数据库的数据模型反映了数据库中数据的整体逻辑组织。更具体的讲，数据库的数据结构，操作集合和完整性规则集合，组成了数据库的数据模式。在数据库中，数据内容的描述，以及数据之间的联系，主要通过数据库的数据模型来实现。建立数据库要选择什么样的数据模型，取决于问题的性质和所要表达的实体之间联系的形式。
4．3．1 传统的数据模型
数据库领域中，传统的数据模型主要有三种，即层次模型、网络模型和关系模型。从发展过程看，70年代广泛流行的是网络数据模型和层次模型。自80年代以来，占主导地位的是关系数据模型。目前，人们把层次数据库，网络数据库和关系数据库称为传统的数据库系统，它们的数据模型称为传统数据模型，与之相应的数据库技术称为传统数据库技术。
一、传统数据模型的特点
为了说明传统数据模型及其在地理信息系统中的应用，下面以图4-1地块图为例说明之。图中空间数据的基本单元为结点N1，N2，N3，N4，N5；弧段a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7；区域P1，P2，P3，P4。当采用不同数据模型时，对空间数据将有不同的表达方式。
1．层次模型。从数据结构的观点看，层次模型采用的是树数据结构。因此，它具有树数据结构的一系列特点，表达的数据关系是一对多的方式。模型的记录都处于一定的层次上。层次模型实现的方法之一是把层次模型中的记录按照先上后下，先左后右的次序排列，所得到的记录序列，称层次序列码。层次序列码指出层次路径，并按层次路径存储和查找记录。
层次模型的优点是结构清晰、易理解；缺点是冗余度大，不适于表示数据的拓扑关系。图4-1的地块图的层次数据模型如图4-2所示。图中有很多重复弧段和结点，如弧段a3重复出现了两次，结点N2重复出现了4次。
2．网络模型。从数据结构的观点看，网络模型采用图数据结构。因此，它具有图数据结构的一系列特点。它表达的数据关系是多对多，且数据之间具有显式的连接关系，但没有明显层次关系。
网络模型同层次模型相比其优点是大大地压缩了数据量，便于表达复杂的拓扑关系；其缺点是数据之间的联系要通过指针表示，指针数据项的存在，使数据量大大增加。同时，在修改数据库中的数据时，指针也必须随着变化，因此，网络数据库中指针的建立和维护十分重要。图4-1 地块图数据的网络模型如图4-3所示。
3．关系模型。从数据结构的角度看，关系模型采用线性表数据结构。它把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表，这种表称为关系。一个实体由若干个关系组成，而关系表的集合就构成了关系模型。
关系模型的优点是数据结构简单、清晰，能够直接处理多对多的关系，可用布尔逻辑和数学运算规则对数据查询，数据独立性强，便于数据集成，便于对数据进行操作，所以是当前数据库中最常用的数据模型。此外，关系数据库技术的出现，产生了对数据库查询的标准语言SQL。其主要缺点是当涉及的目标很多时，操作时间长，效率低。表4-3为图4-1地块图空间数据的关系模型的表示方法。但由于关系数据库缺乏处理抽象数据能力，从而无法直接实现空间数据的查询操作。
