基础空间数据库建立

Microcomputer Applica tions V ol.27,No.4,2011开发应用微型电脑应用2011年第27卷第4期6文章编号：1007-757X(2011)04-0046-03基础空间数据中心框架的设计李天兰摘要：首先介绍了基础空间数据中心框架的意义和三大组成部分：规划综合数据库、信息资源共享交换体系和信息资源服务体系。

在规划综合数据库建设的时候，确定好要建设哪些数据库很关键，这是实现共享的基础。

而信息资源共享交换体系是实现共享的技术手段，是很关键的。

信息资源服务体系则主要涉及了系统的维护和更新方面的内容。

以昆明市规划管理信息系统为例，详细介绍了三大组成部分的设计。

关键词：基础空间数据中心框架；规划综合数据库；信息资源共享交换体系；信息资源服务体系中图分类号：TP311文献标志码：A0引言当今社会，随着计算机技术的高速发展，GIS 技术的不断深入提高，信息化正慢慢成为主流。

很多单位都在进行信息化建设的工作。

在这个过程中，数据库建设是一个重点，而且也是问题比较多的一个方面。

比如：缺少数据共享的标准，机制与策略，缺少数据更新，管理机制，规划编制成果不够规范，数据库建设滞后，规划成果数据缺乏一致性。

所以亟待建设一个数据库建设的标准。

在遵循昆明市规划局统一制定的数据标准和规范的基础上，将规划行业相关的数据进行分类、整理、入库，最终融合成一个有机的、统一的数据中心框架，建立基础空间数据一体化，数据中心框架的建设是各项信息化成果能够发挥效益的基础保证。

架设这样一个框架，一方面解决掉现存的各种问题，提高了信息资源共享的水平，保证了系统维护管理能有效进行；另一方面也可以形成一种思维，一种架设框架的模式，为今后架设更大，更全的数据中心框架打下基础，做好开头。

1基础空间数据中心的框架基础空间数据中心框架主要由3部分组成，即：规划综合数据库、信息资源共享交换体系和信息资源服务体系，如图1所示。

信息资源共享交换体系基础地理类数据库规划编制类数据库业务办公类数据库规划档案类数据库现状专题类数据库政策法规类数据库规划综合数据库信息资源服务体系数据协调管理更新与应用保障提交与处理服务内部数据共享与交换外部数据共享与交换数据标准技术规范图1基础空间数据框架构成示意图Fig.1Constitute the framework of the planni ng data center diagram2规划综合数据库的建设在建设数据库的时候一定要做好调研，做好需求分析，规划综合数据库的建设是很核心的内容，共享基础数据库设计的好，对于系统的高效运行和维护有莫大的帮助。

校园基础地理空间数据库建设设计方案遥感1503班第10组（杨森泉张晨欣杨剑钢熊倩倩）测绘地理信息技术专业昆明冶金高等专科学校测绘学院2017年5月一．数据来源二. 目的三 .任务四. 任务范围五 .任务分配与计划六．小组任务分配七. E-R模型设计八．关系模式九．属性结构表十．编码方案一．数据来源原始数据为大二上学期期末实训数字测图成果（即DWG格式的校园地形图）导入GIS 软件数据则为修改过的校园地形图二．目的把现实世界中有一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。

空间数据库设计要满足用户需求，具有良好的数据库性能，准确模拟现实世界，能够被某个数据库管理系统接受。

三．任务任务包括三个方面：数据结构、数据操作、完整性约束具体为：①静态特征设计——结构特性，包括概念结构设计和逻辑结构设计；②动态特性设计——数据库的行为特性，设计查询、静态事务处理等应用程序；③物理设计，设计数据库的存储模式和存储方式。

主要步骤：需求分析→概念设计→逻辑设计→物理设计原则：①尽量减少空间数据存储冗余；②提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，数据结构能够做出相应的变化；③满足用户对空间数据及时访问的需求，高校提供用户所需的空间数据查询结果；④在空间元素间为耻复杂的联系，反应空间数据的复杂性；⑤支持多种决策需要，具有较强的应用适应性。

四、任务范围空间数据库实现的步骤、建库的前期准备工作内容、建库流程步骤：①建立实际的空间数据库结构；②装入试验性数据测试应用程序；③装入实际空间数据，建立实际运行的空间数据库。

前期准备工作内容：①数据源的选择；②数据采集存储原则；③建库的数据准备；④数据库入库的组织管理。

建库流程：①首先必须确定数字化的方法及工具；②准备数字化原图，并掌握该图的投影、比例尺、网格等空间信息；③按照分层要求进行一个Coverage的数字化，数字化的过程包括选择控制点、数字化控制点、确定投影信息、采集数据、编辑和修改数据等；④对收集来的空间数据进行拓扑关系的建立，并给空间实体赋属性值；⑤进行坐标变换和底图接边处理就建成了分层管理的空间数据库。

城市公共基础数据库建设（地理库）地理信息数据是智慧城市的定位基准，是集成城市自然、社会、经济、人文等综合信息的基础，是信息集成的载体，是智慧城市赖以实现的不可或缺的基础支撑。

“智慧南平地理库”建设将结合南平市现有数据情况，补充生产或整合更新南平市域范围内各类基础地理信息数据，按照标准规范对数据进行整合改造形成面向应用的公共地理框架数据，并研发数据库管理系统实现对基础地理信息数据和公共地理框架数据的建库管理和维护更新，为政府部门、企业和公众提供丰富权威的数据资源，推动地理信息的社会化应用，避免资源浪费和重复建设。

(1)基础地理信息数据补充生产：补充生产地名地址数据、三维景观数据等；(2)基础地理信息数据改造更新。

将原来离散的、数据格式各异的空间信息改造成为逻辑上一体的、具有统一空间定位框架基础地理信息资源，整合对象主要是现有数字线划图、中小尺度遥感影像、高程模型以及地名数据；(3)公共地理空间框架数据整合生产（含政务版、公众版）：以基础地理数据为基础，根据数字城市地理空间框架的标准规范，面向公共应用需求进行数据的对象化、网格化、信息化加工处理，形成面向公共服务的地理框架数据(4)数据库管理系统开发：研发数据库管理系统，实现对基础地理信息数据和公共地理框架数据的入库、日常管理及更新维护，(5)数据库建设：通过数据库管理系统，对整合后的基础地理信息数据、政务版地理框架数据和公众版地理框架数据进行入库处理，最终建成包含影像数据、矢量数据、高程模型数据的基础地理信息数据库、政务地理框架数据库、公众地理框架数据库以及对应的元数据库和数据目录。

“智慧南平地理库”建设将改变南平市因获取掌握基础地理空间信息条块分割、部门所有的管理体制所形成的数据在内容、格式、坐标系统、定位精度等方面存有差别的现状，最大限度地推进地理信息资源的共享和应用，为交通、水利、国土、统计、公安、民政等各类政府部门提供科学、准确、及时的地理空间信息服务，还将通过现代化的网络和通讯技术向全社会提供导航、定位、出行等位置服务，从而推进南平市信息化进程,为创建和谐、有序的城市管理和公共服务新局面提供有力的支撑，推动和谐社会的发展。

基于ArcSDE的广州市基础地理空间数据库建库【摘要】：城市基础地理空间数据库是支撑城市社会经济发展的重要基础性和战略性资源。

目前，城市基础测绘部门在建库过程中普遍存在着很多技术难题。

为此，本文基于arcsde地理信息工作站平台，以广州市城市基础空间数据库建设为例，主要介绍其建库技术方法。

空间数据库是目前地理信息系统应用的一个很重要的部分，其中空间数据库引擎(sde)作为中间件连接gis应用程序和关系数据库系统，较好地解决了空间数据和属性数据统一存储和管理的问题。

【关键词】:arcsde技术空间基础地理数据库数据建库动态更新引言城市基础地理空间数据库作为支撑城市社会经济发展的重要基础性和战略性资源，越来越广泛地应用于国民经济、社会发展、数字城市建设和公众生活的各个方面。

快速增长的需求使得城市基础测绘和基础地理空间数据库建设面临新的挑战和机遇。

加快城市测绘的信息化建设、构建信息化测绘服务体系，实现由测绘产品生产到面向地理信息数据库建设的战略转变，从而更好地实践“服务政府、服务社会”的理念，已经成为新时期城市测绘工作的战略方向和制高点。

随着城市建设和社会的发展，城市在不断地改变着面貌，我们必须准确、及时地跟踪这种变化，并及时地反映到空间基础数据库中。

目前，广州市已建立起基础地形图“1235”的动态更新机制，城市系列比例尺的基础地图数据按照固定的时间进行修测更新，从数据源头上保证了空间基础数据库的现势性。

一、空间数据库技术1、数据存储的三个阶段空间数据库中数据存储经历的三个阶段是：拓扑关系数据存储模式，oracle spatial模式和arcsde模式。

拓扑关系数据存储模式将空间数据存在文件中，而将属性数据存在数据库系统中，二者以一个关键字相连。

这样分离存储的方式存在数据的管理和维护困难、数据访问速度慢、多用户数据并发共享冲突等问题。

广州市基础地理空间数据库的前身广州市城市勘测信息系统就采用以上的数据管理方式。

公共基础数据库建设方案一、项目概述1.概念定义。

公共基础数据库，是在网络基础设施上，围绕政务、人口、法人、地理空间等基础且变化频率相对较低的数据资源进行统筹的汇聚、传递、加速、展示、计算和存储，是智慧城市数据的总汇聚点，各智慧应用需要通过公共信息平台间接的使用公共基础数据库中的数据。

公共基础数据库主要由人口数据库、法人数据库、地理空间数据库、宏观经济数据库等组成。

2．建设背景。

2013年，《住房城乡建设部办公厅关于公布2013年度国家智慧城市试点名单的通知》（建办科〔2013〕22号），正式确定重庆市永川区为国家住建部智慧城市第二批试点城市。

2014年，永川区开展重点部门数据情况调研，从调研情况看，各部门在传统方式和现有系统中积累了大量数据，如：公安局的人口数据、工商局的法人数据、规划局和国房局的空间地理数据、统计局的经济数据等。

目前，这些数据处于分散、无序、条块分割的状态，部门间传递数据主要通过手工录入、纸质打印传递、文件导出导入、介质拷贝等方式。

各部门系统之间的对接缺乏统一的数据标准体系和框架，无法实现大批量的数据交换和实时传递，更无法形成单点接入多方共享的高效传输，部门内部间的数据也无法合理的交换使用，大大降低各部门的工作效率，增加各部门的数据使用成本，建立全区统一的数据资源共享机制迫在眉睫。

3.建设意义。

数据整合和共享是建设基础数据库的主要目的，是智慧永川建设的基础性工程。

建设基础数据库，有利于将永川目前分散的、条块化的数据资源统一集中起来，提供共享服务，提高数据共享率；有利于提高城市公共数据的开发使用水平，使政府执政能力和公共服务水平得到进一步提升；有利于解决政府部门在信息数据资源建设中的多头投资、重复建设、资源浪费等问题，节约社会成本，为支撑智慧永川、信息惠民建设，实现政府部门数据共享打下坚实基础。

4.现状难点。

永川信息化发展处于起步阶段，各部门业务数据分散，资源整合、使用率较低，数据共享程度较低，要实现从起步阶段到高级阶段的跨越式发展，还存在一些必须高度重视和予以解决的突出难点。

一、实验目的1. 了解空间数据库的基本概念和原理；2. 掌握空间数据库的建立、管理和使用方法；3. 熟悉空间数据库的查询和操作；4. 提高空间数据处理和分析能力。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 数据库管理系统：MySQL 5.73. 开发工具：Visual Studio Code4. 空间数据库驱动：MySQL Spatial Extension三、实验内容1. 空间数据库的建立与配置（1）创建数据库打开Visual Studio Code，连接到MySQL数据库服务器，执行以下SQL语句创建空间数据库：CREATE DATABASE IF NOT EXISTS spatial_db;（2）创建空间表在空间数据库中创建空间表，使用以下SQL语句：CREATE TABLE IF NOT EXISTS cities (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geom GEOMETRY NOT NULL,INDEX geom_idx (geom));2. 空间数据的插入与查询（1）插入空间数据使用以下SQL语句插入空间数据：INSERT INTO cities (name, geom) VALUES ('Beijing',ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)'));INSERT INTO cities (name, geom) VALUES ('Shanghai',ST_GeomFromText('POINT(121.4737 31.2381)'));（2）查询空间数据查询与给定坐标点距离小于10公里的城市：SELECT name FROM cities WHERE ST_Distance(geom,ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)')) < 10000;3. 空间数据的更新与删除（1）更新空间数据使用以下SQL语句更新城市名称：UPDATE cities SET name = 'Beijing New City' WHERE name = 'Beijing';（2）删除空间数据使用以下SQL语句删除城市：DELETE FROM cities WHERE name = 'Beijing New City';4. 空间数据的聚合与分析（1）计算所有城市的面积SELECT name, ST_Area(geom) AS area FROM cities;（2）计算相邻城市的距离SELECT name, name AS neighbor, ST_Distance(geom,ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)')) AS distanceFROM cities, cities AS neighborWHERE <> AND ST_Distance(geom, neighbor.geom) < 10000;四、实验结果与分析1. 成功创建空间数据库和空间表，并插入、查询、更新和删除空间数据；2. 空间查询和分析功能正常，可以计算城市面积和相邻城市距离；3. 实验过程中未出现异常，空间数据库运行稳定。

数据库系统设计基础空间点阵一、数据库系统设计基础1.1 数据库系统的定义与特点数据库系统是指在计算机上建立、存储、管理和利用数据的一种系统。

它具有以下特点：（1）数据共享性强：多个用户可以共同使用同一个数据库，实现数据的共享和交换。

（2）数据冗余度低：通过数据库系统的设计，可以避免数据冗余，从而提高了数据的存储效率。

（3）数据独立性高：通过数据库系统的设计，可以将应用程序与具体的数据存储方式分离开来，从而提高了应用程序的可维护性和可扩展性。

（4）数据安全性高：通过数据库系统提供的安全机制和权限管理，可以保证数据的安全性。

1.2 数据库设计过程数据库设计是指按照一定规则和方法对需要处理的信息进行分析、组织、设计和实现。

其过程包括以下几个步骤：（1）需求分析：根据用户需求确定数据库中需要存储哪些信息以及这些信息之间的关系。

（2）概念设计：根据需求分析结果，建立概念模型，包括实体、属性和关系等。

（3）逻辑设计：根据概念模型建立逻辑模型，包括表结构、字段定义、关系定义等。

（4）物理设计：根据逻辑模型建立物理模型，包括数据库表的存储结构、索引等。

（5）实施和维护：根据物理模型进行数据库的实施和维护，包括数据导入、备份和恢复等。

1.3 数据库范式数据库范式是指在关系数据库中对关系模式的规范化，目的是消除数据冗余、提高数据存储效率和数据查询效率。

常见的数据库范式有以下几种：（1）第一范式（1NF）：要求每个属性都是原子性的，即不可再分解。

（2）第二范式（2NF）：要求每个非主属性都完全依赖于候选键。

（3）第三范式（3NF）：要求每个非主属性都不存在传递依赖关系。

（4）BCNF范式：在满足第三范式的基础上，进一步消除主属性之间存在函数依赖关系。

二、空间点阵2.1 空间点阵的定义空间点阵是指将空间划分为规则的网格单元，在每个网格单元中记录该单元所代表区域内某种特征或属性值。

空间点阵通常用于地图制图、遥感影像处理、空间分析等领域。

1.为什么要建空间规划数据库？答：通俗地讲，数据库就是存储数据的仓库，那么空间规划数据库就是在计算机、服务器等硬件上存储的相关地理空间数据的总和。

我们建立空间规划数据库就是为了将各类规划数据、图纸、地理信息等数据转化为计算机语言后，合理地、有顺序地存放在相关硬件介质上。

就好比在仓库内分门别类地将物品存放。

这样的好处是数据库调取内容方便、快捷，并且具有较高的易扩展性和独立性。

空间规划数据库是后续建设空间规划信息平台的核心，因此空间规划数据库的建设是一项至关重要的工作。

2.空间规划数据库主要包含什么内容？答：空间规划数据库主要包含空间规划基础地理信息数据库、空间规划编制成果数据库、相关业务审批数据库和其他相关资料数据库等。

具体来说基础地理信息数据库包括卫星影像图、中心城区地形图、其它区域地形图、行政界线等各类型基础数据；空间规划编制成果数据库包括土地规划期末地类数据、城乡规划拼合数据、建设项目布局数据、空间规划用地数据等各类型成果数据；相关业务审批数据库包括建设项目立项、建设用地选址意见书、建设项目用地预审意见、环评意见、林业意见等一系列审批意见。

其他相关资料数据库包括土地规划图、矿产资源规划图、林地保护规划图、水资源规划图、地质灾害防治规划图等规划数据。

3.如何建立空间规划数据库？答：建立空间规划数据库，整体上可分为五个步骤。

一是资料收集，包括各种图形、图像、文本数据，规划成果数据；二是数据的转换，这主要是针对各部门规划数据、各种类型的数据、不同坐标系的数据，对于数据进行必要的数据转换工作；三是数据的编辑和录入，就是对空间数据进行编辑和数据属性表的录入；四是数据的质检，针对在数据转换中出现的各种问题，进行修改和修正；五是数据的入库，在进行完上述工作后，把满足空间规划一张图标准数据库的数据导入数据库。

4.为什么要建空间规划信息平台？答：建设空间规划信息平台，主要目的是以空间规划“一张图”数据库为基础，完善空间规划体系，系统整合各层次、各行业规划和基础地理信息、项目审批信息、用地现状信息等，建立一个集基础数据共享、监督管理同步、审批流程协同、统计评估分析、决策咨询服务于一体的空间规划业务平台。

第五章：空间数据Geodatabase数据库创建⼀、关于Geodatabase 1.Geodatabase在⼀个公共模型框架下，对GIS通常所处理和表达的地理空间特征如⽮量、栅格、TIN、⽹络和地址进⾏同⼀描述。

2.Geodatabase是⾯向对象的地理数据模型。

3.ArcGIS的地理数据库（Geodatabase）是为更好地管理和使⽤地理要素数据，⽽按照⼀定的模型和规则组合起来的地理要素数据集（Feature Datasets）。

Geodatabase是按照成层次型的数据对象来组织地理数据的。

这些数据对象包括对象类（Objects）、要素类（FeatureClass）和要素数据集。

4.Geodatabase对地理要素类和要素类之间的相互关系、地理要素类⼏何⽹络和要素属性表对象等进⾏有效管理，并⽀持对要素数据集、关系及⼏何⽹络进⾏建⽴、删除和修改更新操作。

5.Geodatabase数据模型的结构、功能和特点。

⼆、空间数据库的设计 1.空间数据库的设计是指在现在的数据库管理系统的基础上，建⽴空间数据库的整个过程。

⼀般包括需求分析、结构设计和数据层设计等内容。

2.空间数据库的建⽴，有3种⽅法：1.建⽴⼀个新的地理数据库。

2.移植已经存在的数据到地理数据库。

3.⽤CASE⼯具创建地理数据库。

三、创建⼀个新的Geodatabase 1.进⾏设计，计划要包含哪些地理数据类、地理数据集、对象表、⼏何⽹络主关系类等。

2.利⽤ArcCatalog开始建库，步骤包括：建⽴新的空间数据库、建⽴其组成项、向数据库各项加载数据以及建⽴关系添加索引等。

①新建⼀个空的个⼈Geodatabase ②创建要素数据集：要素数据集是储存要素类的集合。

建⽴⼀个新的要素数据集，必须定义其空间参考，包括坐标系统（地理数据、投影坐标）和坐标域（X,Y,Z和M的范围及精度），数据集中所有的要素类必须使⽤相同的空间参考，且要素坐标要求在坐标域内。

空间数据库设计的步骤引言•空间数据库的概念和意义•空间数据库在实际应用中的重要性空间数据库设计步骤1.确定需求和目标–确定空间数据库的用途和目标–定义数据库的范围和边界–了解用户需求和使用场景2.收集和整理空间数据–收集必要的地理空间数据–对数据进行清理和预处理–整理数据结构和格式3.建立空间数据库模型–选择合适的数据库管理系统–设计数据库表结构–定义数据关系和约束4.空间数据建模–根据需求设计空间数据模型–选择合适的空间数据类型和索引方式–进行数据建模和存储方案设计5.空间数据导入和处理–将收集到的空间数据导入数据库–进行数据处理和转换–确保数据的一致性和完整性6.空间数据查询和分析–设计查询语句和分析方法–使用查询语言进行数据查询–进行数据分析和可视化7.数据库性能优化和调优–分析和评估数据库性能–优化查询和数据访问性能–调整数据库配置和参数8.数据库安全和维护–设计合理的用户权限和访问控制–定期备份和恢复数据库–监控数据库运行状态和性能–提供灾备和故障恢复方案确定需求和目标在设计空间数据库之前，首先要明确数据库的使用目的和需求。

根据不同的应用场景和业务需求，确定数据库的范围和边界，以便明确设计的方向和目标。

收集和整理空间数据收集地理空间数据是设计空间数据库的第一步。

需要确定所需数据的类型，例如地图、卫星影像、传感器数据等。

然后进行数据的收集和清理，剔除重复、冗余和错误的数据。

最后，整理数据的结构和格式，便于后续的建模和存储。

建立空间数据库模型选择合适的数据库管理系统（DBMS）是设计空间数据库的关键。

常见的空间数据库管理系统包括PostGIS、Oracle Spatial等。

根据需求设计数据库的表结构，包括常规属性和空间属性。

同时，需要定义数据的关系和约束，保证数据的一致性和完整性。

空间数据建模在数据库模型的基础上，针对空间数据进行建模。

根据具体需求设计空间数据的模型，选择合适的空间数据类型和索引方式。

基于ArcSDE的基础地理空间数据库的组织和建设摘要:基础地理空间数据库是搭建数字城市的基础平台。

本文以数字温州为例,采用Oracle11g数据库平台和ArcSDE空间数据库引擎,对包括矢量、栅格以及DEM等各种类型、各种比例尺的地图数据实施集中、统一、高效的管理。

详细阐述了系统软硬件环境搭建、空间数据的组织和建设涉及到的关键技术及主要内容。

关键词:ArcSDE 空间数据库Oracle数字城市是一个覆盖整个城市的信息模型,它将分散在城市各个地方的信息从不同渠道采集,并按照地理空间坐标组织起来,既能体现城市内部各种信息的内在有机联系,又便于按地理空间位置进行检索和利用。

城市基础空间数据库是数字城市的基础,随着3S技术的不断发展,基础地理空间数据正在呈几何级数增长,如何组织调度存储与管理海量的空间数据,满足国内数字化生产和国家基础地理信息产业建设的迫切需要,更好地促进数字城市的发展,是当前GIS界面临的重大问题。

针对上述问题,本文在介绍了ArcSDE在空间数据库中应用的基础上以温州市为例,介绍了该技术在基础地理空间数据库中的实现方法。

1 ArcSDE在空间数据库中的应用传统的GIS空间数据往往以文件方式存储在服务器中,用这种方式管理空间数据安全性较差,存在着图形数据和属性数据和图形分离存储的问题,与文件方式的数据管理相比,采用面向对象的空间数据库来存储空间数据可以更好消除数据分离存储问题,它具有信息提供实时、数据共享性强,数据冗余低等优点。

因此,如何应用面向对象的空间数据管理系统管理空间数据,是高效存储管理空间数据的一个较好途径。

面向对象的数据库技术在GIS中的应用彻底地改变了GIS的应用模式,它不仅解决了传统意义上的数据存储管理问题,也解决了多用户编辑、数据完整性和数据安全机制等诸多问题。

在这种情况下,ArcSDE技术为人们解决GIS空间数据与关系型数据库之间进行高效交互提供了一个通道和技术支持。