矿体数据的存储数据结构及实践.pdf

根据提供的文件信息，下面将详细阐述“矿体数据的存储数据结构及实践”的知识点。 ### 矿体数据管理的特点和挑战 传统的关系数据库管理系统（RDBMS）在处理非标准应用，特别是矿体空间数据管理方面存在两个主要不足。关系模型将所有信息存储在相互独立的二维表中，这对于复杂的空间对象来说过于简单。基于传统关系数据模型的查询语言缺乏空间概念，不支持空间查询和空间分析。 由于这些限制，矿体数据管理及操作对数据模型、数据操作和系统结构有其特殊要求。例如，需要支持非规范化（NF）的数据模型，支持更一般的嵌套结构类，支持文本数据，支持高层次的SQL操作语言，支持适用于查找机制的文本属性，以及支持具有宿主语言的应用程序。 ### 扩展数据库管理系统EDBMS和八叉树的结合 文件中提到，为了解决传统数据库在空间数据管理方面的不足，扩展的数据库管理系统EDBMS与八叉树数据结构相结合，用于实现矿体空间数据及属性数据的存储结构NRDM（Nested Relation Data Model）。八叉树由于其适用于值驱动操作的特性，被用作空间几何数据的索引和存储。 八叉树数据结构是一种树形数据结构，每个节点有八个子节点，特别适合于三维空间数据的表示。在矿体数据管理中，八叉树可以高效地对空间几何数据进行索引和存储，以支持值驱动操作。 ### 嵌套关系数据模型NRDM NRDM是一种特殊的嵌套关系数据模型，它包含两种基本的数据结构：二维关系表和八叉树。二维关系表用于存储属性数据和拓扑信息，而八叉树用于索引和存储空间几何数据。 #### 二维关系表 二维关系表通过对传统二维表的方法进行嵌套，形成复杂的嵌套结构，能够存储矿体空间数据的属性数据和拓扑信息。这种嵌套结构可以通过线性表和树的形式表示，允许对矿体数据进行层次化和结构化的描述。 #### 八叉树 八叉树的使用主要是为了有效地处理矿体数据中的空间几何信息。它能够对三维空间数据进行高效的索引，并支持空间查询操作。在NRDM中，八叉树能够很好地解决面向结构的查询问题，而当与数据驱动操作结合时，则能提供更为丰富的空间分析能力。 ### 实际存储结构的实现 为了实现NRDM，文档中提出了两种实际的存储数据结构：纯二维关系表和平衡二叉树。纯二维关系表用于存储具有嵌套关系的数据，而平衡二叉树则用于存储同一矿体结构。 平衡二叉树的使用是因为它具有一些特别的优点，如平衡性、有序性，以及相对简单和高效的插入、删除和搜索操作。在矿体数据存储中，平衡二叉树可以提供快速的检索性能，特别是在数据量大且需要频繁操作时。 ### 结论与验证 通过将扩展的数据库管理系统EDBMS与八叉树数据结构相结合，研究者们能够实现对矿体空间数据和属性数据的有效存储，并开发出相应的实际应用系统。通过实验验证了所提出的存储数据结构的正确性和实用性。 ### 总结 “矿体数据的存储数据结构及实践”展现了在特定领域内，传统数据库技术所面临的局限性，以及对现有技术和方法进行创新性结合的必要性。通过对EDBMS和八叉树的有效融合，创建了一个专门为矿体数据管理设计的存储结构NRDM，既能够满足矿体数据管理的复杂性需求，也能够支持高效的空间查询和分析。这一工作不仅推动了矿体数据管理技术的发展，也为其他复杂空间数据处理提供了有益的借鉴。