山西省1∶10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

□吳瓊

（山西省綜合地理信息中心，山西 太原 030001）

0.引言

隨著山西省社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行業(yè)對基礎(chǔ)地理信息的需求也日益增長。建立1∶10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以更好地開展山西省地理信息公共服務(wù)。山西省1∶10000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫涉及全省范圍 1∶10000DLG、DOM、DEM、DRG數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)量達(dá)到2TB。通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對山西省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫多種比例尺、多版本、多種類型數(shù)據(jù)的集成管理。

1.總體目標(biāo)和主要內(nèi)容

1.1 總體目標(biāo)

1.1.1 建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。建庫數(shù)據(jù)類型包括 1∶10000比例尺 DLG、DOM、DEM、DRG數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等。

1.1.2 建立基于圖幅和基于要素的快速更新機(jī)制。

1.1.3 建立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)入庫和成果轉(zhuǎn)化機(jī)制。

1.2 主要內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用于管理地形數(shù)據(jù)庫和制圖數(shù)據(jù)庫、DOM、DEM、DRG，實(shí)現(xiàn) 1∶10000數(shù)據(jù)庫更新成果數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢、提取、制圖、分析等數(shù)據(jù)管理功能，探索并實(shí)現(xiàn)符合1∶10000數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新機(jī)制的數(shù)據(jù)更新方式。

2.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

山西1∶10000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個(gè)涉及多個(gè)存儲(chǔ)和管理不同類型空間數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)，其包含的數(shù)據(jù)庫有：元數(shù)據(jù)庫、矢量數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫。

2.1 元數(shù)據(jù)庫

元數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和管理空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息。

2.2 矢量數(shù)據(jù)庫

矢量數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和管理基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理展示子系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)集的形式來進(jìn)行組織，依據(jù)框架要素子系統(tǒng)的整體功能空間數(shù)據(jù)以現(xiàn)勢庫、歷史庫和工作庫的形式進(jìn)行組織[1]（如圖1所示）。

圖1 矢量數(shù)據(jù)庫庫體結(jié)構(gòu)

2.3 柵格數(shù)據(jù)庫

柵格數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和管理柵格數(shù)據(jù)。空間柵格數(shù)據(jù)可以以兩種形式來進(jìn)行存儲(chǔ)：柵格目錄、柵格數(shù)據(jù)集。柵格目錄里面既可以存儲(chǔ)現(xiàn)勢數(shù)據(jù)，又可以存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。

2.4 系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和管理軟件系統(tǒng)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，例如各庫體的配置連接信息，用戶角色，用戶權(quán)限，數(shù)據(jù)字典等等，維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作。系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫采用Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)。

3.技術(shù)路線

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基于C/S架構(gòu)，底層采用.NET技術(shù)平臺(tái)，基于ArcGIS的API庫進(jìn)行二次開發(fā)。主要負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)庫安全管理、視圖管理、元數(shù)據(jù)管理、DLG/DEM/DOM數(shù)據(jù)管理、地名數(shù)據(jù)管理、制圖數(shù)據(jù)管理等功能[2]。建立數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作可分為數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)入庫和數(shù)據(jù)庫展示管理子系統(tǒng)開發(fā)三個(gè)部分。

3.1 數(shù)據(jù)整理

主要包括數(shù)據(jù)坐標(biāo)系的統(tǒng)一、DLG分幅數(shù)據(jù)的合并（山西全境每種DLG分類只存在一個(gè)要素類），DEM數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換等。

3.2 數(shù)據(jù)入庫

數(shù)據(jù)入庫管理是配置管理系統(tǒng)的一個(gè)子模塊，它包含版本管理、矢量數(shù)據(jù)入庫、柵格數(shù)據(jù)（DEM/DOM/DRG）入庫、元數(shù)據(jù)入庫和文件上傳等功能。

3.2.1 版本管理

版本是現(xiàn)有數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)的集合，一個(gè)版本代表一個(gè)歷史庫或現(xiàn)勢庫。版本下包含矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)和相關(guān)文件。版本管理的主要功能是創(chuàng)建版本，并自己生成全局唯一的版本號(hào)。

3.2.2 矢量入庫

矢量數(shù)據(jù)由ArcGIS格式的要素類和注記組成。矢量入庫用于將這些要素類和注記導(dǎo)入到SDE庫的要素?cái)?shù)據(jù)集中。矢量入庫功能包含創(chuàng)建導(dǎo)入模版、創(chuàng)建要素?cái)?shù)據(jù)集、刪除要素?cái)?shù)據(jù)集、導(dǎo)入（覆蓋）要素類等功能。矢量數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)系入庫。

3.2.3 柵格入庫

柵格數(shù)據(jù)包含DEM/DOM/DRG三類數(shù)據(jù)，格式包括TIF、IMG和ArcGIS格網(wǎng)。柵格入庫功能包含創(chuàng)建鑲嵌數(shù)據(jù)集、刪除鑲嵌數(shù)據(jù)集、導(dǎo)入（覆蓋）柵格數(shù)據(jù)集和生成鑲嵌數(shù)據(jù)集縮略圖等功能。柵格數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)系為投影坐標(biāo)系，存放時(shí)按分度帶存儲(chǔ)，且按不同的坐標(biāo)系分度帶分別添加到不同的鑲嵌數(shù)據(jù)集中。

3.2.4 元數(shù)據(jù)入庫

元數(shù)據(jù)入庫功能包含DLG元數(shù)據(jù)庫入庫、DEM元數(shù)據(jù)入庫和DOM元數(shù)據(jù)入庫。元數(shù)據(jù)導(dǎo)入將元數(shù)據(jù)提取并直接插入到元數(shù)據(jù)庫中，并通過分幅圖幅號(hào)與圖幅關(guān)聯(lián)。

3.2.5 文件上傳

文件通過文件名與圖幅號(hào)關(guān)聯(lián)，包含PDF和BMP兩種格式。

3.3 數(shù)據(jù)庫展示管理子系統(tǒng)開發(fā)

數(shù)據(jù)展示管理子系統(tǒng)是對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行展示瀏覽、查詢、提取、統(tǒng)計(jì)、出圖的系統(tǒng)[3]，管理內(nèi)容可以分為五個(gè)部分，分別是數(shù)據(jù)查詢、地圖瀏覽、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、成果管理。子系統(tǒng)的所有開發(fā)和配置工作均基于ArcGISEngine的二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)展示主要模塊有視圖管理、查詢檢索、統(tǒng)計(jì)分析、地圖制圖、輔助工具和系統(tǒng)幫助。

3.3.1 視圖管理

視圖管理主要是對地圖視圖的操作和狀態(tài)的管理，以及提供地圖瀏覽的輔助或增強(qiáng)工具。視圖管理包括空間位置查詢和視圖操作兩類功能。

3.3.2 查詢檢索

（1）通用查詢

通用地圖查詢包括一般查詢和屬性查詢。一般查詢即查詢當(dāng)前點(diǎn)擊或選中的要素及相關(guān)屬性；屬性查詢通過選擇目標(biāo)圖層，選擇處理結(jié)果的方式，然后構(gòu)造查詢表達(dá)式來查詢單個(gè)圖層的要素。

（2）空間查詢

空間查詢主要是通過各種方式構(gòu)造范圍多邊形，然后查詢與多邊形有空間關(guān)系的要素。

3.3.3 統(tǒng)計(jì)分析

（1）統(tǒng)計(jì)

查詢指定范圍內(nèi)的要素，并根據(jù)屬性分組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

（2）地形數(shù)據(jù)分析

地形數(shù)據(jù)分析包括高程值查詢、坡向查詢、坡度查詢和剖面分析。

3.3.4 地圖制圖

（1）行政區(qū)制圖

行政區(qū)制圖功能截取所有圖層在指定行政區(qū)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，在布局視圖中加載顯示。

（2）標(biāo)準(zhǔn)分幅圖

標(biāo)準(zhǔn)分幅圖制圖用于單幅圖的出圖。

（3）通用制圖

通用制圖根據(jù)用戶自定義的范圍來進(jìn)行制圖，制圖的范圍來源有當(dāng)前地圖范圍、繪制矩形范圍、繪制多邊形范圍、選擇要素范圍以及導(dǎo)入范圍。

（4）模板制圖

模板制圖同樣是根據(jù)用戶自定義的范圍來制圖，不同的是模板制圖可以選擇制圖圖層、加載外部數(shù)據(jù)源、選擇內(nèi)部模板或加載外部模板、修改機(jī)構(gòu)信息和標(biāo)標(biāo)注，并且可以同步當(dāng)前圖層屬性。

3.3.5 輔助工具

（1）數(shù)據(jù)備份

數(shù)據(jù)備份功能包括數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫還原和數(shù)據(jù)集備份。數(shù)據(jù)庫備份和還原操作僅針對Oracle數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)集備份僅針對地理數(shù)據(jù)庫中的要素類。

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能包含坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)變換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，支持的格式有*shp、*mdb和*gdb。

（3）圖層設(shè)置

圖層設(shè)置分為圖層可選擇性控制和圖層對比設(shè)置。

4.結(jié)束語

本設(shè)計(jì)以山西省1∶10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建設(shè)將進(jìn)一步提高地理信息公共服務(wù)，保證地理信息的方便實(shí)用和數(shù)據(jù)的可共享性。