基于arcgis的重庆市地下河数据库设计、实现和系统开发

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1、第一章绪论第一章绪论1．1研究背景和意义水是生命之源，人类的生存和发展都无法离开水，人类要生存和发展就必须对水资源进行开发和利用。随着工业的发展、社会的进步和城市化进程的加快，人类对水的需求也在日益倍增，但是，地球上的水资源却正在遭受着不同程度的污染。世界上缺水的国家和地区越来越多，水资源的继续恶化将会直接威胁到人类的生存甚至造成社会的动荡。合理地开发利用并保护好现有的水资源是摆在人类面前迫在眉睫的问题。解决这个问题的前提是要了解水资源现状。水体覆盖地球表面面积约70％以上，是地球上分布最广的物质，然而，海水(咸水)却几乎占到97％左右，淡水资源仅占总量的2．5％，而在这2．5％中，又有约87

2、％的淡水资源被冻结在南、北极的冰盖中或者以高山冰』II和永冻积雪的形式存在，人类真正能用利用的淡水资源约占总量的0．26％，并且全球淡水资源分布极不平衡。我国水资源总量约为2．8×104亿立方米，地下水约为8．7×103亿立方米，水资源总量位居世界第六，人均水资源占有量仅为世界人均的1／4，位居第88位。我国水资源分布同样非常不平衡，已经有许多地区出现不同严重程度的缺水危机。地球上水的存在形式有多种：海洋水、地表水、地下水、土壤水、大气水和生物水，其中地表淡水约占地球淡水总量的69％，地下水淡水约占淡水总量的30．92％t¨，而岩溶地下水可开采资源量占到我国地下水可开采量的26．7％，可见地下

3、水特别是岩溶地下水中蕴藏着巨大的淡水资源，当然，人类也早已开始了对地下水资源的开发利用。随之而来的是，由于不合理开发及过度开发，已经造成了地面沉降、塌陷、海水入侵、岩溶地区石漠化等多种严重的地质灾害【2】。鉴于以上所介绍的水资源紧缺的现状同目前对于地下水资源不合理的开发所造成的破坏之间的矛盾并结合我国的实际情况，中央和各地政府已经投入了大量的人力、物力和财力进行水资源状况调查。重庆市科委抽出部分专项资金用来对重庆市地下河水资源分布现状进行调查统计，相关工作人员长期在野外进行测量、实验收集了大量宝贵的数据，如何将这些数据使用一种合理、高效的方式进行管理和共享呢?GIS为解决其提供了一个较为完美的

4、解决方案，这也是本文所研究的主要问题。本文将根据重庆市地下河数据本身的特点，使用ESRI(EnvironmentalSystemResearchInstitute，Inc．美国环境系统研究所)所开发的面向对象的数据模型——两雨大学硕十学位论文geodatabase数据模型来进行数据库的设计和实现，同时使用先进的WebGIS技术开发一个用于重庆市地下河数据发布的WebGIS系统。作为重庆市首个地下河数据库系统及GIS系统，这对于数据的管理和共享都有着现实的意义，同时也是对于市级地下河数据建库的一次尝试，为后来的工作积累经验和教训。1．2研究现状1．2．1空间数据库的发展历史和研究现状数据库(Da

5、taBase，简称DB)，就是用来存放各种数据的仓库，是指长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。通常我们所说的数据库指的是数据库系统(DataBaseSystem，简称DBS)，数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，它一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员(DataBaseAdministrator，简称DBA)和用户构成【3】。数据库技术是随着计算机技术的发展和人们对数据管理任务的需求结合而产生的。人们对数据的管理基本上经历了三个阶段：人工管理、文件管理和数据库系统管理阶段。数据库系统管理方式因为有着数据结构化存储、易共享、冗余度低、独立性

6、高等诸多优点已被广泛使用。人们要模拟和表达现实世界，首先要将现实世界中的特征进行抽象，建立一个表示现实世界的模型。对现实世界中数据特征进行的抽象就是数据模型(DataModel)，它是数据库管理系统将对象存入数据库并和其他对象进行关联的一个架构，按照数据模型发展的历史，主要的数据模型有以下几种[41：1)普通文件：即操作系统文件。它们并非数据库系统，但是他们对于数据库系统来说却非常重要，出于两个原因：它们经常用来存储数据库信息——元数据；最早的数据库系统就是由文件系统发展而来。2)层次模型：由文件系统发展而来，最早的数据库系统都遵循层次模型。层次模型较为简单，性能也较好，主要关系为一对多的关系

7、，这也是其主要的缺点：现实世界中的事物间关系复杂，并非层次性结构，更多的是多对多的关系，最流行的层次数据库是IBM公司的信息管理系统(InformationManagementSystem，IMS)。3)网状模型：它几乎和层次模型同时出现。网状模型比起层次模型能够更好地描述现实世界，但是随着问题规模的扩大，数据库结构将变得异常复杂，难以控制和维护，同时用来操作数据库的语言也较为复杂，不易于使用。4