基于GIS的省级地质灾害数据库设计与实现_彭颖霞
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1． 1 地质灾害信息的分类编码
编码，是给每一种地理要素分配一个唯一的标识符， 从而实现灾害信息标准化存储和信息资源共享。编码时 要遵循完整性和可扩充性： 编码码结构应留有适当的扩 充余地，以便 在 必 要 时 扩 充 新 的 类 别 代 码 且 不 影 响 已 有 的分类和代码。地质灾害信息整体代码包含行政区划编 码和灾害体本身信息分类编码两部分。前者标志了灾害
标、省名、比例尺、编制时间。 2） 水系图层，包括河流、湖泊、水库、渠道及其名称注
记、分类等。 3） 交通图层，包括铁路、公路及其类别。 4） 居民地图层，包括乡镇及其以上各级政府驻地和
居民地名称。 5） 灾害点图层，包括灾害点位置、规模、注记等。 6） 境界图层，包括县级以上各级行政区划界线和其
它特殊地区、自然保护区界线。 2． 2． 1． 2 属性数据库
图 2 空间数据库数据集成机理示意图 Fig． 2 Integration of spatial database
2 省级地质灾害数据库设计
省级地质灾害信息数据数据库设计可分为两个阶 段： 概念设计和逻辑设计。地质灾害空间数据中的每一 个空间对象都 隐 含 了 空 间 分 布 特 征，记 录 的 拓 扑 信 息 表 达了多种空间 关 系，虽 然 方 便 了 空 间 数 据 的 查 询 和 空 间 分析，但也给 空 间 分 析 的 一 致 性 和 完 整 性 维 护 增 加 了 复 杂性，且不满足关系数据模型的三个范式的要求，使其不 能直接采用关 系 数 据 管 理 系 统 进 行 管 理，再 加 上 其 海 量 数据的特点使得在对数据库进行设计的时候不仅要考虑 它的空间分布特征，还要遵循以下几点要求： 一是数据库 要保持最小冗余度； 二是在插入、修改和删除数据时，数 据结构、相互关系和从属性应保持不变； 三是数据库要具 有独立性，数据存放尽可能地独立于使用它的应用程序； 四是要具有不断扩充和更新的能力。
的建设； 同时也介绍了部分地质灾害数据的管理功能。
关键词： GIS； 地质灾害； 数据库； 图形数据库； 属性数据库； 省级； 设计与建实现
中图分类号： P208
文献标识码： B
文章编号： 1672 － 5867（ 2011） 03 － 0157 － 05
Design and Implementation of Provincial Geological Hazard Database Based on GIS
怎样提高数据的生产效率，避免数据库的重复建设， 为数据交换、集 成 和 融 合 提 供 科 学 合 理 的 物 理 位 置 和 逻 辑方法，最大 限 度 地 减 少 数 据 共 享 所 带 来 的 技 术 障 碍 等 等，解决问题 的 关 键 是 数 据 框 架 的 建 设。 省 级 灾 害 数 据 库的数据框架 在 国 土 资 源 信 息 网 络 中，应 当 具 有 共 同 的 数学基础和空间参照系，同构数据采用统一的数据模型， 异构数据提供互操作的数据接口。这里只就同构数据进 行讨论，要建立统一的数据模型，统一的编码和合理的空 间数据库的集成是关键。
PENG Ying － xia，HE Zhen － ming，ZHAN Liao － fang，LIAO Ye － xiang，LI Ruo － yao （ School of Geosciences of Yangtze University，Jingzhou 434023，China）
Abstract： In order to carry on the research of geological disaster division，by studying the current geological hazard research of domestic or overseas，the paper managed and analyzed the data of geological hazards using the powerful spatial analysis and fast exchanging between charts and texts，and proposed a method of building provincial geological hazard database from the data sharing level． This paper introduced the design and implementation of geological hazards information database． The process of geological hazards database design was discussed in two steps： conceptual design and logistic design． This paper also introduced the establishment of geological hazard database from various aspects，including attribute database construction，graphic database construction and the integration between attribute database and graphic database，meanwhile，this paper also introduced the partial management functions of geological hazard database． Key words： GIS； geological hazards； database； graphic database； attribute database； provincial； design and implementation
1． 2 空间数据库的集成机理
数据主要存 放 于 图 形 数 据 库、属 性 数 据 库 以 及 多 媒 体文档数据库 中，在 进 行 综 合 分 析 时 需 要 从 三 库 中 提 取 相关数据信 息 以 进 行 各 类 模 型 分 析。 为 此，需 要 建 立 图 形库与属性库 以 及 多 媒 体 文 档 等 数 据 联 系 纽 带，以 实 现 三库间的数据集成，如图 2 所示。
源浪费，同时不能形象、直观地描述空间内容，而 GIS 技 术，能实现图文互访，具备高效方便的编程功能和完备的 空间数据可视化分析处理功能。如果将 GIS 数据库、多媒 体技术结合起来，建立一个基于省级的地质灾害数据库， 就能够充分发挥 GIS 的优势，实现地质灾害信息统一高效 科学地管理，将 大 大 提 高 灾 害 信 息 管 理 系 统 和 防 灾 减 灾 系统建立的能力。
1 省级地质灾害数据库的集成
在地质灾害 信 息 管 理 系 统 的 建 设 中，省 级 灾 害 数 据 库具有十分重要的作用。省级地质灾害相关管理部门要 建立与各县市 之 间 的 连 接，省 级 灾 害 数 据 库 在 数 据 源 的 组织与管理，数据质量的监督与保护，数据的上传与下载
收稿日期： 2010 － 05 － 27 作者简介： 彭颖霞（ 1988 － ） ，女，湖北十堰人，福州大学福建省空间信息工程研究中心地图学与地理信息系统专业硕士研究生，主要
摘 要： 为了进行地质灾害区划研究，作者在对国内外地质灾害研究现状进行分析的基础上，提出了利用 GIS 强
大的空间分析和快速的图文互访功能来管理分析地质灾害数据，并从数据共享的角度提出建立省级地质灾害数
据库。文章从数据库的概念性设计、逻辑设计和数据库实体建设等方面详细介绍了省级地质灾害数据库的设计
过程； 从属性数据库建设、图形数据库建设、图形数据库与属性数据库的连接等方面介绍了地质灾害空间数据库
0引言
自然灾害信息管理在减灾工作中占有重要地位。世 界各国非常重 视 灾 害 数 据 的 收 集、数 据 库 的 设 计 与 建 设 等问题的研 究。 国 外 对 灾 害 数 据 库 的 研 究 起 步 较 早，研 究较为成熟。 与 之 相 比，中 国 作 为 世 界 上 发 生 地 质 灾 害 最严重的国家 之 一，灾 种 类 型 多、发 生 频 率 高、分 布 地 域 广、灾害损失大，但在灾害数据库的建设和信息管理方面 的研究相对欠缺，目前，国内主要采用档案的人工管理方 式，信息的查询、变 更 非 常 不 便，从 而 导 致 地 质 灾 害 防 治 及空间分析 不 能 及 时、准 确。 有 个 别 地 区 虽 已 建 立 了 部 分地质灾害数据库，却只是基于市级或县级的，数据的共 享困难，数据 库 的 重 复 建 设 造 成 数 据 的 重 复 采 集 以 及 资
主要由描述 地 质 灾 害 的 各 个 数 据 类 的 基 本 情 况、基 本特征等数据 表 组 成，每 个 表 都 包 含 有 一 个 唯 一 的 关 键 字段。由于在灾害点信息图层中各类型的灾害所具有的 属性信息较多 且 各 不 相 同，为 了 方 便 起 见 将 其 中 的 部 分 作为外挂属性数据存储在 SQLServer 数据库中，而只有较 少的部分作为内部属性与图形数据共同管理。对于外挂 属性数据和内部属性数据通过关键字段实现关联。
研究方向为网络地理信息系统。
158
测绘与空间地理信息
2011 年
及数据的ห้องสมุดไป่ตู้新与维护等方面必然发挥不可替代的作用。 省级灾害数 据 库 建 设、数 据 变 换 体 系 的 建 设 等 方 面
的任务，采用 分 布 式 存 储 和 集 中 式 管 理，实 现 互 联 互 通， 提高数据质量、遵守数据标准、实现数据共享是共同的希 望，这是建设数据框架的基础。
第 34 卷 第 3 期 2011 年 6 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
Vol． 34，No． 3 Jun． ，2011
基于 GIS 的省级地质灾害数据库设计与实现
彭颖霞，何贞铭，占辽芳，廖野翔，李若瑶
（ 长江大学 地球科学学院，湖北 荆州 434023）
2． 1 地质灾害数据库概念结构设计
数据库概念化设计是从抽象的角度来设计数据库。 其内容包括： 决定数据库的内容、选择适当的数据模型、 各数据内容如何在库中组织等。
2． 1． 1 地质灾害数据库的内容
我国地 质 灾 害 十 分 发 育。 最 主 要 的 主 要 有 以 下 几 种： 滑坡、崩塌、泥石流等。由于地质灾害的突发性带来 了很大程度上的不确定性，这就需要通过地质灾害调查， 从众多的灾害个体中归纳出的地质灾害分布发育规律数 据包括，基础地质数据、地理数据、灾害体数据、灾害所影 响到的社会经济实体数据、防灾预案数据、灾害点负责人 信息等数据。其具体内容如下：
体所在行政区的具体位置，便于按行政区查询； 后者标志 了灾害体本身 的 类 型 等 属 性 信 息，便 于 按 灾 害 属 性 信 息 条件查询。地质灾害统一编号是 GIS 连接空间图元与属 性表以及外部数据库的唯一关键标志，三者须保持一致， 其结构如图 1 所示。
图 1 地质灾害“统一编号”规则 Fig． 1 “Unified coding”rule of geological hazards
1） 基本信息 各类不同灾 害 点 的 基 本 情 况 信 息，主 要 包 括 交 通 概 况、地理概况、灾害概况、地质概况等。
第3 期
彭颖霞等： 基于 GIS 的省级地质灾害数据库设计与实现
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2） 防灾预案 重要灾害点的编号、名称、灾害类型、规模等级、危险 程度、危害程度、预警状况、疏散路线等信息。 3） 群防群测 不同 级 别 灾 害 点 监 测 信 息、应 急 措 施、负 责 人 等 信息。 4） 应急调查 灾害点的变形时间、基本形成条件、成因机制和应急 处理等。
2． 1． 2 地质灾害数据内部结构
1） 图形数据由点、线、面及其对应特征属性表（ 内部 属性表） 构成，点、线、面用以刻画空间分布特征，特征属 性表用以存放 空 间 图 形 几 何 特 征 及 标 示 特 征，其 通 过 内 部 ID 来联接。
2） 属性数据库中同类型地质灾害是由多种相关信息 组成，其对应表（ 以滑坡为例，滑坡主表、滑坡变形迹象子 表、滑坡控制结构面子表） 是通过关键字来实现关联的， 如图 3 所示。
编码，是给每一种地理要素分配一个唯一的标识符， 从而实现灾害信息标准化存储和信息资源共享。编码时 要遵循完整性和可扩充性： 编码码结构应留有适当的扩 充余地，以便 在 必 要 时 扩 充 新 的 类 别 代 码 且 不 影 响 已 有 的分类和代码。地质灾害信息整体代码包含行政区划编 码和灾害体本身信息分类编码两部分。前者标志了灾害
标、省名、比例尺、编制时间。 2） 水系图层，包括河流、湖泊、水库、渠道及其名称注
记、分类等。 3） 交通图层，包括铁路、公路及其类别。 4） 居民地图层，包括乡镇及其以上各级政府驻地和
居民地名称。 5） 灾害点图层，包括灾害点位置、规模、注记等。 6） 境界图层，包括县级以上各级行政区划界线和其
它特殊地区、自然保护区界线。 2． 2． 1． 2 属性数据库
图 2 空间数据库数据集成机理示意图 Fig． 2 Integration of spatial database
2 省级地质灾害数据库设计
省级地质灾害信息数据数据库设计可分为两个阶 段： 概念设计和逻辑设计。地质灾害空间数据中的每一 个空间对象都 隐 含 了 空 间 分 布 特 征，记 录 的 拓 扑 信 息 表 达了多种空间 关 系，虽 然 方 便 了 空 间 数 据 的 查 询 和 空 间 分析，但也给 空 间 分 析 的 一 致 性 和 完 整 性 维 护 增 加 了 复 杂性，且不满足关系数据模型的三个范式的要求，使其不 能直接采用关 系 数 据 管 理 系 统 进 行 管 理，再 加 上 其 海 量 数据的特点使得在对数据库进行设计的时候不仅要考虑 它的空间分布特征，还要遵循以下几点要求： 一是数据库 要保持最小冗余度； 二是在插入、修改和删除数据时，数 据结构、相互关系和从属性应保持不变； 三是数据库要具 有独立性，数据存放尽可能地独立于使用它的应用程序； 四是要具有不断扩充和更新的能力。
的建设； 同时也介绍了部分地质灾害数据的管理功能。
关键词： GIS； 地质灾害； 数据库； 图形数据库； 属性数据库； 省级； 设计与建实现
中图分类号： P208
文献标识码： B
文章编号： 1672 － 5867（ 2011） 03 － 0157 － 05
Design and Implementation of Provincial Geological Hazard Database Based on GIS
怎样提高数据的生产效率，避免数据库的重复建设， 为数据交换、集 成 和 融 合 提 供 科 学 合 理 的 物 理 位 置 和 逻 辑方法，最大 限 度 地 减 少 数 据 共 享 所 带 来 的 技 术 障 碍 等 等，解决问题 的 关 键 是 数 据 框 架 的 建 设。 省 级 灾 害 数 据 库的数据框架 在 国 土 资 源 信 息 网 络 中，应 当 具 有 共 同 的 数学基础和空间参照系，同构数据采用统一的数据模型， 异构数据提供互操作的数据接口。这里只就同构数据进 行讨论，要建立统一的数据模型，统一的编码和合理的空 间数据库的集成是关键。
PENG Ying － xia，HE Zhen － ming，ZHAN Liao － fang，LIAO Ye － xiang，LI Ruo － yao （ School of Geosciences of Yangtze University，Jingzhou 434023，China）
Abstract： In order to carry on the research of geological disaster division，by studying the current geological hazard research of domestic or overseas，the paper managed and analyzed the data of geological hazards using the powerful spatial analysis and fast exchanging between charts and texts，and proposed a method of building provincial geological hazard database from the data sharing level． This paper introduced the design and implementation of geological hazards information database． The process of geological hazards database design was discussed in two steps： conceptual design and logistic design． This paper also introduced the establishment of geological hazard database from various aspects，including attribute database construction，graphic database construction and the integration between attribute database and graphic database，meanwhile，this paper also introduced the partial management functions of geological hazard database． Key words： GIS； geological hazards； database； graphic database； attribute database； provincial； design and implementation
1． 2 空间数据库的集成机理
数据主要存 放 于 图 形 数 据 库、属 性 数 据 库 以 及 多 媒 体文档数据库 中，在 进 行 综 合 分 析 时 需 要 从 三 库 中 提 取 相关数据信 息 以 进 行 各 类 模 型 分 析。 为 此，需 要 建 立 图 形库与属性库 以 及 多 媒 体 文 档 等 数 据 联 系 纽 带，以 实 现 三库间的数据集成，如图 2 所示。
源浪费，同时不能形象、直观地描述空间内容，而 GIS 技 术，能实现图文互访，具备高效方便的编程功能和完备的 空间数据可视化分析处理功能。如果将 GIS 数据库、多媒 体技术结合起来，建立一个基于省级的地质灾害数据库， 就能够充分发挥 GIS 的优势，实现地质灾害信息统一高效 科学地管理，将 大 大 提 高 灾 害 信 息 管 理 系 统 和 防 灾 减 灾 系统建立的能力。
1 省级地质灾害数据库的集成
在地质灾害 信 息 管 理 系 统 的 建 设 中，省 级 灾 害 数 据 库具有十分重要的作用。省级地质灾害相关管理部门要 建立与各县市 之 间 的 连 接，省 级 灾 害 数 据 库 在 数 据 源 的 组织与管理，数据质量的监督与保护，数据的上传与下载
收稿日期： 2010 － 05 － 27 作者简介： 彭颖霞（ 1988 － ） ，女，湖北十堰人，福州大学福建省空间信息工程研究中心地图学与地理信息系统专业硕士研究生，主要
摘 要： 为了进行地质灾害区划研究，作者在对国内外地质灾害研究现状进行分析的基础上，提出了利用 GIS 强
大的空间分析和快速的图文互访功能来管理分析地质灾害数据，并从数据共享的角度提出建立省级地质灾害数
据库。文章从数据库的概念性设计、逻辑设计和数据库实体建设等方面详细介绍了省级地质灾害数据库的设计
过程； 从属性数据库建设、图形数据库建设、图形数据库与属性数据库的连接等方面介绍了地质灾害空间数据库
0引言
自然灾害信息管理在减灾工作中占有重要地位。世 界各国非常重 视 灾 害 数 据 的 收 集、数 据 库 的 设 计 与 建 设 等问题的研 究。 国 外 对 灾 害 数 据 库 的 研 究 起 步 较 早，研 究较为成熟。 与 之 相 比，中 国 作 为 世 界 上 发 生 地 质 灾 害 最严重的国家 之 一，灾 种 类 型 多、发 生 频 率 高、分 布 地 域 广、灾害损失大，但在灾害数据库的建设和信息管理方面 的研究相对欠缺，目前，国内主要采用档案的人工管理方 式，信息的查询、变 更 非 常 不 便，从 而 导 致 地 质 灾 害 防 治 及空间分析 不 能 及 时、准 确。 有 个 别 地 区 虽 已 建 立 了 部 分地质灾害数据库，却只是基于市级或县级的，数据的共 享困难，数据 库 的 重 复 建 设 造 成 数 据 的 重 复 采 集 以 及 资
主要由描述 地 质 灾 害 的 各 个 数 据 类 的 基 本 情 况、基 本特征等数据 表 组 成，每 个 表 都 包 含 有 一 个 唯 一 的 关 键 字段。由于在灾害点信息图层中各类型的灾害所具有的 属性信息较多 且 各 不 相 同，为 了 方 便 起 见 将 其 中 的 部 分 作为外挂属性数据存储在 SQLServer 数据库中，而只有较 少的部分作为内部属性与图形数据共同管理。对于外挂 属性数据和内部属性数据通过关键字段实现关联。
研究方向为网络地理信息系统。
158
测绘与空间地理信息
2011 年
及数据的ห้องสมุดไป่ตู้新与维护等方面必然发挥不可替代的作用。 省级灾害数 据 库 建 设、数 据 变 换 体 系 的 建 设 等 方 面
的任务，采用 分 布 式 存 储 和 集 中 式 管 理，实 现 互 联 互 通， 提高数据质量、遵守数据标准、实现数据共享是共同的希 望，这是建设数据框架的基础。
第 34 卷 第 3 期 2011 年 6 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
Vol． 34，No． 3 Jun． ，2011
基于 GIS 的省级地质灾害数据库设计与实现
彭颖霞，何贞铭，占辽芳，廖野翔，李若瑶
（ 长江大学 地球科学学院，湖北 荆州 434023）
2． 1 地质灾害数据库概念结构设计
数据库概念化设计是从抽象的角度来设计数据库。 其内容包括： 决定数据库的内容、选择适当的数据模型、 各数据内容如何在库中组织等。
2． 1． 1 地质灾害数据库的内容
我国地 质 灾 害 十 分 发 育。 最 主 要 的 主 要 有 以 下 几 种： 滑坡、崩塌、泥石流等。由于地质灾害的突发性带来 了很大程度上的不确定性，这就需要通过地质灾害调查， 从众多的灾害个体中归纳出的地质灾害分布发育规律数 据包括，基础地质数据、地理数据、灾害体数据、灾害所影 响到的社会经济实体数据、防灾预案数据、灾害点负责人 信息等数据。其具体内容如下：
体所在行政区的具体位置，便于按行政区查询； 后者标志 了灾害体本身 的 类 型 等 属 性 信 息，便 于 按 灾 害 属 性 信 息 条件查询。地质灾害统一编号是 GIS 连接空间图元与属 性表以及外部数据库的唯一关键标志，三者须保持一致， 其结构如图 1 所示。
图 1 地质灾害“统一编号”规则 Fig． 1 “Unified coding”rule of geological hazards
1） 基本信息 各类不同灾 害 点 的 基 本 情 况 信 息，主 要 包 括 交 通 概 况、地理概况、灾害概况、地质概况等。
第3 期
彭颖霞等： 基于 GIS 的省级地质灾害数据库设计与实现
159
2） 防灾预案 重要灾害点的编号、名称、灾害类型、规模等级、危险 程度、危害程度、预警状况、疏散路线等信息。 3） 群防群测 不同 级 别 灾 害 点 监 测 信 息、应 急 措 施、负 责 人 等 信息。 4） 应急调查 灾害点的变形时间、基本形成条件、成因机制和应急 处理等。
2． 1． 2 地质灾害数据内部结构
1） 图形数据由点、线、面及其对应特征属性表（ 内部 属性表） 构成，点、线、面用以刻画空间分布特征，特征属 性表用以存放 空 间 图 形 几 何 特 征 及 标 示 特 征，其 通 过 内 部 ID 来联接。
2） 属性数据库中同类型地质灾害是由多种相关信息 组成，其对应表（ 以滑坡为例，滑坡主表、滑坡变形迹象子 表、滑坡控制结构面子表） 是通过关键字来实现关联的， 如图 3 所示。