地理信息工程 案例分析(研究院-李爱勤

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地理信息工程大纲要求
1. 根据项目需求，确定地理信息数据库的内容和系统硬软件 平台，进行技术设计。
2. 根据技术设计，采用适当的技术方法，进行基础和专题地 理信息数据的采集、加工、处理及整合。
3. 根据技术设计，对获取的数据进行入库前的检查和集成处 理，建立地理信息数据库，进行数据的组织、入库以及数 据库的优化调试、测试。
2016 注册测绘师资格考试培训
地理信息工程
（案例分析部分）
李爱勤 博士、教高 浙江省测绘科学技术研究院
Contents
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授课内容
• 第10章 地理信息工程
– 数据入库之前需要做大量的准备工作，主要包括实体元素的错误 纠正、多边形封闭性检测、重复地形要素的清理、道路和河流等 某些持殊地形要素的处理、地形要素扩展属性的设置等。
• 7.数据库管理系统设计
– 数据库系统设计，一般包括：网络、软硬件、存储环境、系统构 架设计等
– 管理系统功能设计，一般应包括：数据入库检查、视图管理、查 询检索、输入输出、数据分析、制图、分发服务、数据库维护、 安全管理等。
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§10.1.2 参考答案
• 2.分析题
– 结合案例，描述DLG数据建库的 技术流程。
• 答：
– 数据建库实施流程一般包括入库 前的数据整理、数据预入库、数
据处理与修改、元数据整理、数
据正式入库及数据库功能开发几 个步骤。
– 数据整理
– 数据预入库
– 数据处理与修改
– 元数据整理
– 数据正式入库
业务的需求，借鉴已有空间数据库建设的经验，结合现有的软件
环境和DLG数据库集成建库技术路线，DLG数据建库建设将采
用Oracle+ArcSDE的空间数据管理模式，以满足对DLG数据库海
量18数:32 据的集成管理。
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§10.1.2 样题
• 1.简答题 • （1）简述空间数据库管理技术现状。 • （2）简述数据库管理系统的主要功能需求与设计。
• 每个数据集对应一个元数据文档和一条数据记录
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§10.2.1 知识要点
• 3、土地专题数据的组织
– 土地信息所涉及的数据类型多，既有空间数据，又有大量文本属性数据。如： 土地利用图、地籍详查图、城乡土地定级估价图等；以地块、行政区划为基本 单元的详细数据资料（如：地块面积、用地类型、统计数据等），空间数据可 分成不同的数据层分别进行管理。下图为土地专题数据存储的逻辑结构示例。
– 应用服务层是解译应用层发出的请求，通过空间数据引擎ArcSDE 对数据库进行相应的操作，并将结果通过中间件ArcGIS Engine RunTime 或ArcIMS反馈到应用端。应用模块，包括浏览查询、 数据服务、数据库安全管理等业务应用。
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§10.1.1 知识要点
• 4、数据库建库流程
4. 根据技术设计，基于适当的硬、软件平台及网络环境，部 署并构建数据库管理系统和应用系统，进行系统开发、集 成、测试和运行。
5. 根据项目要求，制定地理信息数据库及其系统运行管理、 维护更新措施，并实施相应的运行管理及维护更新工作。
6. 根据地理信息工程项目的特点和要求，对项目过程质量进 行控制，并对项目成果进行整理、检查、验收和归档。
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§10.2.2 样题
• 简答题
• （1）土地专题空间数据主要包括哪些内容？这些数据如 何获取？
• （2）土地信息专题数据库设计要遵照哪些原则？ • （3）简述建立共享数据库的基本流程。 • （4）元数据的作用是什么？建立元数据库的基本原则有
• 存取方法，建立索引。
– 3）确定数据的存放位置
• 将使用频繁的数据文件和系统表空间文件放置在大度的磁盘上 ，或者采用高性能磁盘阵列、SSD固态硬盘等，解决磁盘存取
性能瓶颈。
– 4）确定系统配置
• 根据需要，配置Oracle数据库有关参数变量。
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§10.2.2 案例样题
• 以某市城乡土地管理信息数据库的设计和 建立为例说明专题地理信息数据库的建设 过程，包括数据库建设需求分析、数据库 构成、专题数据的组织、数据库的物理设 计共4个部分。
– 3）数据需求
• （1）数据来源 • （2）成果数据 • （3）发布数据（土地利用现状公开查询中规定可发布的数据） • （4）元数据
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§10.2.1 知识要点
• 2、专题地理信息数据库构成
– 根据城市各种土地基础图件和数据更新的现状，数据 库由基础地理信息数据库、土地信息专题数据库、备 份数据库、共享数据库和元数据库构成。
– 4）元数据库
• 根据元数据描述的对象可分为三类：数据要素级（元素级）元 数据、数据集级元数据、数据库级元数据。
• 本案例主要采用数据集级元数据，主要包括：标识信息、数据 质量信息、数据集维护信息、空间数据表示信息、空间数据组 织信息、空间参考系信息、实体和属性信息、发行信息、元数 据参考信息、引用信息等。
口。
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§10.1.1 知识要点
• 3、数据库建库技术路线
DLG数据库系统结构示意图
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§10.1.1 知识要点
• 3、建库技术路线
– C/S结构部分是核心业务模块，包括数据入库检查、安全管理、视 图管理、查询检索、元数据管理、数据输出、数据分析、专题图 制作、数据库维护等模块。
– B/S结构部分是数据服务模块，用户可浏览数据基本情况，如数据 类型、数据范围、元数据信息，确定数据订单，通过中心内网传 递到数据库，产生数据服务请求信息；用户可通过查询到订单状 态，如正在处理、已经处理完毕等。
• 主要任务：
– 1）生产数据入库检查 – 2）数据组织结构设计 – 3）数据规范化处理 – 4）系统结构及功能设计 – 5）开发数据库管理系统
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§10.1.1 知识要点
• 2、 数据库建设需求分析
– 1）系统用户分析
• 数据库维护管理人员 • 数据加工与提供人员 • 内部人员数据查询浏览
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§10.1.2 参考答案
• 1.简答题 • （2）简述数据库管理系统的主要功能需求与设计。
• 管理系统功能设计，一般应包括数据入库检查、视图管理 、查询检索、输入输出、数据分析、制图、分发服务、数 据库维护、安全管理等。视数据库不同及应用需求不同， 管理系统功能可做适当增删调整。
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– 数据库功能开发
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§10.2 专题地理信息数据库建设案例
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§10.2.1 知识要点
• 1、专题地理信息数据库建设需求分析
• 以城乡土地管理信息数据库设计和建立为例
– 1）用户基本情况
• （1）数据库使用者及权限 • （2）其他
– 2）运行环境情况
• （1）硬件环境 • （2）软件环境
• 考虑到城乡土地利用对象的差别，空间实体对象之间的关联关系，空间实 体对象和其属性之间的关联关系以及属性之间的关联关系较为复杂，因此 需要采用面向对象的设计理念。
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§10.2.1 知识要点
• 3.土地专题数据的组织 – 4）要素编码
• 某些空间操作是面向要素（如符号化），需要唯一标识每一类要素，为此 要对所有的土地利用现状数据的所有要素进行统一编码。
– 设计原则：1）灵活性 2）易操作性 3）高效性
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§10.1.2 DLG建库案例样题
• 国家测绘地理信息局某部门负责建立的“×××核心地形要素（ DLG）数据库”（以下简称“DLG数据库”）建库技术设计如下。
• 随着数据库技术的发展，空间数据库技术逐渐取代了传统的文件 数据管理模式，对象一关系数据库管理系统是较为流行的解决方
分为七大类：
① 基础地理要素类
② 地籍要素类
③ 地形要素类
④ 地类要素类
⑤ 注记要素类
⑥ 影像要素类
⑦ 其他要素类
利用7位编码进行分类代码表示，如上图。
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§10.2.1 知识要点
• 4、数据库的物理设计
– 1）确定存储结构
• 综合考虑因素：存取时间、存储空间利用率、维护代价。
– 2）设计存储路径
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10.1 基础地理信息数据库建设案例
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§10.1.1 知识要点
• 1、目标与任务
• 目标：
– 对数据采集生产的成果进行检查和处理，对生产数据进行转换处 理，形成规范统一的数据集；设计DLG数据库组织结构和系统功 能，基于网络环境开发数据库管理系统，实现对DLG数据有效管 理与分发应用，并与其他数据库进行数据库集成。
• 1）基础地理信息数据库 • 2）土地信息专题数据库 • 3）共享数据库 • 4）元数据库
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§10.2.1 知识要点
• 2、专题地理信息数据库构成
– 1）基础地理信息数据库
• 详见§10.1
– 2）土地信息专题数据库
• 根据实际需要，在基础地理数据图层之上叠加土地应用专题层 ，如土地利用规划、建设用地红线、土地交易地块等。
– 1）数据整理 – 2）数据预入库 – 3）数据处理与修改 – 4）元数据整理 – 5）数据正式入库 – 6）数据库功能开发 – 7）质量检查与验收
.1 知识要点
• 5.数据库结构设计
– 数据库结构设计主要包括概念结构设计、逻辑结构设 计、物理结构设计。
• 6.数据整理与入库
– 按照图层划分：行政区域、行政界线、宗地、权属界线拐点、面 状地类、现状地类、地类界线、符号、注记等。
– 按现势性划分：现状数据库、历史数据库、操作数据库。
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§10.2.1 知识要点
• 2、专题地理信息数据库构成
– 3）共享数据库
• 从基础、专题数据库中，提取出的那些不涉及国家秘密的数据 ，用于与其他部门或向社会共享的数据。
– 2）系统功能需求分析
• 安全性 • 提供数据库操作
数据查询、检索、浏览、提取、加工，数据裁切、拼接、格式转换、专题图制作等。
• 向用户提供数据产品和信息服务
– 3）数据库集成需求分析
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• 分散建库的原则，同时预留与其它数据库集成的接口。
• 本次DLG数据库建库只包含核心数据，具有可扩展性，提供数据接
• 3.土地专题数据的组织 – 2）属性数据组织
• 一般的GIS软件具有同时管理空间数据和属性数据的功能，也可以采用Excel 或Access软件预处理，再与空间数据库结合来实现属性数据的管理。
属性表结构设计示例：地籍详查原始数据表结构
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§10.2.1 知识要点
• 3.土地专题数据的组织 – 3）对象关系图设计
法，它是将复杂的数据类型作为对象放入关系数据库中．并提供
索引机制和简单的操作，即在空间数据源之上增加一层软件（空 间数据引擎）空间数据库管理系统（spatial database management system，SDBMS），实现对空间数据和属性数据的 一体化管理。
• 通过分析国内外空间数据库的技术进展，针对DLG数据库集成
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§10.2.1 知识要点
• 3.土地专题数据的组织 – 1）空间数据组织 空间数据一般按照图层进行管理，土地专题空间数据包括 如下内容：
• （1）地籍数据 • （2）规划数据 • （3）土地利用现状数据 • （4）房地产库 • （5）行政区划数据
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§10.2.1 知识要点
• 第11章 导航电子地图制作
• 第12章 互联网地理信息服务
• 2011年试卷分析
• 2012年试卷分析
• 2013年试卷分析
• 2014年试卷分析
• 重点难点分析
18:32 • 如何应试
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第10章 地理信息工程
• §10.1 基础地理信息数据库建设 • §10.2 专题地理信息数据库建设 • §10.3 应用系统开发 • §10.4 系统部署与集成
• 2.分析题 • 结合案例，描述DLG数据建库的技术流程。
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§10.1.2 参考答案
• 1.简答题 • （1）简述空间数据库管理技术现状。
– 随着数据库技术的发展，空间数据库技术逐渐取代了 传统的文件数据管理模式，对象一关系数据库管理系 统是较为流行的解决方法，它是将复杂的数据类型作 为对象放入关系数据库中．并提供索引机制和简单的 操作，即在空间数据源之上增加一层软件（空间数据 引擎）空间数据库管理系统（spatial database management system，SDBMS），实现对空间数据 和属性数据的一体化管理。