空间数据库基础应用

第十一章第十一章 空间数据库空间数据库基础应用基础应用-以某市基础地理数据建库为例一、建库目的与项目概述1.1 建库目的 某市1:1000基础地理数据库是服务于城市规划与管理的城市空间基础设施的重要组成部分，其建设目的是为了更好的满足该市经济建设、城市规划、信息管理和社会发展对空间基础地理信息的需要，满足数字城市建设的需要。1.2 项目概述 受该市规划局委托，市测绘勘察有限公司承担市1:1000基础地理数据建库项目，利用CAD矢量数据建设全要素GIS数据库及其元数据库，建库面积约560km2。二、设计原则与作业依据2.1 设计原则1:1000基础地理数据库的设计应符合下列原则：v1、实用性原则v2、可扩充性原则v3、可行性原则v4、标准化、规范化原则2.2 作业依据v1、CJJ100-2004城市基础地理信息系统技术规范v2、GB/T 7929-19951:500、1:1000、1:2000地形图图式v3、市1:500、1:1000、1:2000矢量地形图数据标准v4、GB 148041:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码v5、GB/T 18316数字测绘产品检查验收规定和质量评定v6、CJJ8-99城市测量规范v7、GB/T 17798地球空间数据交换格式v8、GB/T 17941数字测绘产品质量要求v9、ISO 19115地理信息元数据v10、CH/T 1005基础地理信息数字产品数据文件命名规则v11、市1:500、1:1000数字线划图技术设计书v12、市城北地区1:1000航测数字化测图技术设计书v13、2005市1:1000航测数字化测图技术设计书（宁安测区、雨城测区和天山测区）v14、本技术设计书三、主要技术指标v3.1 平面坐标系及高程系统 采用76地方坐标系，吴淞高程系统v3.2 基本等高距 1:1000比例尺地形图采用1米等高距v3.3 数据存储单元及命名规则 1:1000空间GIS数据的存储采用分专题和分要素类型相结合的办法进行数据组织，逻辑上分层，物理上无缝。以以ArcSDE为空间数据引擎，将图形数据和为空间数据引擎，将图形数据和属性数据存储在一个统一的关系数据库中，其中属性数据存储在一个统一的关系数据库中，其中构成构成GeoDataSet的名称如下：的名称如下：1:1000 GIS数据对应的数据对应的GeoDataSet的名称为：的名称为：GIS1K_DATA；1:1000背景背景GIS数据对应的数据对应的GeoDataSet的名称的名称为：为：GIS1K_BACKGROUND_DATA格网数据对应的格网数据对应的GeoDataSet的名称为：的名称为：GRID。v3.4 要素分类编码标准 地形要素分类与编码标准参照1:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码GB 14804-93和1:500、1:1000、1:2000地形图图式GB/T 7929-1995。编码统一用七位数字描述，结构为:主编码（4位 +1位）+附编码（2位）xxxx +x +xx|序号序号内内 容容1 1中间注有不依比例尺的独立符号的依比例尺的地物，独立符号用中间注有不依比例尺的独立符号的依比例尺的地物，独立符号用“主编码主编码+00+00”表示表示,范围边界线用范围边界线用“主编码主编码+01+01”表示。表示。2 2带有辅助设施的复杂地物，其特征定位线的编码为带有辅助设施的复杂地物，其特征定位线的编码为“主编码主编码+00+00”，辅助设施符号编码为，辅助设施符号编码为“主编码主编码+02+02”。3 3带有辅助描述符号的复杂地物，其特征定位线的编码为带有辅助描述符号的复杂地物，其特征定位线的编码为“主编码主编码+00+00”，辅助描述符编码为，辅助描述符编码为“主编码主编码+03+03”。4 4用于表示某地物方向的箭头符号，其编码为用于表示某地物方向的箭头符号，其编码为“相应需表示方向的地物的主编码相应需表示方向的地物的主编码+04+04”。5 5便于便于GISGIS作网络分析，表示地物连通性的作网络分析，表示地物连通性的“双向轴线双向轴线”的编码为的编码为“轴线所描述地物的主编码轴线所描述地物的主编码+05+05”；表示地物连通性的；表示地物连通性的“单向轴线单向轴线”的编码的编码为为“轴线所描述地物的主编码轴线所描述地物的主编码+06+06”。6 6LabelLabel点均以一点在相应多边形区域中标示，其编码为点均以一点在相应多边形区域中标示，其编码为“所描述多边形的主编码所描述多边形的主编码+07+07”，LabelLabel点标示的多边形编码与点标示的多边形编码与LabelLabel点编码一致。点编码一致。7 7为描述非封闭性面状地物的外形特征，该地物的框架线的编码为为描述非封闭性面状地物的外形特征，该地物的框架线的编码为“描述地物的主编码描述地物的主编码+08+08”。8 8有些线状符号本身不能描述其特征线，应该生成该符号的骨架线，骨架线的编码为有些线状符号本身不能描述其特征线，应该生成该符号的骨架线，骨架线的编码为“骨架线描述地物的主编码骨架线描述地物的主编码+09+09”，符号本身视为辅助描，符号本身视为辅助描述符。述符。9 9所有直接用线型描述的符号，其编码为所有直接用线型描述的符号，其编码为“主编码主编码+00+00”。v3.5 元数据标准 在城市基础地理数据元数据中，主要说明基础地理数据的内容、质量、状况和其他相关特征的背景信息。依据CJJ100-2004城市基础地理信息系统技术规范和市1:500、1:1000、1:2000矢量地形图数据标准中元数据规定，设计库体级元数据、区域级元数据及图幅级元数据。库体级元数据库体级元数据序号序号元素中文名称元素中文名称元素英文名称元素英文名称字段类型字段类型描述和定义描述和定义1数据集英文名数据集英文名DT_NAME_ENDT_NAME_ENVARCHAR2VARCHAR2（255255）数据集英文名数据集英文名2数据集中文名数据集中文名DT_NAME_CHDT_NAME_CHVARCHAR2VARCHAR2（255255）数据集中文名数据集中文名3日期日期EXPRESS_DATEEXPRESS_DATEDATEDATE数据集的发布时间数据集的发布时间4版本版本EXPRESS_VEREXPRESS_VERVARCHAR2VARCHAR2（255255）数据集的版本数据集的版本5语种语种LANLANVARCHAR2VARCHAR2（255255）数据集中使用的语种（中文）数据集中使用的语种（中文）6摘要摘要ABSTRACTABSTRACTVARCHAR2VARCHAR2（255255）数据集内容的简单介绍数据集内容的简单介绍7项目名称项目名称PROJ_NAMEPROJ_NAMEVARCHAR2VARCHAR2（255255）项目的名称（本次项目的名称）项目的名称（本次项目的名称）8项目类型项目类型PROJ_TYPEPROJ_TYPEVARCHAR2VARCHAR2（255255）说明项目的类型（说明项目的类型（GISGIS数据加工）数据加工）9数据子集总数数据子集总数SUB_DT_COUNTSUB_DT_COUNTNUMBERNUMBER（1010）构成关系型数据库的基本表或构成空间数据库的数构成关系型数据库的基本表或构成空间数据库的数据量（要素集个数）据量（要素集个数）10数据总量数据总量DATA_QUANTITYDATA_QUANTITYNUMBERNUMBER（12,612,6）以发行格式存储的数据集数据总量以发行格式存储的数据集数据总量区域级元数据区域级元数据序号序号元素名称元素名称元素英文名称元素英文名称字段类型字段类型描述和定义描述和定义1DLGDLG生产单位名称生产单位名称DLG_NAMEDLG_NAMEVARCHAR2（255）DLGDLG数据生产单位名称数据生产单位名称2DLGDLG生产单位电话生产单位电话DLG_PHONEDLG_PHONEVARCHAR2（255）DLGDLG数据生产单位的电话数据生产单位的电话3DLGDLG生产单位传真生产单位传真DLG_FAXDLG_FAXVARCHAR2（255）DLGDLG数据生产单位的传真数据生产单位的传真4DLGDLG生产单位详细地址生产单位详细地址DLG_ADDRESSDLG_ADDRESSVARCHAR2（255）DLGDLG数据生产单位的详细地址数据生产单位的详细地址5DLGDLG图幅数图幅数DLG_MAP_NUMDLG_MAP_NUMNUMBER（10）DLGDLG数据生产单位做的图幅数数据生产单位做的图幅数6DLGDLG生产面积生产面积DLG_AREADLG_AREANUMBER（12,6）DLGDLG数据生产单位做的面积数据生产单位做的面积7DLGDLG数据生产开始时间数据生产开始时间DLG_PRODUCEDLG_PRODUCEDATEDLGDLG数据生产开始时间数据生产开始时间8DLGDLG数据生产验收时间数据生产验收时间DLG_ACCEPTDLG_ACCEPTDATEDATEDLGDLG数据生产验收时间数据生产验收时间9DLGDLG数据提交时间数据提交时间DLG_SUBMIT_TIMEDLG_SUBMIT_TIMEDATEDLGDLG数据提交时间数据提交时间10DLGDLG数据总体评价数据总体评价DLG_EVALUATEDLG_EVALUATEVARCHAR2（255）DLGDLG数据总体评价数据总体评价11GISGIS生产单位名称生产单位名称GIS_NAMEGIS_NAMEVARCHAR2（255）GISGIS数据生产单位名称数据生产单位名称12GISGIS生产单位电话生产单位电话GIS_PHONEGIS_PHONEVARCHAR2（255）GISGIS数据生产单位的电话数据生产单位的电话图幅级现势元数据图幅级现势元数据序号序号字段名称字段名称字段中文名称字段中文名称字段类型字段类型DLG非非DLG1 1SHEET_NOSHEET_NO图号图号VARCHAR2（50）必填项必填项必填项必填项2 2PRODUCT_NAMEPRODUCT_NAME产品名称产品名称VARCHAR2（50）必填项必填项必填项必填项3 3SCALESCALE比例尺分母比例尺分母NUMBER（10）必填项必填项必填项必填项4 4DATA_QUANTITYDATA_QUANTITY数据量数据量VARCHAR2（50）必填项必填项5 5DATA_FORMATDATA_FORMAT数据格式数据格式VARCHAR2（50）必填项必填项6 6P_SYSP_SYS平面坐标系平面坐标系VARCHAR2（50）必填项必填项必填项必填项7 7H_SYSH_SYS高程系统高程系统VARCHAR2（50）必填项必填项必填项必填项8 8CONTOUR_INTCONTOUR_INT图幅等高距图幅等高距NUMBER（12,6）必填项必填项必填项必填项9 9PRODUCERPRODUCER产品生产单位名称产品生产单位名称VARCHAR2（50）必填项必填项必填项必填项1010PRODUCE_DATEPRODUCE_DATE产品生产日期产品生产日期DATE必填项必填项必填项必填项1111REV_DEPTREV_DEPT更新生产单位名称更新生产单位名称VARCHAR2（50）必填项必填项必填项必填项1212REV_PROD_DATEREV_PROD_DATE产品更新日期产品更新日期DATE必填项必填项必填项必填项v3.6数据分类原则 1:1000基础地理信息数据库将建立两类不同的逻辑空间数据。开思中每种地物与GIS数据中要素的对应关系请见附件。3.6.1 基础GIS数据存储的是GIS数据，其典型特征是：1、在开思中用“块”表示的点状符号取定位点位，作为点要素入库；2、具有骨架线的对象将只转换骨架线；3、地物的特征通过点、线、面符号来表示；4、可用于分析计算。3.6.2 背景GIS数据存储的是GIS辅助数据，其典型特征是：1、在开思中用块表示的非点状要素，将“块”被打散后作为点要素或线要素入库；2、所有非基础GIS数据的地物对象都予以转换，主要做为显示辅助用；3、地物的特征通过其地物本身来表示；4、不可用于分析计算。四、数据源分析v4.1 数据来源 已有资料为1:1000DLG，面积约560平方公里，范围为宁安六合片区、雨城等地区，具体范围见附件。2002年8月和2005年2月航空摄影，2004年11月至2005年5月调绘，坐标系为76地方坐标系，高程系统为吴淞高程系，数据现势性较好。地貌以低山、丘陵和黄土岗地为主体，丘陵、岗地约占1/2。低山丘陵海拔一般在100300m之间，平原海拔一般在10m左右。丘陵、山地树木覆盖率达80%。测区交通发达，乡镇均有公路贯通，林场、采石场等也有简易公路到达。v4.2 数据内容 矢量数据所包含的几何和属性数据的内容依据市1:500、1:1000、1:2000矢量地形图数据标准、市1:500、1:1000数字线划图技术设计书、市城北地区1:1000航测数字化测图技术设计书、2005市1:1000航测数字化测图技术设计书。v 4.3 生产单位 承担数据生产的主要作业单位有国家测绘局第一地形测量队、国家测绘局第三地形测量队、市测绘勘察有限公司、江苏省地质测绘院、西安国测航摄遥感有限公司等。v 4.4 数据质量分析 随机抽取G标段16幅图做样本，DLG数据转GIS后要素分别有居民地、工矿建筑物、道路、道路中心线、铁路、交通附属设施、水系、水系附属设施、植被、桥梁及涵洞、管线、地貌土质、垣栅、高程点、控制点、等高线、境界、注记等。原始DLG数据图形和属性存在一些问题。这些问题有些无法通过DLG质检软件检测（不影响图面表现），导致建库后GIS数据存在一些问题。基于这些问题，本次GIS入库，只能以现有数据源为基础，只做内业入库检查修改。对内业无法修改的明显问题进行记录并汇总提交有关方面。五、基础地理数据库设计v5.1基础地理数据库的逻辑设计5.1.1基础地理数据库 在SDE中，地图中的每一个物理图层对应于一个FeatureClass，其中图层名称、存储类型和比例尺代码构成FeatureClass的名称。例如：1:1000地形图中的居民地逻辑层中面状图层对应的FeatureClass的名称为：JMD_POLYGON_1K。编号编号逻辑图层名逻辑图层名逻辑图层中文名逻辑图层中文名编编号号物理图层名物理图层名物理图层中文名物理图层中文名1.KZD控制点控制点1.KZD_POINT_1K1千控制点千控制点2.KZD_ANNOTATION_1K1千控制点注记千控制点注记2.GCD高程点高程点3.GCD_POINT_1K1千高程点千高程点4.GCD_ANNOTATION_1K1千高程注记千高程注记3.JMD居民地居民地5.JMD_POINT_1K1千点状居民地千点状居民地6.JMD_LINE_1K1千线状居民地千线状居民地7.JMD_POLYGON_1K1千面状居民地千面状居民地8.JMD_DM_ANNOTATION_1K1千地名注记千地名注记9.JMD_JZW_ANNOTATION_1K1千建筑物性质注记千建筑物性质注记4.YZH垣栅垣栅10.YZH_POINT_1K1千点状垣栅千点状垣栅11.YZH_LINE_1K1千线状垣栅千线状垣栅12.YZH_POLYGON_1K1千面状垣栅千面状垣栅13.YZH_ANNOTATION_1K1千垣栅注记千垣栅注记 背景数据结构与此类似，从略。5.1.2 格网数据库编编号号逻辑图逻辑图层名层名逻辑图层中逻辑图层中文名文名编编号号物理图层名物理图层名物理图层中文名物理图层中文名1.GRID1K一千网格一千网格1.Grid1K1:1000网格网格2.Grid1K_Anno1:1000网格注记网格注记5.2基础地理数据库的物理设计5.2.1基础地理数据库表结构定义 其数据类型对应如下：数据类型数据类型对应对应ORACLE数据类型数据类型Object IDNUMBERGeometryNUMBERShort IntegerNUMBER(4)Long IntegerNUMBERFloatNUMBER(38,8)DoubleNUMBER(38,8)Text(50)VARCHAR2(50 byte)DateDATEBLOBLONG RAWDoMainORACLE表表SubTypeORACLE表表JMD_POINT_1K 点状居民地字段序字段序号号字段名称字段名称字段类型字段类型描述描述备注备注OBJECTIDObject IDARCGIS唯一标志码唯一标志码主键、自增长、不可编主键、自增长、不可编辑辑GEOCODEText(20)开思地物编码开思地物编码ShapeGeometryPointMEMOSText(50)备注备注表示点的方向表示点的方向CADHANDLEText(50)CAD对象句柄对象句柄JMD_LINE_1K 线状居民地字段序字段序号号字段名称字段名称字段类型字段类型描述描述备注备注OBJECTIDObject IDARCGIS唯一标志码唯一标志码主键、自增长、不可编辑主键、自增长、不可编辑GEOCODEText(20)开思地物编码开思地物编码ShapeGeometryPolylineShape_lengthDoubleARCGIS自动计算长度自动计算长度不可编辑不可编辑MEMOSText(50)备注备注表示线型的名称表示线型的名称CADHANDLEText(50)CAD对象句柄对象句柄JMD_POLYGON_1K 面状居民地字段序号字段序号字段名称字段名称字段类型字段类型描述描述备注备注OBJECTIDObject IDARCGIS唯一标志码唯一标志码主键、自增长、不可编辑主键、自增长、不可编辑GEOCODEText(20)开思地物编码开思地物编码ShapeGeometryPolygonShape_areaDoubleARCGIS自动计算面积自动计算面积Shape_lengthDoubleARCGIS自动计算周长自动计算周长NameText(200)单位名称单位名称ArchNameText(50)大厦名称大厦名称PurposeText(20)建筑物用途建筑物用途StructText(20)结构结构FloorCountText(20)层数层数FloorNumInteger主层数主层数ADDRESSText(100)门牌号码门牌号码HeightDouble建筑物高度建筑物高度ElevationDouble建筑物高程建筑物高程MEMOSText(50)备注备注CADHANDLEText(50)CAD对象句柄对象句柄JMD_DM_ANNOTATION_1K地名注记字段序号字段序号字段名称字段名称字段类型字段类型描述描述备注备注OBJECTIDObject IDARCGIS唯一标志码唯一标志码主键、自增长、不可编辑主键、自增长、不可编辑GEOCODEText(20)开思地物编码开思地物编码ShapeGeometryAnnotationFeatureIDLong IntegerARCGIS自动添加自动添加ZorderLong IntegerARCGIS自动添加自动添加AnnotationClassIDLong IntegerARCGIS自动添加自动添加ElementBLOBARCGIS自动添加自动添加注记内容注记内容5.2.2 格网数据库表结构定义 Grid1K 1:1000网格字段序字段序号号字段名称字段名称字段类型字段类型描述描述备注备注1.OBJECTIDObject IDARCGIS唯一标志码唯一标志码主键、自增长、不可编主键、自增长、不可编辑辑2.GRID_IDText(12)网格名称网格名称3.ShapeGeometryPolygon4.Shape_areaDoubleARCGIS自动计算面自动计算面积积不可编辑不可编辑5.Shape_lengthDoubleARCGIS自动计算周自动计算周长长不可编辑不可编辑六、建库技术路线及技术要求v6.1 建库技术路线 此次建库采用的技术路线是全要素入库、检查、修改，按照市1:500、1:1000、1:2000矢量地形图数据标准，编写基于DLG的数据入库检查软件进行数据入库，着重检查修改基础GIS数据，对入库数据的分类编码、实体类型、属性、接边等进行检查，生成相应的检查文件，并修改GIS数据。最终达到建库的目的。提交数据成果1:1000 DLG数据修改预处理图形拓扑检查与处理错误修改分类编码检查扩展属性检查与处理接边检查与处理错误浏览与修改居民地道路水系植被高程点。GIS1K_DATA，GIS1K_BACKGROUND_DATA，GRID，元数据等，元数据等分类编码检查实体类型检查空间关系检查接边检查错误浏览与修改DLG数据修改入GIS库检查修改经修改的经修改的DLG数数据据原始DLG数据 原始DLG数据有问题 同步修改DLG数据 图1.建库技术路线v6.2 技术要求 以市1:500、1:1000、1:2000矢量地形图数据标准作为提取要素的内容、分层、属性项定义的依据，以下简称数据标准。技术要求为：居民地及其附属：居民地包括小区、村居民地及其附属：居民地包括小区、村庄、单位等建筑物，表示为面状要素。要求所庄、单位等建筑物，表示为面状要素。要求所有居民地不得有遗漏、重复、交叉，图形表示有居民地不得有遗漏、重复、交叉，图形表示完整，属性表示正确，与完整，属性表示正确，与DLG相匹配。其中按相匹配。其中按照数据标准棚房、建筑中房屋、厕所除代码外照数据标准棚房、建筑中房屋、厕所除代码外不需要另外加注属性。不需要另外加注属性。道路中心线：道路中心线只做到等外公道路中心线：道路中心线只做到等外公路、等级公路、高速公路、快速路、主干路、等级公路、高速公路、快速路、主干道、次干道、一般道路、有名称的街巷级，道、次干道、一般道路、有名称的街巷级，要求道路中心线同名的应连续，若同名道路要求道路中心线同名的应连续，若同名道路的宽度不一致，相差太大，可不连续。的宽度不一致，相差太大，可不连续。七、质量控制v7.1 质量保证体系作业部门检查（含作业班组自检和互检）作业单位检查业主组织验收监理方生产单位 业主方v7.2 质量要求 数据分类、分层符合设计要求。图形表示正确，无明显变形，面状居民地、线状道路、面状水系、高程点、等高线不得有重复。地形要素的几何描述应完整；数据的分层与组织应正确；注记应完整；元数据表示应完整。v7.3 质量检查 在在1:1000基础地理数据库生产和检查过程基础地理数据库生产和检查过程中，应对数据集的空间数据、属性数据和元数据中，应对数据集的空间数据、属性数据和元数据进行质量检查，并提供相应的检查资料。进行质量检查，并提供相应的检查资料。个人观点供参考，欢迎讨论