1、中國石油大學（華東） 碩士學位論文 數(shù)字城市的空間數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)以“數(shù)字東營”為例 姓名：劉娜 申請學位級別：碩士 專業(yè)：地球探測與信息技術 指導教師：王永剛;萬劍華 20060401 數(shù)字城市的空間數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn) 以“數(shù)字東營”為例 劉娜( 地球探測與信息技術) 指導教師：王永剛( 教授) 萬劍華( 教授) 摘要 “數(shù)字地球”就是對真實地球及其相關現(xiàn)象的統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和 認識。數(shù)字城市是物質(zhì)城市在數(shù)字網(wǎng)絡空間的再現(xiàn)和反映，是以信息( 特 別是空間信息) 為核心、以網(wǎng)絡為支撐的城市信息管理與服務體系?！皵?shù) 字城市”是“數(shù)字地球”的重要組成部分，是綜合運用G I S 、遙感、遙 測、網(wǎng)

2、絡、多媒體和虛擬仿真等技術，對城市的基礎設施、功能機制進 行自動采集、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務的技術系統(tǒng)。當前，我國“數(shù) 字城市”中數(shù)據(jù)( 圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等) 大多以多種格式和多種介質(zhì) 分別分散存儲，難以有效滿足數(shù)字城市管理的信息處理需求。探索如何 實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲、構建“數(shù)字城市”空間數(shù)據(jù)庫， 對加快數(shù)字城市的發(fā)展具有重要作用。 本文研究“數(shù)字城市”空間數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)問題，研究以“數(shù) 字東營”空間數(shù)據(jù)庫建設為背景展開。本文通過對“空間數(shù)據(jù)”、“空間 數(shù)據(jù)庫”的分析，引出了“數(shù)字城市”空間數(shù)據(jù)庫的信息需求和功能需 求，在此基礎上提出了“數(shù)字城市”空間數(shù)據(jù)庫的概念設計

3、、邏輯設計 和物理設計，并重點介紹了“數(shù)字東營”空間數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)技術。該數(shù) 據(jù)庫基于G e o d a t a b a s e 數(shù)據(jù)模型，采用O r a c l e 9 i 作為數(shù)據(jù)庫支撐平臺， l l A r c S D E 作為空間數(shù)據(jù)庫的組織管理工具，使用A r c C a t a l o g 軟件的 I m p o r tF e a t u r eC l a s s 工具完成數(shù)據(jù)的載入。通過典型應用驗證和展示 了“數(shù)字城市”空間數(shù)據(jù)庫的設計是合理的、實現(xiàn)是有效的。 本文研究成果為新形勢下“數(shù)字城市”空間數(shù)據(jù)庫建設探索出了一 套先進的思路和做法，尤其在圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲及空間

4、 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)方面做了一些有益的嘗試。 關鍵詞：空問數(shù)據(jù)庫，數(shù)字城市，A r c s D E ，G e o d a t a b a s e ，信息系統(tǒng) I T h e D e s i g na n d R e a l i z a t i o no f S p a t i a lD a t a b a s e B a s e do n D i g i t a lC i t y “D i g i t a lD o n g y i n g f o rE x a m p l e L i u N a D i r e c t e db yP r o f e s s o rW a n g Y o n g -

5、g a n g W A NJ i a n - h u a A b s t r a c t D i g i t a lE a r t h i sak i n do fu n i t a r yd i g i t a lr e a p p e a ra n dk I l o M n ga b o u t o fv e r i t a b l ee a r t ha sw e l la si n t e r r e l a t e dp h e n o m e n a D i g i t a lC i t y i sa c a p i t a lc o m p o n e n to f D i g

6、i t a lE a r t h ，a n dat e c h n i q u es y s t e mw h i c hc a r r i e s a u t o m a t i cc o l l e c t i o n , d y n a m i cm o n i t o ra n da s s i s t sd e c i s i o no nb a s a l i n s t a l l a t i o na n df u n c t i o no fc i t ys y n t h e t i c a l l yu s em a n yt e c h n i q u e s ，s u

7、 c ha s G I S ，R S ，r e m o t es u r v e y , n e t w o r k , m u l t i m e d i aa n d V i l t U a le m u l a t e C u r r e n t l y , t h eD i g i t a lC i t y Sd a m ( g r a p hd a t aa n da t t r i b u t ed a t a ) o fC h i n aw e r e d i s p e r s i v ek e p ti nm u l t i f o r ma n d d i v e r s

8、i f o r mm e d i u m ，S Ot h a ti ti sd i f f i c u l tt o m a n a g et h e s ed a t ai nD i g i t a lC i t y Si n f o r m a t i o nd i s p o s i t i o n E x p l o r i n gh o w t oi n c o r p o r a t ek e e pg r a p hd a t aa n da t t r i b u t ed a t a , a n dh o wt oe s t a b l i s hs p a t i a l

9、d a t a b a s eo f “D i g i t a lC i t y ”，t h e s ea r ev e r yi m p o r t a n tf o rt h ed e v e l o p i n go f D i g i t a lc i t y I nt h i sd i s s e r t a t i o n , t h et h e s i si st h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no fs p a t i a l d a t a b a s eb a s e do nD i g i t a lC i t y , t

10、 h eb u i l d i n go fs p a t i a ld a t a b a s eo f “D i g i t a l D o n g y i n g f o rE x a m p l e I nt h i sd i s s e r t a t i o n , w ee d u c et h ei n f o r m a t i o n I v r e q u i r e m e n ta n df u n c t i o nr e q u i r e m e n to fs p a t i a ld a t a b a s eo fD i g i t a lC i t y

11、t h r o u g ha n a l y z i n gs p a t i a ld a t aa n ds p a t i a ld a t a b a s e ，b a s e dO l lt h e s e ，w ep u t f o r w a r dt h ee o n c e p t i o nd e s i g n 1 0 9 i cd e s i g na n dp h y s i c sd e s i g no fs p a t i a l _ d a t a b a s eo f D i g i t a lC i t y , a n de m p h a t i c a

12、 l l yi n t r o d u c et h e t e c h n i q u e so fs p a t i a l t d a t a b a s eo fD i g i t a lC i 夠1 h ed a t a b a s eb a s e do n 。G e o d a t a b a s e ，a d o p t s O r a c l e 9 ia sp l a t f o r mo fd a t a b a s e u s eA r c S D E 瑟m a n a g et o o lo fs p a t i a l d a t a b a s e ，u t i

13、l i z e sI m p o r tF e a t u r eC l a s so fA r c C a t a l o gt ob o o kd a t a W e t e s t i f ya n dr e v e a lt h a tt h ed e s i g ni sr a t i o n a la n dt h er e a l i z a t i o ni se f f e c t i v eo f s p a t i a ld a t a b a s eo f D i g i t a lC i t yt h r o u g ht y p i c a la p p l i c

14、 a t i o n s T h ea c h i e v e m e m so f t h ep a p e rp r o b ea na d v 鋤c e dc l u ea n dp r a c t i c ef o r t h ec o n s t r u c to fs p a t i a ld a t a b a s eo f D i g i t a lC i t y i nt h ei l e wc o n d i t i o n , e s p e c i a l l y , w ew e l lt r yk e e p i n gg r a p hd a t aa n da

15、t t r i b u t ed a t ai np h a s e ，a n d r e a l i z i n gs p a t i a ld a t a b a s e K e yW o r d s ：S p a t i a lD a t a b a s e ，D i g i t a lc i t y , A r c S D E ，G e o d a t a b a s e ，I n f o r m a - t i o nS y s t e m V 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取 得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論 文中

16、不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國 石油大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作 的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示 了謝意。 簽各j 腎訓6 年歹月硎 關于論文使用授權的說明 本人完全了解中國石油大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即： 學校有權保留送交論文的復印件及電子版，允許論文被查閱和借閱；學 ?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手 段保存論文。 ( 保密論文在解密后應遵守此規(guī)定) 學生簽名： 導師簽名： 悼 h 彩年歲月卯日 訓年y 只1 - o 日 中國石油大學( 華東) 碩士論文第1 章前言

17、 1 1 數(shù)字地球的概念 第1 章前言 1 9 9 8 年美國副總統(tǒng)戈爾提出的“數(shù)字地球”計劃為我們展示了更加 美好的未來，人類的視野范圍不斷擴大而信息交流的時空距離在不斷縮 小，這表明我們己進入歷史發(fā)展的新紀元“地球村”時代。 “數(shù)字地球”就是對真實地球及其相關現(xiàn)象的統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和 認識“。其核心思想是利用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會 活動諸方面的問題，最大限度地利用資源，并使一個單位、一個部門甚 至每一個人能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關地球的信 息嘲。“數(shù)字地球”是以計算機技術、多媒體技術和大規(guī)模存儲技術為基 礎，以寬帶網(wǎng)絡為紐帶運用海量地球信息對地球進行多分辨

18、率、多尺度、 多時空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來改造自然和發(fā)展社會 經(jīng)濟啪 1 2 數(shù)字城市概述 1 2 1 數(shù)字城市起源 戈爾提出“數(shù)字地球”這一概念，掀起一場數(shù)字革命，在中國相繼 出現(xiàn)“數(shù)字中國”、“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”等，經(jīng)過近幾年的探索與 發(fā)展已經(jīng)形成一定的體系結構。明確地將“數(shù)字城市”與地理信息系統(tǒng)、 遙感技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術、多維虛擬現(xiàn)實等高新技術和可持續(xù) 發(fā)展決策以及農(nóng)業(yè)、災害、資源、全球變化、教育、軍事等方面的社會 中國石油大學( 華東) 碩士論文第l 章前言 需要聯(lián)系在一起，在世界范圍內(nèi)開始了一場基于空間數(shù)據(jù)的信息化建設 的革命。 現(xiàn)實城市與數(shù)字城市的關系

19、如圖1 - 1 所示。 圖1 1 現(xiàn)實城市與數(shù)字城市的關系 1 2 2 建設“數(shù)字城市”的目的及意義 “數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”的重要組成部分，它是綜合運用計算 機技術、虛擬現(xiàn)實技術、地理信息系統(tǒng)技術、衛(wèi)星對地觀測技術、衛(wèi)星 導航定位技術、衛(wèi)星通訊技術、數(shù)據(jù)庫技術、計算機互聯(lián)網(wǎng)技術等，將 城市地理、資源、環(huán)境、人文、經(jīng)濟、社會和居民日常生活等復雜系統(tǒng) 進行數(shù)字化、網(wǎng)絡化，建立能夠分類存儲、自動處理和智能識別的海量 數(shù)據(jù)庫，并可直接用于城市規(guī)劃、建設、管理、服務和居民日常生活的 綜合信息服務“1 。 “數(shù)字城市”建設，在廣義上指城市信息化，是指將有關城市的信 息，包括城市的自然資源、社會資源、基

20、礎設施、人文、經(jīng)濟等各個方 面，以數(shù)字的形式進行獲取、存儲、管理和再現(xiàn)，通過對城市信息系統(tǒng) 的綜合分析和有效利用，為提高城市管理效率、節(jié)約資源、保護環(huán)境和 2 中國石油大學( 華東) 碩士論文第l 章前言 城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。 城市歷來是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的焦點和中心。當前一個以數(shù)字城 市為旗幟的城市信息化運動正在全國范圍內(nèi)迅速展開。數(shù)字城市建設的 任務就是利用現(xiàn)代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種信息資 源( 特別是空間信息資源) ，建立面向政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾服務的 信息平臺、信息應用系統(tǒng)以及政策法規(guī)保障體系等。 “數(shù)字城市”包括大部分要素的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、可視化和智能 化

21、全部過程。它將全市各部門、各行業(yè)、各領域的信息通過數(shù)字化和計 算機處理，并最大程度地集成和共享，利用各類信息源，以寬帶網(wǎng)絡為 紐帶，快速、完整、便捷地提供各種信息服務，實現(xiàn)國民經(jīng)濟和社會信 息化。 1 3 “數(shù)字城市”基礎框架 數(shù)字城市是物質(zhì)城市在數(shù)字網(wǎng)絡空間的再現(xiàn)和反映，是以信息( 特 別是空間信息) 為核心、以網(wǎng)絡為支撐的城市信息管理與服務體系。地 理空間基礎框架則是數(shù)字城市的核心組成部分之一，它為城市發(fā)展和信 息化建設提供統(tǒng)一的空間定位與基礎地理信息公共平臺，進而實現(xiàn)城市 信息資源按照地理空間位置的整合和共享。 城市地理空間基礎框架建設的總體目標為，充分運用遙感、G P S 、 G I

22、S 和計算機網(wǎng)絡等技術，制定相應的政策法規(guī)和標準體系，建設多尺 度、多分辨率、多種類的城市空間數(shù)據(jù)體系，構建統(tǒng)一的城市地理空間 基礎平臺，從而為城市政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾提供高質(zhì)量的基于空間 位置的應用服務。 中國石油大學( 華東) 碩士論文第1 章前言 1 3 1 城市寬帶網(wǎng)絡 隨著因特網(wǎng)在中國的飛速發(fā)展，上網(wǎng)正在成為日常生活中必不可少 的個重要方面，網(wǎng)絡生活正處于蓬勃發(fā)展之際。數(shù)字城市的建設離不 開城市寬帶網(wǎng)絡的普及建設，建設高速骨干網(wǎng)絡、提供用戶寬帶方式接 入已經(jīng)變的越來越迫切。 東營市先期已經(jīng)建立起全市范圍內(nèi)的寬帶網(wǎng)絡，覆蓋市區(qū)、縣區(qū)、 油區(qū)，通聯(lián)各行各業(yè)，各個部門。高速、穩(wěn)定的現(xiàn)代化

23、寬帶網(wǎng)絡為數(shù)字 城市的建設奠定了良好的網(wǎng)絡基礎。 1 3 2 “數(shù)字東營”基礎空間框架 空間資源具有數(shù)據(jù)種類、尺度、源點、應用等多種特征，因此關鍵 的任務是綜合數(shù)字化城市的核心需求，確定城市共享與交換的空間基礎 框架。 “數(shù)字東營”基礎空間框架，是指城市基礎地理信息，主要包括l ： 1 0 0 0 0 、l ：5 0 0 0 、l ：2 0 0 0 、1 ：1 0 0 0 、l ：5 0 0 基礎圖所包含的內(nèi)容，以 及各種分辨率的城市遙感影像圖等?！皵?shù)字東營”空間基礎框架分為全 市空間基礎框架和分縣市空間基礎框架。 “數(shù)字化東營”基礎空間框架，按照地理要素分為以下特征類： 測量控制點 居民地和

24、垣柵 工礦建構筑物及其它設施 交通及附屬設施 管線及附屬設施 4 中國石油大學( 華東) 碩士論文第l 章前言 水系及附屬設施 境界 地貌和土質(zhì) 植被 注記 1 4 論文研究的背景 隨著全球信息化、經(jīng)濟一體化的不斷發(fā)展，測繪在國家信息化、經(jīng) 濟建設和社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。發(fā)達國家按其自 身政治、經(jīng)濟、軍事的需要提出“數(shù)字地球”戰(zhàn)略，聯(lián)合國也組織開展 “全球測圖計劃”。測繪技術體系伴隨著計算機技術、信息技術、對地 觀測技術和網(wǎng)絡技術等日新月異的發(fā)展發(fā)生著深刻的變化，以衛(wèi)星定位 系統(tǒng)( G P S ) 、遙感( R s ) 、地理信息系統(tǒng)( G I S ) 、計算機網(wǎng)絡技術為主

25、體的全數(shù)字化測繪技術體系代替了傳統(tǒng)的模擬測繪技術體系，從而大大 提高了測繪工作的效率，縮短了生產(chǎn)周期，改變了測繪成果的形式和服 務模式。 以數(shù)字高程模型( D E M ) 、數(shù)字正射影像圖( o o m ) 、數(shù)字柵格地圖 ( D R G ) 、數(shù)字線劃圖( D L G ) 數(shù)據(jù)( 簡稱“4 D ”產(chǎn)品) 為代表的基礎地 理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)已成為各城市測繪部門以后的主要任務。同時，由于 地理信息的區(qū)域性、分布性、共享性和綜合性的特征，每個應用部門都 需要一些基本的地理信息，使G I S 應用正在從專業(yè)部門走向全社會嘲。 為了更好地促進全市的發(fā)展和經(jīng)濟建設服務，建立能提供數(shù)據(jù)的存儲、 查詢、出圖和

26、分發(fā)服務，具有空間數(shù)據(jù)共享的分布式管理模式以及可靠 的、安全機制的基礎地理信息數(shù)據(jù)庫是十分必要的。 中國石油大學( 華東) 碩士論文第1 章前言 近年來，城市面貌發(fā)生了巨大的變化，同樣也面臨著交通改善、環(huán) 境保護、資源開發(fā)、城市基礎設施改造等一系列問題。隨著城市功能的 全面調(diào)整和城市建設的迅速發(fā)展，在全市范圍內(nèi)，工程項目大幅度增加， 城市規(guī)劃管理中的各類數(shù)據(jù)、圖件和文檔資料也急劇增加，傳統(tǒng)的管理 手段和人工作業(yè)方式在時效性、準確性、科學性和工作效率等方面已不 能適應目前的需要御。隨著“數(shù)字東營”工程的正式啟動、社會對基礎 地理信息需求量的加大，正式啟動東營市空間數(shù)據(jù)庫的建設已經(jīng)成為必 然，通過

27、空間數(shù)據(jù)庫的建立，能在比較短的時間內(nèi)使政府和社會各界能 夠充分利用各種基礎地理信息產(chǎn)品，為工程建設和政府決策服務。 1 5 研究內(nèi)容與方法 1 建立地理空間數(shù)據(jù)組織標準。 為了保證數(shù)據(jù)的共享，標準化是關鍵，因此需建立和國家標準統(tǒng)一 的適應“數(shù)字東營”需要的數(shù)據(jù)標準和法規(guī)體系。標準化體系“m 1 應包 括從數(shù)據(jù)采集、處理、質(zhì)量檢查、轉(zhuǎn)換、建庫、更新、維護、分發(fā)各個 環(huán)節(jié)的一整套規(guī)范與標準。標準等的研究與制定，既要遵守國家、行業(yè) 已有的標準、規(guī)范和規(guī)程，同時，又要結合信息化建設的實際情況和行 業(yè)管理的實際需要，充分考慮標準的實用性、先進性、擴充性和前瞻性 嘲J i g ) 0 空間數(shù)據(jù)標準主要分為

28、以下幾部分：空間數(shù)據(jù)的采集標準，包括數(shù) 據(jù)來源、分類與編碼以及數(shù)據(jù)輸入方法3 個方面；空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標 準；空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)標準；空間數(shù)據(jù)共享與交換( 轉(zhuǎn)換格式) 標準等。 通過數(shù)據(jù)標準，對空間數(shù)據(jù)進行規(guī)范化，將整個數(shù)據(jù)庫的信息納入統(tǒng)一 管理之下，有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的合理建設和系統(tǒng)資源的充分利用。 6 中國石油大學( 華東) 碩士論文第1 章前言 2 管理平臺和數(shù)據(jù)更新問題 主要實現(xiàn)的功能包括：空間基礎數(shù)據(jù)的更新；空間基礎數(shù)據(jù)的交換 共享；應用部門的后臺管理，主要包括權限管理和維護等。數(shù)據(jù)更新有 兩種方式“小”1 ：一是不定期的更新，另一是實時更新。 3 數(shù)據(jù)庫的建立 最初收集數(shù)據(jù)，編制數(shù)據(jù)檢

29、查技術規(guī)定；然后，進行數(shù)據(jù)入庫前檢 查的工作；按照規(guī)范化的信息分類標準整合數(shù)據(jù)；建立包括元數(shù)據(jù)庫、 影像數(shù)據(jù)庫、D E M 數(shù)據(jù)庫和矢量數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫。 1 6 論文的組織和安排 論文共分六章，研究內(nèi)容按下列章節(jié)組織： 第1 章為前言。闡述了數(shù)字地球、數(shù)字城市的概念，數(shù)字城市的起源， 建設“數(shù)字城市”的目的和意義，數(shù)字城市基礎框架，就論文的研究背 景，確定了論文的研究目標、研究內(nèi)容與方法。 第2 章為空間數(shù)據(jù)庫。闡述了空間數(shù)據(jù)的概念及特征，空間數(shù)據(jù)庫 的概念及特征，分析了空間數(shù)據(jù)庫的研究現(xiàn)狀及研究意義，闡述空間數(shù) 據(jù)的建設。 第3 章為空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計本章主要闡述了四大部分，第一 部分為空

30、間數(shù)據(jù)庫的概念設計；第二部分為空間數(shù)據(jù)庫的邏輯設計；第 三部分為空間數(shù)據(jù)庫的功能設計；最后一部分闡述了空間數(shù)據(jù)庫的用戶 界面設計。 第4 章為空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)。本章闡述了“數(shù)字東營”空間數(shù) 據(jù)庫的建設目標和任務，系統(tǒng)的硬件結構，空間數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)技術，空 間數(shù)據(jù)采集建庫。 中國千舳大學( 華東) 碩士論文第1 章前言 第5 章為研究實例。介紹了空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)，包括體系結構， 數(shù)據(jù)庫建設的流程；介紹了空間數(shù)據(jù)庫平臺的建設，包括空間數(shù)據(jù)庫管 理平臺，空間數(shù)據(jù)庫建模平臺，空間數(shù)據(jù)庫建庫平臺，空間數(shù)據(jù)庫發(fā)布 平臺；進行了應用事例分析。 第6 章為結論和展望。對全文作一個全面總結，即做了哪些研究

31、內(nèi)容， 及取得了哪些開創(chuàng)性的研究成果，同時對以后的研究方向提出一些建 議。 1 7 本章小結 本章闡述了“數(shù)字地球”的定義， 基礎框架，闡述了論文的研究背景， 與方法。 8 建設“數(shù)字城市”的目的、意義和 在此基礎上提出了本文的研究內(nèi)容 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空問數(shù)據(jù)庫 第2 章空間數(shù)據(jù)庫 2 1 空間數(shù)據(jù)及其特征 2 1 1 空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)( G e o s p a t i a ld a t a ) 用于確定具有自然特征或者人工建 筑特征的地理實體的地理位置、屬性及其邊界的信息1 。 在地理信息系統(tǒng)中，有關空間目標實體的描述數(shù)據(jù)可分為三種類 型：空間特征數(shù)據(jù)、時間屬性數(shù)

32、據(jù)和專題屬性數(shù)據(jù)“”。對于絕大部分地 理信息系統(tǒng)的應用來說，時間和專題屬性數(shù)據(jù)結合在一起共同作為屬性 特征數(shù)據(jù)，而空間特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為空間數(shù)掘或地理數(shù) 據(jù)。 空間特征數(shù)據(jù)記錄的是空間實體的位置、拓撲關系和幾何特征，這 是將地理信息系統(tǒng)同其它行業(yè)的各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)區(qū)分開的標志?？?間特征指空間物體的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰物體的 拓撲關系。 時間屬性是指地理實體的時間變化或數(shù)據(jù)采集的時間等，嚴格地 講，空間數(shù)據(jù)總是在某一定時間或時段內(nèi)采集得到或計算產(chǎn)生的。由于 有些空間數(shù)據(jù)隨時間變化相對較慢，因而有時被忽略；有些時候，時間 可以被看成一個專題特征。 專題屬性指的是實體

33、所具有的各種性質(zhì)，如年降雨量、植被類型或 土壤類型等。專題屬性通常以數(shù)字、符號、文本和圖像等形式來表示。 9 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)庫 2 1 2 空間數(shù)據(jù)的特征 空間數(shù)據(jù)一般具有三個基本特征“郵”： 1 屬性特征( 非定位數(shù)據(jù)) 表示實際現(xiàn)象或特征，例如變量、級別、數(shù)量特征和名稱等等。 2 時間特征( 時間尺度) 指現(xiàn)象或物體隨時間的變化，其變化的周期有超短期的、短期的、 中期的、長期的等等?？臻g數(shù)據(jù)庫建庫過程中，需要考慮空間數(shù)據(jù)的時 效性，盡量采用現(xiàn)勢性強的數(shù)據(jù)。 3 空間特征( 定位數(shù)據(jù)) 是空間數(shù)據(jù)獨有的，指的是空間對象的位置、形狀、大小等幾何特 征以及與相鄰

34、地物之間的拓撲關系?？臻g特征又稱為幾何特征或定位特 征，包括比例尺、坐標系和投影類型等，它們也是空間數(shù)據(jù)庫的宏觀定 義，建立空間數(shù)據(jù)庫時必須著重考慮。 2 2 空間數(shù)據(jù)庫及其特征 2 2 1 空間數(shù)據(jù)庫 空間數(shù)據(jù)庫指的是G I S 在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲的與應用相關 的地理空間數(shù)據(jù)的總和“”?？臻g數(shù)據(jù)庫是空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的簡稱，是存 儲在一起的空間數(shù)據(jù)有機集合，包括空間數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 和空間數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)“”，是地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)的存儲場所。它 是3 S 技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術為基礎，對空間數(shù)據(jù)進行管理的技術 體系，主要包括3 s 數(shù)據(jù)存儲結構、空間數(shù)據(jù)索引、使用標準及運

35、行模 式等方面的技術內(nèi)容。 l O 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)庫 2 2 2 空間數(shù)據(jù)庫的特征 空間數(shù)據(jù)庫除了一般的數(shù)據(jù)特征之外，還具有一些區(qū)別于其他一般 數(shù)據(jù)庫的特征，主要有如下七個方面： 1 空間特征 空間特征是空間數(shù)據(jù)最主要的特征，它描述了空間物體的位置、形 態(tài)，甚至描述了物體的空間拓撲關系。例如，描述一條河流，一般數(shù)據(jù) 側重于河流的流域面積、水流量、枯水期等；而空間數(shù)據(jù)側重于描述河 流的位置、長度、發(fā)源地等和空間位置有關的信息，復雜的還需要處理 河流與流域內(nèi)河流間的距離、方位等空間關系。 2 抽象特征 ， 空間數(shù)據(jù)描述的是真實世界所具有的綜合特征，非常復雜，必須經(jīng)

36、 過抽象處理。在不同的抽象中，同一的自然物可能會有不同的語義。 3 空聞關系特征 空間數(shù)據(jù)記錄了拓撲數(shù)據(jù)結構表達的多種空間關系。這種拓撲數(shù)據(jù) 結構一方面方便了空間數(shù)據(jù)的查詢空間分析，另一方面也給空間數(shù)據(jù)的 一致性和完整性維護增加了復雜程度。 4 多尺度和多態(tài)性 不同觀察尺度具有不通的比例尺和精度，同一地物在不同的情況下 會有形態(tài)差異。例如，任何城市在地理空間都占據(jù)一定范圍的區(qū)域，可 以被看作面狀空間對象。在比例尺較小的G I S 數(shù)據(jù)庫中，城市是作為點 狀空間對象來處理的。 5 非結構化特征 空間數(shù)據(jù)不能滿足關系數(shù)據(jù)庫的“結構化”要求。若將一條記錄表 達成一個空間對象，它的數(shù)據(jù)項可能是變長的。

37、如1 條弧段，其長度是 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)庫 不可限定的，可能是2 對坐標，也可能是1 0 萬對坐標。 6 分類編碼特征 每一個空間對象都有一個分類編碼，而這種分類編碼往往是屬于國 家標準或行業(yè)標準，每一種地物的類型在某個G I S 種的屬性項個數(shù)是相 同的。在多種情況下，一種地物類型對應于一個屬性數(shù)據(jù)表文件。 7 海量數(shù)據(jù)特征 空間數(shù)據(jù)量是巨大的，通常稱海量數(shù)據(jù)。一個城市的G I S 數(shù)據(jù)量可 能達幾十個G B ，如考慮影像數(shù)據(jù)的存儲，可能達幾百個G B 甚至T B 級。這 樣的數(shù)據(jù)量在通常的數(shù)據(jù)庫中是非常少見的。 2 3 空間數(shù)據(jù)庫的研究現(xiàn)狀 地理信息系統(tǒng)經(jīng)過

38、這些年的發(fā)展，二維空間數(shù)據(jù)技術已相當成熟， 但人們是生活在三維空間的，如果把時問也算上，貝是生活在四維空間 中。目前，G I S 軟件與大型商用關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( R D B M S ) 的集成 采用空間數(shù)據(jù)引擎來實現(xiàn)。使用不同G I S 廠商數(shù)據(jù)的客戶可以通過空間 數(shù)據(jù)引擎將自身的數(shù)據(jù)提交給大型關系型D B M S ，由D B M S 統(tǒng)一管理；同 樣，客戶也可以通過空間數(shù)據(jù)引擎提供的用戶和空間數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù) 接口，從關系型D B M S 中獲取其它類型的G I S 數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成客戶可以 使用的方式。 傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)往往采用文件方式，隨著技術的進步，逐漸將屬性 數(shù)據(jù)移植到數(shù)據(jù)庫平臺上

39、；隨著技術發(fā)展，圖形數(shù)據(jù)也可以和屬性數(shù)據(jù) 一起存放在關系數(shù)據(jù)庫中。文件方式對數(shù)據(jù)管理安全住較差，存在著屬 性和圖形分開管理的問題，不適合網(wǎng)絡共享發(fā)展的需要；數(shù)據(jù)庫方式則 實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲和管理，便于開發(fā)兩層、三層甚 1 2 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)庫 至多層網(wǎng)絡應用系統(tǒng)。從發(fā)展趨勢來看，純關系數(shù)據(jù)庫方案取代文件方 案是發(fā)展的必然趨勢，這也是I T 發(fā)展的主流趨勢o ”。 空間數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展呈現(xiàn)出三個突出特點：D B M S 要求具有高可靠 性、高性能、高可伸縮性和高安全性；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下， 要實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)交換和共享；滿足應用需求

40、，協(xié)同發(fā)展數(shù)據(jù) 庫套件與應用構件。 空間數(shù)據(jù)庫是在數(shù)據(jù)庫基礎上發(fā)展起來的，因此它的建立離不開數(shù) 據(jù)庫。目前數(shù)據(jù)庫領域采用的數(shù)據(jù)模型有：層次模型、網(wǎng)絡模型、關系 模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。其中基于關系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最為成熟，作為 新興的面向?qū)ο竽Ｐ?，它的技術也有了很大的發(fā)展。 對手存儲和管理對象為空間數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)，面向?qū)ο竽Ｐ偷?數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)顯然更適合作為存儲地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。面向?qū)ο蟮拇鎯?方式可以提供對空間對象的抽象、繼承、聚集等方法，用戶不僅能直接 把自定義的空間實體對象直接存入數(shù)據(jù)庫，而且可以同時存儲對象之間 的嵌套、關聯(lián)關系。但是從現(xiàn)實角度來看，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的技術還不 夠成熟、實現(xiàn)

41、代價高。 因此，基于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫技術，空間數(shù)據(jù)庫建立多采用關系型數(shù)據(jù) 庫。不過，關系型數(shù)據(jù)庫在效率、數(shù)據(jù)語義、擴充等方面仍顯得不足。 為了使通用的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠處理非結構的空間數(shù)據(jù)，目前 許多關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都進行了擴展，可以直接存儲非結構的數(shù)據(jù)，如 O r a c l e 、S Q LS e r v e r 等，用戶定義的空間對象以二進制塊的方式存儲。 由空間數(shù)據(jù)引擎負責進行空間對象和二進制塊之間的轉(zhuǎn)換操作。 這就是目前普遍應用的對象一關系型數(shù)據(jù)庫，這種數(shù)據(jù)庫既非純面 向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫也非純關系型數(shù)據(jù)庫，而是兩者的組合，它能存儲數(shù)據(jù)、 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)

42、庫 數(shù)據(jù)間的關系以及數(shù)據(jù)的操作集。這種數(shù)據(jù)庫不僅兼容純關系型數(shù)據(jù)庫 的數(shù)據(jù)，而且支持而向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，支持S Q L 標準語句，并在標準S Q L 語句的基礎上增加了對空間數(shù)據(jù)的擴展，利用對象模型的智能性對非結 構化的空間數(shù)據(jù)處理，減少了人為的干涉與參與，實現(xiàn)了對象操作和關 系操作的優(yōu)勢結合。 2 4 空間數(shù)據(jù)庫的研究意義 隨著計算機技術和信息技術的迅速發(fā)展，信息化已經(jīng)成為不可阻擋 的潮流?？臻g數(shù)據(jù)庫作為G I S 的重要組成部分對信息進行管理，其發(fā)展 備受重視，專家學者對空間數(shù)據(jù)庫技術進行了深入的研究和探索。 空間數(shù)據(jù)庫技術是G I S 基礎和核心。”。由于空間數(shù)據(jù)非常復雜，使 G I S

43、理論研究與軟件開發(fā)的難度很大，至今還沒有一種數(shù)據(jù)庫技術有能 力把G I S 空間數(shù)據(jù)的管理、分析、顯示和傳輸都表示得很好。因此對空 間數(shù)據(jù)庫技術的認識和研究在設計發(fā)展新一代G I S 系統(tǒng)的過程中起著關 鍵作用，建立一種有效的空間數(shù)據(jù)模型是G I S 領域的主要研究方向之一。 2 5 空間數(shù)據(jù)的建設 2 5 1 空間數(shù)據(jù)庫組織 基礎空間數(shù)據(jù)庫按照O r a c l eS p a t i a l 圖屬一體化格式組織，存儲 在對象關系數(shù)據(jù)庫O r a c l e 中。基礎空間數(shù)據(jù)庫是利用“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)”， 在O r a c l e 對象關系數(shù)據(jù)庫中先建立基于O r a c l eS p a t i

44、 a lP r o f e s s i o n a l 平臺的空間數(shù)據(jù)模型，然后將基礎G I S 數(shù)據(jù)庫中的A R C I N F O 工程圖形數(shù) 據(jù)和屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到O r a c l e 中而建立的。 1 4 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)庫 2 5 2 空間數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換 A R C I N F O 特征模型同基于O r a c l eS p a t i a l 的O r a c l eS p a t i a l 特征 類模型的映射。相同屬性結構及存儲的A R C I N F O 特征，被映射成一個 O r a c l eS p a t i a l 數(shù)據(jù)庫的特征類，建庫規(guī)則中

45、的子特征被定義成區(qū)分特 征的編碼，以便于同政府等支持子特征類型( s u b t y p e ) 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換， 以及實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的符號化等。 類型轉(zhuǎn)換：從A R C I N F O 數(shù)據(jù)庫到O r a c l eS p a t i a l 數(shù)據(jù)庫經(jīng)歷元素 類型的轉(zhuǎn)換，對于單一的點、線、面元素，轉(zhuǎn)換后的類型保持不變；對 于非單一類型的元素，則轉(zhuǎn)換為復合類型。 文本類型轉(zhuǎn)換：文本類型則按照O r a c l eS p a t i a l 文本特征類轉(zhuǎn)換 為文本復合類型。 2 5 3 數(shù)據(jù)庫單元存儲方案 一體化的綜合數(shù)據(jù)庫存儲方案。便于發(fā)展成東營市G I S 數(shù)據(jù)庫、多 奄 種類、多尺度綜合數(shù)據(jù)庫存

46、儲方案。 基礎G I S 數(shù)據(jù)庫，指以地形圖為基礎的4 D 產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)基 礎空間數(shù)據(jù)庫采用O r a c l e 空間數(shù)據(jù)模型組織，可滿足基于I n t r a n e t 的 異構、分布式G I S 查詢、統(tǒng)計和分析，以及基礎G I S 數(shù)據(jù)的網(wǎng)上發(fā)布等 應用。 專題圖紙資料數(shù)據(jù)庫，是管線及其他市政工程竣工圖單體圖、照片 等管線及其他市政工程的非地理資料數(shù)據(jù)庫。 地理歷史數(shù)據(jù)版本數(shù)據(jù)庫，是為進行地理及資料更新而設計的專項 數(shù)據(jù)庫，存放了地理歷史數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)版本。 中國石油大學( 華東) 碩士論文第2 章空間數(shù)據(jù)庫 2 6 本章小結 本章主要闡述了空間數(shù)據(jù)的概念、特征，空間數(shù)據(jù)庫的概念

47、、特征， 空間數(shù)據(jù)庫的研究現(xiàn)狀以及研究意義，空間數(shù)據(jù)的建設等。 1 6 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 空間數(shù)據(jù)庫的設計的實質(zhì)是將地理空間客體以一定的組織形式在 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中加以表達的過程，也就是G I S 中空聞客體數(shù)據(jù)的模型化問 題?？臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計的主要任務是確定空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型以及 數(shù)據(jù)結構，并提出數(shù)據(jù)庫相關功能的實現(xiàn)方案。 在設計“數(shù)字東營”空間數(shù)據(jù)庫時，我們采取了以下五個步驟：空 間數(shù)據(jù)需求分析；定義實體及其關系；實體空間類型的識別表達；選擇 適當?shù)臄?shù)據(jù)模型；組織空間數(shù)據(jù)集。其中，前三步稱為概念設計，后兩 步稱為邏輯

48、設計。 3 1 空間數(shù)據(jù)庫的概念設計 3 1 1 空間數(shù)據(jù)需求分析 空間數(shù)據(jù)需求分析包括三個步驟：一是用戶需求調(diào)查：二是分析空 間數(shù)據(jù)現(xiàn)狀；三是系統(tǒng)分析。各個步驟又包含一些具體的工作，如圖3 1 所示。 其中，用戶需求調(diào)查在空間數(shù)據(jù)需求分析中具有重要地位。建立空 間數(shù)據(jù)庫是為了用戶更好地利用和共享空間數(shù)據(jù)資源，而用戶對空間數(shù) 據(jù)及其處理方法的需求多種多樣，繁瑣復雜的空間數(shù)據(jù)處理工作希望能 通過空間數(shù)據(jù)庫給予有效、靈活和經(jīng)濟的解決，這就需要全面調(diào)查和分 析用戶對空間數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理的需求。用戶需求調(diào)查方法通常采取與 G I S 用戶面對面討論的形式為主，調(diào)研的最終結果是提交一份全面和完 整的書面報

49、告。 1 7 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 現(xiàn)行業(yè)務處理流程 數(shù)據(jù)性質(zhì)、獲取途徑 與應用范圍 數(shù)據(jù)間的關系 數(shù)據(jù)使用頻率 用戶的數(shù)據(jù)要求、處 理方式與處理要求 分析數(shù)據(jù)現(xiàn)狀系統(tǒng)分析 數(shù)據(jù)內(nèi)容是否復合要求分析系統(tǒng)環(huán)境和條件 數(shù)據(jù)的有效性確定系統(tǒng)邊界 數(shù)據(jù)的完整性 確定計算機實現(xiàn)的功 數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性+能 數(shù)據(jù)的表示方法 數(shù)據(jù)加工的難易程度 抽象出系統(tǒng)模型 數(shù)據(jù)的標準化 數(shù)據(jù)的數(shù)量與質(zhì)量 數(shù)據(jù)的來源 圖3 1 空間數(shù)據(jù)需求分析示意圖 3 t 2 空間數(shù)據(jù)庫的概念模型設計 數(shù)據(jù)庫概念模型是對數(shù)據(jù)庫所管理的各種數(shù)據(jù)的綜合型描述，利用 歸類、綜合、抽象等建模方法，可以用數(shù)學建

50、模的方法描述現(xiàn)實世界， 該概念數(shù)據(jù)模型不依賴于任何數(shù)據(jù)庫軟件。數(shù)據(jù)庫概念模型要描述實體 類型( 如河流、公路、建筑物等) 、實體的屬性( 如公路的編號、等級、 路寬等) 和實體間的關系( 如公路的交叉、公路與涵洞的關系、公路與 橋梁與河流的關系等) 。數(shù)據(jù)庫概念模型是數(shù)據(jù)庫的全局邏輯數(shù)據(jù)視圖， 是數(shù)據(jù)庫管理員所看到的實體、實體屬性和實體間的聯(lián)系。概念模型設 計任務：概念數(shù)據(jù)庫模式設計；事務設計淵。 數(shù)據(jù)庫概念模型的設計有多種方法，如面向?qū)ο蠓治龇? O O A ) ， 擴展實體關系建模法( E E R ) ，還有數(shù)據(jù)流程圖設計方法( D F D ) 等。 空間數(shù)據(jù)庫的概念模型設計主要采用空間E

51、 R 方法來進行，如圖3 2 所示。 根據(jù)基礎地理信息數(shù)據(jù)所描述的地形地物特征，可以推導出東營市 的綜合性的數(shù)據(jù)概念模型( 簡化圖) ，如圖3 3 和圖3 4 所示。 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 3 2 空間數(shù)據(jù)庫的邏輯設計 數(shù)據(jù)庫邏輯設計的任務是把數(shù)據(jù)庫概念設計階段產(chǎn)生的概念數(shù)據(jù) 庫模式變換為邏輯數(shù)據(jù)庫模式。數(shù)據(jù)庫邏輯設計依賴于邏輯數(shù)據(jù)模型和 數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)。 圖3 - - 2 用空間E R 方法建立空間數(shù)據(jù)庫的概念模型 圖3 3 。數(shù)字東營”的基礎地理信息數(shù)據(jù)庫概念模型示例 1 9 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 3 2

52、1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型分為：層次模型、網(wǎng)絡模型、關系模型。三者的比 較如表3 1 所示。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫發(fā)展中起了重要作用，但仍然存在許多不 足，概括為： 以記錄為基礎的結構不能很好地面向用戶和應用。 不能以自然的方式表示客體之間的聯(lián)系。 語義貧乏。 數(shù)據(jù)類型太少難以滿足應用需要。 圖3 4 “數(shù)字東營”的基礎地理信息數(shù)據(jù)概念模型示意圖 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 標3 一l 三種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的比較 數(shù)據(jù) 模型 優(yōu)點缺點 1 結構清晰，較容易實現(xiàn) 層 2 易于理解、更新與擴充 1 不能表示多對多的聯(lián)系，難以顧及 次3 通過關鍵字數(shù)據(jù)訪問易于 數(shù)據(jù)

53、共享和實體間的拓撲關系，數(shù) 模 據(jù)冗余度大 型 實現(xiàn) 4 事先知道全部可能的查詢 2 大量索引文件需要維護 3 訪問限于自上而下的路徑 結構，數(shù)據(jù)檢取方便 l - 可以表示多對多的關系，冗1 采用循環(huán)指針來聯(lián)系結點，結構復 網(wǎng) 余度較小 雜，難以修改和維護，更新較為困 絡2 空間特征及其坐標數(shù)據(jù)易難嘲 模 型 于連接 2 間接的指針使數(shù)據(jù)庫擴大，在復雜 3 避免數(shù)據(jù)冗余，已有數(shù)據(jù)可 的系統(tǒng)中可能占據(jù)數(shù)據(jù)庫的很大部 t 充分使用分 _ 1 結構簡單靈活，數(shù)據(jù)修改和 1 難以處理復雜的目標，效率、數(shù)據(jù) 一 更新方便，容易維護和理解 關語義和目標標識等方面還有不足 系2 可以滿足布爾邏輯和數(shù)學 模

54、2 為了找到滿足指定關系要求的數(shù) 型 運算表達的各種查詢需求 據(jù)，許多操作涉及對文件的順序搜 3 允許對各種數(shù)據(jù)類型的搜 索、組合和比較捌 索，對大型系統(tǒng)而言很費時間 3 2 2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型吸收了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型和語義數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點，同 時具有面向?qū)ο蟮奶卣?。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型具有如下特點啪m 1 ： 支持復雜對象：具有對簡單對象運用各種構造符組成復雜對象 的能力 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 具有對象標識：對象獨立于它的值的存在； 具有封裝性：數(shù)據(jù)庫對象中既封裝數(shù)據(jù)又封裝程序，從而達到 信息隱蔽，同時也實現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)的獨立性： 支持類型和類的概

55、念，類型概括了具有相同特性的一組對象的 共同特性； 支持類或類型的層次結構，具有繼承關系； 允許重載，即將同一名字用于不同類型的數(shù)據(jù)操作； 通過與現(xiàn)有程序設計語言的合理連接達到計算完備性； 具有擴充性。 3 2 3 空間數(shù)據(jù)模型 1 混合數(shù)據(jù)模型 混合數(shù)據(jù)模型指在空間數(shù)據(jù)庫建設中，采用將空間圖形數(shù)據(jù)和相關 聯(lián)的屬性數(shù)據(jù)分離開來管理的模式，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)通過關鍵字連 接。該模型使用方便、實現(xiàn)起來較為簡單，是目前使用較為廣泛的一種 空間數(shù)據(jù)模型。 2 全關系型空間數(shù)據(jù)模型 空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都采用關系模型進行設計，建立全關系型空間 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 3 對象一關系型空間數(shù)據(jù)模型 在關系型數(shù)據(jù)庫

56、中擴展，通過定義一系列操作空間對象( 如點、線、 面等) 的A P I 函數(shù)，來直接存儲和管理非結構化的空間數(shù)據(jù)庫管理模式。 4 面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)模型 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型不僅支持變長記錄，而且支持對象的嵌套、信息 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 的繼承等，面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還允許用戶定義對象和對象 的數(shù)據(jù)結構以及它的操作?！薄Ｅc面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語占緊密結合，容 易被熟悉面向?qū)ο笳Z言的開發(fā)設計人員所接受，具有較高的執(zhí)行效率。 缺乏數(shù)據(jù)庫基本特性，尤其是缺乏與S Q L 兼容的查詢功能，在安全性、 完整性、并發(fā)控制、開發(fā)工具等方面也比關系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品差”m 1

57、 。 3 2 4 “數(shù)字東營”的邏輯模型 “數(shù)字東營”的數(shù)據(jù)庫軟件選用O r a c l e + A r c S D E ，根據(jù)其特點，東 營市基礎地理數(shù)據(jù)庫的邏輯模型設計結構如圖3 5 所示。 圖3 5 “數(shù)字東營”的基礎地理信息數(shù)據(jù)庫邏輯模型 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 “數(shù)字東營”的數(shù)據(jù)庫的邏輯結構設計具體如下： 1 建立一個O r a c l e 數(shù)據(jù)庫，命名為“東營市基礎地理信息數(shù)據(jù)庫”。 2 ，在該數(shù)據(jù)庫內(nèi)分別建立相應的幾個表空間。名稱分別為： 五百表空間 二千表空間 五千表空間 I K O N O S 影像表空間 3 在每個表空間下分別建立不同類

58、型的表，以對應不同的數(shù)據(jù)類 型。 表名命名規(guī)則：X X X X XX X 其中，前五位表示數(shù)據(jù)名稱。如：“T E R L K ”表示等高線，“G P S R D ” 表示車載數(shù)據(jù)，“P N A M E ”表示地名數(shù)據(jù)；第七、八位表示數(shù)據(jù)類型，如 “P t ”表示點，“P l ”表示線，“P g ”表示面，“A n ”表示注記，對于柵 格數(shù)據(jù)用“U n ”表示。如表3 2 所示。 4 表結構設計 1 ) F e a t u r eD a t a s e t 類型，使用生產(chǎn)時定義的數(shù)據(jù)類型和結構。 2 ) R a s t e rD a t a s e t 類型。 D E M 表結構，如表3 3 所

59、示。 其他數(shù)據(jù)表結構，如表3 4 所示。 代碼表機構，如表3 5 所示、 3 ) 元數(shù)據(jù)索引表。 遙感影像數(shù)據(jù)，如表3 - - 6 所示。 標準圖幅數(shù)據(jù)，如表3 7 所示。 中國石油大學( 華東) 碩士論文第3 章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計 表3 - - 2 各表空間命名 表空間表名備注類型 二千表空間 1 1 1 D N TP t水系( 點)F e a t u r e ( 五百、五千同D a t a s e t H Y D N TP 1水系( 線) 樣) H Y D N T _ P g水系( 面) R E S N TP t居民地( 點) R E s N l P 1居民地( 線) R E S M g居民地( 面) R S D E MU n R a s t e r R S D R GU n D a t a s e t A P D ( 瑚U n G P S R DP tF e a t u r e G P S R DP 1 D a t a s e t P N m I EP t 代碼表R e l a t i o n D a t a s e t 元數(shù)據(jù)索引表 T a b l e I K O N O S 影像表 S P D O MU nR a s t e r 空間 D a t a s