空间数据库设计实验指导

《空间数据库》课程

实验指导书

实验教学是本课程的重要环节，它对于掌握理论课所讲授的基本内容、提高学生的实际动手能力、培养学生的创新思维,都具有十分重要的意义。本课程的实验教学侧重空间数据库设计与建立。根据不同专题或主题设计题目,学生自己选题进行课程设计,建立专题的空间数据库。同时在整个过程中强调空间数据库设计和建立的标准化、规范化等。

1 实验内容

1）空间数据库结构设计：运用ER模型及UML构建面向对象数据模型，了解空间数据设计的整个过程，依据步骤建立空间数据库结构，并撰写详细的设计报告。专题数据库包括土地利用空间数据库、城市道路交通空间数据库、区域旅游资源空间数据库、地籍管理空间数据库等。

2）数据采集与空间数据库建立：依据所选的专题，进行空间数据库结构设计的同时，进行数据的处理及规范化，特别是设计分类编码的内容要符合国家或行业的标准。掌握空间数据采集、转换、处理、编辑、拓扑检查等技术方法，建立完整的专题数据库，提交相应数据成果。

2 实验软件平台的选择

Geodatabase以其强大和丰富的功能代表了空间数据库软件技术的发展趋势，该产品可以作为空间数据库实验教学软件平台。Geodatabase是用于管理和存储多种地理信息类型的集合，其采用两层结构，即数据存储层和应用层。数据存储层是将GIS数据存储为File、XML、DBMS等多种格式，而应用层则是维护数据的高级逻辑和行为，例如Feature Classes、Raster Dataset、Topology、Network、Address Locators等。

ArcSDE Geodatabase通过空间数据引擎ArcSDE可以用传统的关系数据库对空间地理数据加以管理和处理，提供必要的空间关系运算和空间分析功能，实现客户/服务器体系结构，地理空间数据的共享和互操作等。允许ArcGIS在多种数据库平台上管理地理信息，这些平台包括Oracle，Microsoft SQL Server, IBM

DB2，和Informix。因此本课程实践软件平台选择ArcGIS Desktop 9.2、ArcSDE9.2以及Microsoft SQL Server 2005。

3 实践内容的具体实施

1）软件的安装与连接

在学院的教学实验机房安装好相应软件平台，并进行相应连接，运用一或两台服务器，建立客户端/服务器的实践操作平台。部分有条件的学生可在自己的电脑上安装一个单机版的平台。

2）空间数据库的设计

依据选定的专题设计一个Geodatabase：包括需求分析、概念设计、逻辑设计、拓扑规则设计、数据关联规则设计、物理设计、数据字典设计等。

3）空间数据库的建立

（1）使用ArcCatalog创建全新的数据库：包括要素集、要素类、子类、有效性规则、关系、几何网络等。ArcCatalog提供了一整套地理数据库中的设计和管理项目；（2）转换已有的数据到地理数据库中：如Shapefile数据、coverage 数据、INFO表和dBase表等；（3）用CASE(计算机辅助)工具建造Geodatabase：用CASE工具来完成创建一个新的定制对象和从UML图表中产生一个地理数据库结构。ArcGIS支持工业标准的统一建模语言(UML)和CASE工具，通过CASE 工具可以完成对数据库结构的定义。

4）空间数据的处理与入库

进行专题数据的采集、编辑、拓扑检验、完整性约束及入库的整个过程。包括加载数据集和栅格到Geodatabase中；用高级数据类型扩展要素类；用域、关联和子类型扩展表；扩展栅格数据集；加载和维护Geodatabase中每个数据集的数据；管理ArcSDE Geodatabase等。

注：另附PDF文档详细描述建立Geodatabase的软件操作过程。