忽視的一點是,數據倉庫的數據從幾百GB到幾十TB不等,面對如此大的數據管理,無論支撐這些數據的RDBMS(關系資料庫)多麼強大,仍不可避免地要考慮資料庫的物理設計。

設計依據

物理模型設計所做的工作是根據信息系統的容量,復雜度,項目資源以及數據倉庫項目自身(當然,也可以是非數據倉庫項目)的軟體生命周期確定數據倉庫系統的軟硬體配置,數據倉庫分層設計模式,數據的存儲結構,確定索引策略,確定數據存放位置,確定存儲分配等等。這部分應該是由項目經理和數據倉庫架構師共同實施的。

『柒』 高中生物:什麼是物理模型、概念模型、數學模型舉例說明。謝謝啦。

物理模型:以實物或圖片形式直觀表達認識對象的特徵。如:DNA雙螺旋結構模型,細胞膜的流專動鑲嵌模型。

概念模型:屬指以文字表述來抽象概括出事物本質特徵的模型。如:對真核細胞結構共同特徵的文字描述、光合作用過程中物質和能量的變化的解釋、達爾文的自然選擇學說的解釋模型等。

數學模型:用來描述一個系統或它的性質的數學形式。如:酶活性受溫度(PH值)影響示意圖,不同細胞的細胞周期持續時間等。

(7)物理模型設計擴展閱讀:

概念模型建模過程

1,運用概念目錄列表或名詞性短語找出問題領域中的後選概念。

2,繪制概念到概念模型圖中。

3,為概念添加關聯關系。

4,為概念添加屬性。

概念模型模型設計

1,概念模型不依賴於具體的生物系統,他是純粹反映信息需求的概念結構。

2,建模是在需求分析結果的基礎上展開,常常要對數據進行抽象處理。常用的數據抽象方法是『聚集』和『概括』。

3,E-R方法是設計概念模型時常用的方法。用設計好的ER圖再附以相應的說明書可作為階段成果。

『捌』 系統的物理模型包括哪些主要內容

系統設計是新系統的物理設計階段。根據系統分析階段所確定的新系統的邏輯模型、功能要求,在用戶提供的環境條件下,設計出一個能在計算機網路環境上實施的方案,即建立新系統的物理模型。這個階段的任務是設計軟體系統的模塊層次結構,設計資料庫的結構以及設計模塊的控制流程,其目的是明確軟體系統如何做。這個階段又分兩個步驟:概要設計和詳細設計。概要設計解決軟體系統的模塊劃分和模塊的層次機構以及資料庫設計;詳細設計解決每個模塊的控制流程,內部演算法和數據結構的設計。這個階段結束,要交付概要設計說明書和設計說明,也可以合並在一起,稱為設計說明書。

『玖』 資料庫物理模型

資料庫物理模型設計的目標是根據選定的Oracle資料庫系統特點和航空物探數據管理與服務的業務處理需求,確定航空物探資料庫最優的物理環境、存取方法和存儲結構。即通過資料庫物理設計,以便達到物理資料庫結構的優化,使得在資料庫上運行的各種事務響應時間少、存儲空間利用率高、事務吞吐率大。

一、資料庫布局

航空物探信息系統的維護數據(部門、崗位、人員、人員許可權、數據入庫檢查規則及數據字典等)相對比較穩定。入庫前數據需經過各種檢查校對,確認數據正確後才能歸檔,存入航空物探資料資料庫,所以存入資料庫前的數據可能經常需要修改和刪除,相對變化較大;而存入資料資料庫中的數據一般不允許修改和刪除,以免誤操作破壞資料庫數據造成損失。

圖2-12 航空物探資料庫邏輯模型

圖2-13 航空物探資料庫布局與數據採集流程圖

據此,我們採用圖2-13所示的資料庫數據採集流程,並將航空物探資料庫分為資料採集資料庫、資料資料庫、系統維護資料庫分別進行存儲和管理,實現數據的統一管理和統一使用,便於數據入庫和易於維護等。

航空物探資料資料庫是航空物探所有數據最終存儲的場所。資料採集資料庫是數據歸檔存入資料資料庫前的臨時「集散地」,在此接收各項檢查,在確認數據無誤後歸檔到資料資料庫,然後刪除資料採集資料庫中已歸檔的數據。此外,資料採集資料庫中還保存數據入庫、維護、檢查日誌及歸檔記錄。

系統維護資料庫,存儲系統維護信息(如系統功能、資料庫表清單等)、安全信息(如信息系統用戶的角色、許可權、授權的系統功能等),數據字典、入庫數據檢查規則等。將其與航空物探數據分開,有利於系統維護和管理。

二、資料庫空間設置

資料庫空間設置包括磁碟空間設置、應用系統表空間設置、撤銷表空間、臨時表空間、日誌空間和索引空間設置。

(一)磁碟空間設置

磁碟空間設置的目標:磁碟性能不能阻礙實現資料庫性能,資料庫磁碟必須專用於資料庫文件,否則非資料庫將會影響到資料庫性能,且磁碟空間必須滿足恢復和性能的要求。

航空物探資料庫伺服器為IBM P620小型機,8塊硬碟,每塊硬碟36GB空間,每塊物理磁碟建立一個文件系統。為了提高磁碟的反應時間和尋道時間,提高I/O的存取效率,除了一塊硬碟用於UNIX操作系統外,其餘7塊磁碟分別存放資料採集資料庫、系統維護資料庫-日誌文件,資料資料庫及資料資料庫的大欄位數據、索引、回滾段和數據日誌文件。

(二)應用系統表空間設置

信息系統數據採集過程對數據的事務操作比較頻繁,經常進行數據插入(新數據入庫)、修改(入庫數據有誤)和刪除操作(數據重新導入或歸檔入庫),因此航空物探資料採集資料庫所在的表空間會很活躍。為了不影響其他I/O的競爭,同時也可以提高數據入庫的操作效率(50多年的歷史數據需要集中入庫),分配一個磁碟空間(36GB)為採集庫的表空間。由於採集數據歸檔入資料庫後被刪除,同時進行數據入庫的項目也不是很多,雖仍保留所有的採集日誌數據,一個磁碟空間也足夠使用。

航空物探資料資料庫的二維表和Oracle大欄位(BLOB)分別存放在不同的物理磁碟(每個磁碟36GB)上,對同時存在有表格數據和大欄位數據的資料庫表(如航跡線數據)時,可以提高磁碟I/O效率。隨著數據入庫的項目越來越多,需要增加相應的物理磁碟或磁碟陣列。

系統維護資料庫相對穩定,佔用磁碟空間約500 M左右。由於系統磁碟有限,把日誌文件存放該磁碟中。

(三)撤銷表和臨時表空間的設置

在Oracle資料庫中,撤銷的目的是確保事務的回退和恢復。撤銷參數有UNDO_MANAGEMENT、UNDO_TABLESPACE和UNDO_RETENTION。

UNDO_MANAGEMENT參數用於資料庫中管理撤銷數據的方式,航空物探資料庫設置為自動模式(auto)。

UNDO_TABLESPACE參數用於指定資料庫中保存撤銷數據的撤銷表空間名稱,航空物探資料庫撤銷表空間名稱為UNDO_ARGS_TBSPACE,空間大小設置為20GB,以確保在保留時間內進行恢復。

UNDO_RETENTION參數用於指定已經提交事務的撤銷數據在能夠覆蓋之前應該保留多長時間,本資料庫系統設置為60 min。

臨時表空間是用以存儲大量的排序,與撤銷表空間存放在一個物理磁碟上,本資料庫系統臨時表空間設置為500 M。

(四)日誌空間設置

日誌的主要功能是記錄對資料庫已做過的全部操作。在系統出現故障時,如果不能將修改數據永久地寫入數據文件,則可利用日誌得到該修改,所以不會丟失已有操作結果。

日誌文件主要是保護資料庫以防止故障。為了防止日誌文件本身的故障,航空物探資料庫系統分別在一個獨立磁碟和系統維護庫磁碟中存放日誌文件。若系統出現故障,在下次打開資料庫時Oracle資料庫系統自動用日誌文件中的信息來恢復資料庫文件。

根據航空物探資料庫信息系統同時登錄的用戶數及使用的功能,將日誌文件大小設置為10GB。

(五)索引表空間設置

為了提高航空物探信息系統的查詢和統計速度,把所有索引空間與應用表空間完全分開,從而提高I/O存取效率。航空物探索引表空間大小設置為10GB。

聚集是表的一種存儲方法,一般每個基本表是單獨組織的,但對邏輯上經常在一起查詢的表,在物理上也鄰近存放,這樣可減少數據的搜索時間,提高性能。

當幾個關系(表)以聚集方式組織時,是通過公共屬性的值為表聚集的依據。航空物探資料庫系統是以項目標識(PROJ_ID)建立聚集的,所有涉及項目標識的資料庫表直接引用項目標識聚集。航空物探聚集表空間與索引表空間相同。

三、資料庫參數設置

在資料庫創建前需要對如下資料庫參數進行設置,航空物探參數文件名為Initoraargs.ora,各種參數設置如下:

航空物探信息系統建設

四、內存設置

航空物探資料庫伺服器物理內存為4GB,除部分用於系統開銷外,其餘全部用於資料庫。

Oracle使用共享系統全局區(System Global Area,SGA)內存來管理內存和文件結構,包含DB_block_Buffers、DB_cache_size、Shared_pool_size、Log_Buffer參數。航空物探資料庫系統的全局區內存參數設置如下。

DB_block_Buffers參數為SGA中存儲區高速緩存的緩沖區數目,每個緩沖區的大小等於參數DB_block_size的大小,DB_block_Buffers=19200(約300 MB)。

Shared_pool_size參數為分配給共享SQL區的位元組數,是SGA大小的主要影響者,Shared_pool_size=1228800000(1.2GB)。

DB_cache_size參數是SGA大小和資料庫性能的最重要的決定因素。該值較高,可以提高系統的命中率,減少I/O,DB_cache_size=1024000000(1GB)。

Log_Buffer參數為重做日誌高速緩存大小,主要進行插入、刪除和修改回退操作,Log_buffer=5120000(5MB)。

五、優化設置

由於航空物探信息系統的採集軟體和應用軟體是採用MS.NET C#進行開發的,應用程序與資料庫之間的連接有傳統的ODBC和OLE DB兩種方式。為了支持ODBC在OLE DB技術上建立了相應的OLE DB到ODBC的調用轉換,而使用直接的OLE DB方式則不需轉換,從而提高處理速度。

在建立資料庫表時,參數Pctfree和Pctused設置不正確可能會導致數據出現行鏈接和行遷移現象,即同一行的數據被保存在不同的數據塊中。在進行數據查詢時,為了讀出這些數據,磁頭必須重新定位,這樣勢必會大大降低資料庫的執行速度。因此,在創建表時應充分估計到將來可能出現的數據變化,正確地設置這兩個參數,盡量減少資料庫中出現的行鏈接和行遷移現象。

航空物探資料採集資料庫表的插入、修改和刪除的頻率較高,Pctfree設置為20,Pctused設置為40;系統維護資料庫表相對穩定,Pctfree設置為10,Pctused設置為15;資料資料庫表除了增加數據外基本不進行修改和刪除操作,Pctfree設置為10,Pctused設置為5。

六、擴展性設置

多CPU和並行查詢PQO(Parallel Query Option)方式的利用:CPU的快速發展使得Oracle越來越重視對多CPU的並行技術的應用,一個資料庫的訪問工作可以用多個CPU相互配合來完成。對於多CPU系統盡量採用並行查詢選項方式進行資料庫操作。航空物探資料庫伺服器為2個CPU,在程序查詢中採用了並行查詢的方式。

在航空物探工作量統計、飛行小時統計、測量面積統計和岩石物性統計中,為了加快統計效率,在相應的查詢語句中增加了並行查詢語句。

隨著航空物探高精度測量程度的不斷提高,測量數據將越來越大。為了滿足航空物探查詢效率及發展,將航磁測量數據與校正後航磁測量數據按比例尺分1∶20 萬以下、20萬~50萬、1∶50萬以上分別存放3張不同的資料庫表。

七、創建資料庫

在完成資料庫布局、空間設置、內存設置、資料庫參數設置、擴展性設置和優化設置後,進行航空物探資料庫物理模型設計,即航空物探資料庫實體創建。由於航空物探空間資料庫邏輯模型是採用ESRI提供的ArcGIS UML構建的Geodatabase模型,因此,使用ESRI公司提供的CaseTools將航空物探數據UML模型圖轉成空間資料庫(Geodatabase)實體(圖2-14)。

航空物探屬性資料庫表(二維表)是採用Power Designer資料庫設計平台直接把資料庫關系模型生成資料庫腳本來創建的。

經過資料庫的概念設計、邏輯設計和物理設計,最終生成航空物探資料庫。

圖2-14 航空物探資料庫物理模型實現

八、空間數據的索引機制

對於海量的空間資料庫而言,資料庫的操作效率是關繫到資料庫成敗的關鍵問題。為了提高數據的訪問、檢索和顯示速度,數據在載入到資料庫時,要素類數據建立了空間索引,柵格數據構建了金字塔結構,對象類數據採用與資料庫直接聯接的訪問機制。

(一)空間索引

為了提高要素類數據的查詢性能,在建立航空物探空間資料庫時,創建了空間索引機制。常用的空間索引有格網索引、R樹索引、四叉樹索引等。Geodatabase採用格網索引方式。所謂格網索引是將空間區域劃分成適合大小的正方形格網,記錄每一個格網內所包含的空間實體(對象)以及每一個實體的封裝邊界范圍,即包圍空間實體的左下角和右上角坐標。當用戶進行空間查詢時,首先計算出用戶查詢對象所在格網,然後通過格網編號,就可以快速檢索到所需的空間實體。

確定適合的格網級數、單元大小是建立空間格網索引的關鍵。格網太大,在一個格網內有多個空間實體,查詢檢索的准確度降低。格網太小,則索引數據量成倍增長和冗餘,檢索的速度和效率較低。資料庫的每一數據層採用不同大小、不同級數的空間索引格網單元,但每層最多級數不能超過三級。格網單元的大小不是一個確定性的值,需要根據對象的大小確定。空間索引格網的大小與檢索准確度之間的關系如圖2-15所示。

選擇格網單元的大小遵循下列基本原則:

1)對於簡單要素的數據層,盡可能選擇單級索引格網。減少RDBMS搜索格網單元索引的級數,縮短空間索引搜索的過程,例如航跡線要素類。

圖2-15 索引格網大小與檢索准確度的關系

2)如果數據層中的要素封裝邊界大小變化比較大,應選擇2或3級索引格網。Geodatabase最多提供三級格網單元。每一要素封裝邊界在適合的級內,減少了每一封裝邊界有多個格網的可能性。在空間索引搜索過程中,RDBMS則必須搜索所有3個格網單元級,這將消耗大量的時間。

3)若用戶經常對圖層執行相同的查詢,最佳格網的大小應是平均查尋空間范圍的1.5倍。

4)格網的大小不能小於要素封裝邊界的平均大小,為了減少每個格網單元有多個要素封裝邊界的可能性,格網單元的大小應取平均格網單元的3倍。最佳格網單元的大小可能受圖層平均查詢的影響。

空間域是按照要素數據集定義的,空間索引格網是按照要素類設置的。它們都是在創建Geodatabase資料庫時設置,並一經設置,中間不許改變;所以一定要在充分分析數據的情況下確定它們的值。航空物探數據主要是簡單要素類,空間跨度為70°。根據上述原則,航空物探數據選擇單級索引格網,格網大小為20°。

(二)金字塔結構

金字塔結構的核心是將柵格數據逐級進行抽稀,形成多級解析度的重采樣數據,並將其分割成塊,按一定的文件格式(金字塔文件格式)存儲成磁碟文件;在以後進行圖像顯示處理時,只需將要顯示的部分所覆蓋的塊從磁碟文件直接讀進內存緩沖區顯示即可。從金字塔的所有層中尋找與所要求顯示的比例相近或匹配的一層,並將該層的從某一點起的一定范圍的圖像所覆蓋的所有塊載入到內存緩沖區,提取所需部分並形成圖像。

金字塔演算法(圖2-16)是通過獲取顯示時所需要的一定解析度的數據來提高顯示速度。使用金字塔數據格式後,在顯示全圖時僅需要顯示一個較低解析度的數據,這樣既能加快顯示速度,又不會影響顯示效果。放大圖像,盡管顯示圖像解析度提高,由於顯示區域減小,所以顯示速度不會下降。如果沒有為柵格數據建立金字塔數據,則每次顯示都會讀取整個數據,然後進行重采樣得到顯示所需要的解析度,明顯地降低了顯示速度。

圖2-16 金字塔壓縮示意圖

金字塔數據重采樣方式有:最近鄰法、雙線性內插和立方卷積。其中最近鄰法適用於離散數據,而雙線性內插法和立方卷積法適合於連續數據。

在ArcGIS Engine中提供了IRasterPyramid和IRasterPyramid2介面來實現金字塔數據的建立,而建立的數據保存在*.rrd格式的文件中。

(三)空間域定義

空間域是指數據的有效空間范圍,即Geodatabase資料庫的最大等效坐標的值域范圍,其定義主要是指比例系數和Min X、Min Y的計算。

因為使用整數比浮點數有更高的壓縮率,並且對整數進行二進制搜索比較快,所以多用戶Geodatabase以4位元組正整數存儲坐標,其最大值為32位正整數所能表示的范圍是21.4億(2147483647),整數的范圍稱為空間域。在創建Geodatabase資料庫時需要定義合適的比例系數。大的整數值將消耗大量的計算機物理內存,所以選定的比例系數最好不要大於必須的比例系數。空間域隨坐標系的單位變化而變化。

比例系數和空間域之間成反比例關系,比例系數越大(存儲單位越小),表達的空間域也越小。為了使目標數據都存儲在系統中,需要謹慎地設置比例系數。將目標數據的寬度和高度較適中的數值乘以比例系數,如果結果小於21.4億,則比例系數是合適的。

航空物探數據模型是為我國的航空物探行業數據建庫設計的,它支持的空間數據的坐標范圍為我國領土覆蓋的海陸空間,最低緯度為赤道。根據概念設計的分析,航空物探數據模型採用的是地理坐標系,坐標系單位是度,基準是Beijing_1954,要求存儲的坐標數據精度達到0.01 m。在赤道處,赤道圓周長為40075694.6 m,則每度弧長=40075694.6×100/360 cm=11132137.389 cm,即1 cm對應8.983000883E-8°。所以,航空物探數據模型的比例系數取為8.98E-8,即存儲單位為8.98E-8°,可滿足1 cm精度要求。

將空間域移動到目標數據范圍之前,首先找到空間域在存儲單位的中心位置,目的是在必要時向各個方向擴展。4位元組正整數可表示的坐標范圍:2147483647×8.98E-8=192.84°。我國的領土范圍是東經70°~140°,北緯0°~60°。所以,選取的比例系數是合適的。把空間域坐標系中心定為90°,然後,計算空間域的Min X、Min Y。

航空物探信息系統建設

航空物探信息系統建設

所以坐標的存儲數據是:

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