基于geodatabase的海图数据库设计探讨

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1、基于Geodatabase的海图数据库设计探讨1,22尹晓慧，王利伟（1信息工程大学测绘学院，郑州450052；2海军出版社，天津塘沽300450）摘要：本文介绍了ArcInfo平台的Geodatabase数据模型及现有的海图数据模型，并从数据分类组织、实体抽象、组织地理数据集三个方面叙述了建立海图数据库的步骤，实现了面向对象的空间数据库的设计。关键词：Geodatabase；数据模型；海图数据库一、引言随着海洋测绘数据库工程的完成，已开始把海洋测绘数据库建设的重点由建库转移到数据库的维护管理，改变以往的数据存储和管理方式。而这项工作需要长期投入技术力量和经费，建立行之有效的海洋测

2、绘数据库维护更新机制，并调整海洋测绘产品生产体系。其中电子海图数据库是其中的重要组成部分，只有更加有效地对电子海图数据进行存储和管理才能真正实现电子海图数据库的动态更新和实时维护，使海洋测绘数据库在数字海图、纸质海图和S-57标准（海洋地理信息的国际交换标准，简称S-57）海图方面发挥出更大的作用[1]。二、海图数据模型目前我国数字海图（简称CDC）数据主要是基于Arc/Info软件平台进行组织的，CDC数据继承了ESRI公司的Coverage格式，Coverage是相似的地理特征(feature)即其相关的描述性数据按照一定的逻辑关系组织在一起的集合体，每个Coverage表示一

3、个地理区域中一个独立的类别或专题，相当于逻辑概念中的要素层，要素层之间是相互独立的，它是进行维护、管理、进行空间分析的数据单元。如在海图数据库中：海洋陆地、测量控制点层等要素层分别对应一个Coverage。每个要素层用点、线、面、注记这四种基本类型来记录地理位置和表示地理现象。Coverage数据模型的优势在于用户可以自定义要素表格，不仅可以添加字段而且可以与外部表格的字段建立关联。由于Coverage数据模型存储了矢量数据间的拓扑关系，使GIS系统可以进行高级的地理分析，可以实现更精确的数据输入，从而为实现高性能的GIS提供可能。由于受当时计算机软件和硬件的限制，空间数据和属性数

4、据采用分开存储的原则。空间数据存储在二进制文件中，属性数据存储在关系数据库的二维表格中，运用Coverage数据模型将二者连接起来。Coverage数据模型的重大缺陷是要素被描述为统一的行为聚集的点、线、面集合，例如，表示道路的线的行为和表示河流的线的行为是一摸一样的，这并不是我们所需要的。另外，当一条线穿越多边形时，它无法区分线和多边形是实交还是虚交。在Coverage中，如果线穿过多边形，线把多边形自动划分为两块。三、Geodatabase数据模型Arc／Info引入了第三代数据模型——Geodatabase。它采用面向对象技术将现实世界抽象为若干对象类组成的数据模型，每个对象

5、类有其属性、行为和规则，对象类之间有一定的748联系。这样，以更加适合自然的行为和人的思维方式去组织数据，更精确的模拟真实世界。Geodatabase按层次将地理数据组织成数据对象，这些数据对象存储于要素类(featureclass)、对象类(objectsclass)或要素集(featuredataset)中。Geodatabase对空间数据管理以关系数据库为基础，利用关系数据库成熟的数据处理能力对空间数据和非空间数据进行统一管理。相比于Coverage模型来说，Geodatabase数据模型具有明显的优势：1)在同一数据库中集中管理各种类型的空间数据；2)可以表达空间数据之间的

6、相互关系；3)由于对空间要素进行合法性规则检验，空间数据的录入和编辑更加准确；4)空间数据更面向实际的应用领域，不再是无意义的点、线、面而具有了具体的含义；5)可以管理连续的空间数据，无需分幅和分块。利用Geodatabase数据模型可以建立面向对象的空间数据库，或者说实体关系数据库，当前的关系数据库管理系统中，通过特定的数据库引擎如ArcSDE，就可以实现空间数据和非空间数据的统一存储和集中管理。四、海图数据库的设计步骤（一）海图数据的分类和组织海图有其自身的特点，其表示的内容的种类比一般图种要多而且复杂，涉及陆地和海洋地理以及航海信息。所以，为了更好的对海图数据进行存储和管理，

7、就要了解现有海图数据的组织结构——层结构。海图的分层遵循一定的原则：一是层的划分能明显区分空间地理特征的类别，方便数据显示、查询、要素选择等操作，在海图分层中将点状和面状要素分开。二是电子海图表达的内容是海洋地理信息和航海信息，因而分层在适于计算机管理的同时还必须满足航海的需要。因此，在分层设计时，将体现航海特点、便于航行、属性相同或相近的专题要素放在同一物理专题层中。三是分层与地理学分类一致，如自然地理要素和社会地理要素通常应分在不同的数据层中。根据上述的分层原则，