基礎地理數據庫設計與建設方法探討

□ 夏志英

（山西省基礎地理信息院，山西太原030001）

基礎地理數據庫設計與建設方法探討

□ 夏志英

（山西省基礎地理信息院，山西太原030001）

基礎地理數據庫廣泛應用于各級管理部門，其生命力體現在其他應用系統的合理鏈接上。因此確定數據庫結構是完成基礎地理數據建設工作的首要任務。本文結合山西省實際情況，在充分利用現有國標基礎地理要素數據字典的基礎上，確定了數據庫結構、建庫流程、數據檢查方法以及質量控制體系建設過程。

基礎地理數據庫；數據分層；質量控制

引言

隨著數字城市地理空間框架建設的深入開展，地理信息公共服務平臺與地理信息應用系統對基礎地理信息數據的建設及管理提出了更高的要求。大比例尺地形圖矢量數據庫（1∶500、1∶1000、1∶2000）在數字城市地理空間框架建設中有著舉足輕重的地位。

在數字城市地理空間框架建設中基礎地理數據庫具有數據無縫銜接、數據量大、集成度高的特點，同時基礎地理數據庫廣泛應用于國土資源管理、城市管理等系統，所以對數據結構提出了很高的要求。通常要求系統具有先進性、高效性、建庫與出圖并舉、建庫與更新結合、標準性、規范性等原則[1]。數據庫要素的代碼、字段設置、要素分類結合山西省實際和類似工程實例，參照GB/T 20258.1-2007《基礎地理信息要素數據字典第1部分：1∶500、1∶1000、1∶2000基礎地理信息要素數據字典》（以下簡稱《數據字典》），來進行方案的定制。

1.數據庫設計

基礎地理數據庫應滿足各類應用對基礎地理數據的共建、共享要求，同時要實現與現有應用系統的充分兼容，故利用ESRI SDE中的Multiuser GeoDatabase作為空間數據存儲模型。基礎地理數據庫必須符合國家地理要素編碼要求及各類地形圖圖式符號要求，以滿足各類專題圖、地形圖的要求。同時基礎地理數據庫必須是動態的、全方位的，不但要滿足各級政府部門對數據的質量要求，同時還要為各類專業部門提供可靠地數據支持。

基礎地理信息數據庫按照數據類型可分為數字線劃圖（DLG）數據庫、數字高程模型（DEM）數據庫和數字正射影像（DOM）數據庫以及元數據庫四個部分，如圖1所示。

圖1 基礎地理信息數據庫

數字線劃圖數據要首先按照標準分幅的要求進行分幅，每幅圖按照數據集分類要求分別入庫，同時各圖層要經過圖形拼接保證圖幅的完整性和連續性。針對同一比例尺的圖幅要建立拓撲關系，不同比例尺的同一類要素要建立垂直關聯關系。數字高程模型數據與數字正射影像數據按標準分幅的要求分塊存儲，并建立金字塔結構以提高訪問速度。

數字線劃圖（DLG）數據庫共分為11個數據集[2]，如圖2所示。部分數據集的基礎分層見表1，部分基礎分層屬性結構定義見表2。

圖2 數字線劃圖數據庫分層

表2 分層屬性表

2.數據庫建庫流程

數據庫建庫是將設計的數據庫付諸實施的過程，包括數據準備、數據質量檢查、數據組織、數據入庫、運行測試、系統維護等步驟，建庫流程如圖3。對于較大的項目區一般劃分為幾個分區，各分區各自完成數據生產、檢查工作以及與相鄰分區的接邊修改工作。分區生產工作結束后由質檢部門完成質檢工作，對發現的問題及時反饋給生產單位，生產單位修改后重新提交。

圖3 數據庫建庫流程

3.入庫數據檢查

針對不同類型的數據，檢查方法和內容各不相同，需要制定不同數據的檢查規則和檢查內容，明確檢查的方法，編制檢查軟件。各類數據檢查的重點如下：

3.1 數字線劃圖（DLG）檢查內容

（1）DLG文件命名規則檢查；

（2）圖幅整飾內容檢查，即外圖框以外要素檢查；

（3）圖幅數學基礎檢查，依據圖號及比例尺，確定各內圖框圖框點坐標是否符合規范；

（4）數據分層檢查，即依據分層屬性表確定各類數據是否放置在規定的圖層上，屬性表結構是否符合規定要求，以及屬性的邏輯關系是否一致等；

（5）接邊檢查，接邊檢查要首先完成圖形接邊檢查，檢查接邊要素位置是否合理，然后完成屬性接邊檢查，檢查接邊要素屬性是否一致，不一致的是否符合實際；

（6）拓撲關系檢查；

（7）元數據檢查。

3.2 數字正射影像（DOM）檢查

（1）DOM文件命名規則檢查；

（2）DOM質量檢查，主要通過人工檢查的方法，判讀DOM影像色調是否均勻，是否存在重影、位移等現象；

（3）DOM數學基礎檢查，依據分辨率與文件大小，計算影像坐標位置是否與圖形信息文件一致；

（4）人工檢查DOM的接邊情況；

（5）元數據檢查。

3.3 數字高程模型（DEM）檢查

DEM檢查規則在DOM檢查規則之上加入了粗差檢查，即依據原始高程數據檢查DEM數據是否存在粗差。

經過檢查的入庫數據采用入庫軟件導入數據庫。

4.數據庫質量控制體系建設

生產過程的質量控制是生產合格數據的根本保證，在建庫過程中建立的質量管理體系主要包括管理機構建設、數據質量管理、入庫質量管理三個方面。

4.1 管理機構建設

成立由項目承擔單位技術負責人負責的管理機構，技術負責人承擔項目進度安排、技術設計等工作。由管理機構確定技術設計的相關內容，并聘請專家充分論證，保證技術設計的合理性。同時管理機構要及時與分組負責人了解項目進度，對發現的問題組織相關技術人員充分討論，確定解決方案，及時修正技術設計中存在的問題。

4.2 數據質量管理

數據質量管理由數據質檢組負責，質檢組在充分落實自檢、互檢、抽檢的基礎上對發現的問題及時修改，各類數據按照質檢流程提供質檢報告。

4.3 入庫質量管理

在數據入庫過程中，入庫質量管理組要嚴格根據技術設計進行檢查，符合規定后項目負責人簽字確認，數據入庫小組進行數據入庫，對入庫后的數據要利用入庫軟件的邏輯檢查功能完成檢查，避免入庫過程中出現問題。

5.結語

基礎地理數據庫是建設“數字城市”的基礎，隨著我國“數字城市”建設不斷推進，基礎地理數據庫建設工作日益重要，合理的基礎地理數據庫結構是實現海量數據存儲、數據網絡化應用、數據更新、保密處理等方面的重要工作，是其生命力的重要體現。本文結合山西省實際，充分利用現有國標基礎地理要素數據字典的優勢，確定了基礎地理數據庫的數據結構、建庫流程、數據檢查方法以及質量控制體系建設過程。

【1】劉士寧.青島市大比例尺地形圖測繪新技術[D].青島：中國海洋，2011∶42-44.

【2】肖劍平.武漢市系列比例尺地形要素分類編碼設計[J].工程勘察，2009（5）∶68-70.

夏志英（1978年——），女，2001年7月畢業于山西大學計算機科學系，工程師，現在主要從事數字城市數據庫及平臺的建設。

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2095-7319（2014）03-0040-04