3.2基础地理信息数据库建设案例

§3.2基础地理信息数据库建设案例

3.2.1背景材料

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。

1.技术概况

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数据文件管理模式，对象-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，即在空问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。

目前，市场上已有多种空间数据库中间件，国外的有ESRI公司的空司数据引擎（spatial database engine，SDE）、mapinfo公司的spatialware、intergrah公司的geomedia等；国内的有武汉吉奥信息技术工程公司研发的geosde、超图公司开发出的空间数据引擎super map sdx 等，它们都是把空间数据（矢量数据中的几何数据、拓扑数据，栅格数据）以二进制数据块的形式存储在数据库中，而属性数据则以常用数据类型的形式存储。

同时，某些传统的数据库厂商在它们的数据库产品中也提供了空间数据类型的支持，如oracle公司的Oracle Spatial、informix公司的spatial datablade。

ArcSDE空间数据引擎是ESRI公司针对空间数据的存储问题推出的一套空间数据库管理软件，从空间数据管理的角度可以将其看成是一个连续的空间数据模型，借助这一模型，可以将空间数据加入到关系数据库管理系统（RDBMS）中去。ArcSDE融入RDBMS后，提供了对空间、非空间数据进行高效管理的数据库接口，通过ArcSDE用户可以将多种数据产品存储于商用数据库系统中，并获得高效的管理和检索应用服务。

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数据库海量数据的集成管理。

2目标与任务

DLG数据库的建库目标为：对数据采集生产的成果进行检查和处理，设计DLG数据库组织结构和系统功能，对生产数据进行转换处理，形成规范统一的数据集；基于网络环境开发数据库管理系统，实现对DLG数据的有效管理与分发应用，并与其他数据库进行数据集成。其任务包括：

1）生产数据入库检查

DLG数据入库检查验收是对生产单位汇交上来的数据，按建库要求实施的质量控制过程。入库检查从全局范围把握一些重大的质量问题，注重检查和处理各单位生产的数据之间、不同区域的数据之间、不同图幅数据之间的不完整、不一致等问题，以及要素之间的关系协调等。

2）数据组织结构设计、

DLG数据包含7大类要素（水系数据、居民地数据、交通数据、境界数据、地形地貌数据、定位数据、其他数据等），数据库设计时应将数据进行合理的分类布局，并进行数据存储。

3）数据规范化处理

1：5万数据生产采用的是高斯6°分带投影，建库时需要转换为地理坐标；部分数据层的属性字段项的名称为中文，为统一需要转换为字符串；数据生产过程中，为了区分要素的更新与否，在国标码前增加了一位，数据入库时须将要素的更新信息提取出来放在单独字段中，保持标准国标码的位数不变；把因图幅而分割的重要要素目标进行合并处理。

4）系统结构及功能设计

针对DLG数据库数据管理和数据服务的业务要求，考虑与其他数据库集成，设计并制定符合多源数据集成管理和数据服务的技术架构、符合数据库集成的统一数据库平台，规范DLG数据库的数据组织方式和管理模式，设计满足业务工作需要的系统功能，为数据库集成奠定基础。

5）开发数据库管理系统

针对数据库的数据集成管理和数据服务的需要，进行DLG数据库集成管理系统的设计、开发和调试工作，以实现对DLG数据库安全管理、数据检索查询、数据输出、数据分析、元数据管理、专题图制作和数据信息服务等业务功能，并编写与开发工作配套的技术设计文档和操作使用手册。

3数据库建设需求分析

1）系统用户分析

DLG数据库主要用于DLG数据的维护、管理、数据服务等业务，以及其他相关业务对数据库的查询浏览。用户类型主要包括以下3类。

（1）数据库维护管理人员：数据库维护管理人员的工作主要包含对DLG数据库日常系统运行的维护管理、数据库的更新、数据库的备份、数据库用户管理、用户权限管理等操作。

（2）数据加工与提供人员：数据加工与提供人员的工作主要是根据数据服务订单对DLG 数据库进行数据提取、加工，提供数据服务。

（3）授权用户：其他内部用户是在数据库授权的情况下可以对DLG数据库进行浏览、查询等操作的人员。

2）系统功能需求分析

面对巨大的矢量空间数据集，如何对数据进行有效的管理，并能够及时向用户提供数据查询、数据检索、数据提取、数据加工等服务，这是数据库设计应该考虑的关键所在。

DLG数据很多都属于国家涉密数据，因此数据库的安全性尤为重要，数据库应根据不同的用户设置不同的用户权限，以保证数据的安全使用。数据库系统不仅要提供多种检索方式对数据内容进行实时浏览，从而能够准确迅速地确定所需数据的种类、内容及范围；而且还要提供对数据库中各种数据进行的基本操作，如数据裁切、数据拼接、数据格式转换、专题图制作等功能。

DLG数据库建设的最终目的是向用户提供数据产品和信息服务。随着空间数据的广泛应用，用户对空间地理数据的需求也越来越高。传统的图幅管理及供需方式已经不适应空间地理数据服务需求。近来，用户对数据的需求主要体现在；对空间数据各种内容要素的需求、数据格式的转换需求，以及相应的技术支持。因此，要能够满足用户多种多样的需求，良好的数据库结构是必需的。DLG数据库在数据查询检索、数据产品制作、数据分发服务及数据的应用开发等方面，必须满足用户的需求，才能达到数据库建设的目标。

3）数据库集成需求分析

数据库建设采用的是分散建库的原则。由于多个数据库的建成时间不一致，形成了多个独立的数据库。DLG数据库的建设将按照数据库集成的统一技术框架，建成数据相对独立的数据库，同时预留与其他数据库集成的接口。

本次DLG数据建库只包含核心数据，计划将来在合适的时候增加其他非核心要素。因此，DLG数据库的设计不仅要把核心要素存储好、管理好，更要为以后增加非核心要素提供可扩展的存储余地。同时，也要为DLG数据库与同比例尺的其他空间数据库，以及其他比例尺数据库集成提供开放的数据接口。

DLG数据库系统结构示意图如下图所示。

dlg数据库系统结构示意图

在DLG数据库系统结构中，系统c／s结构部分主要是核心业务模块，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。