城市基础地理信息数据库设计和存储管理探究

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1、城市基础地理信息数据库设计和存储管理探究　　摘要：数据是数字城市构建的“血液”。本文基于笔者多年从事数字城市的相关工作经验，以城市基础地理信息数据库设计与构建为研究对象，论文首先探讨了城市基础地理信息数据的类型，而后分析了城市地理信息数据库的内容，进而探讨了城市基础地理信息数据库的逻辑设计思路和数据库的详细设计思路，最后给出了城市地理信息的存储管理方法，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。关键词：城市基础地理信息数据库系统组成存储管理中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）04（

2、c）-0017-02数据是数字城市构建的“血液”。同时，数字城市需要的数据主要是包含大量的图形的空间数据，它包括栅格图形数据、矢量数据以及关联的属性数据。面向数字城市的城市基础地理信息系统更是涉及到多种空间数据库的管理和互操作问题，顾及空间数据本身海量数据和复杂结构的特点，基础地理信息系统中数据组织的好坏直接关系到系统的效率。我们把城市不同部门数字化建设都要用到的基础数据称为城市基础地理信息数据。111城市基础地理信息数据类型基础地理信息数据分类有很多方法，例如按数据结构来分，有矢量数据、栅格数据、矢量栅格一体化数据；按产品形式分，有数字高程模型数据（DEM）、数字正

3、射影像数据（DOM）、数字栅格地图数据（DRG），数字线划地图数据（DLG）。狭义上，城市基础地理信息数据库的核心任务是4D数据库的建立，这里简单地介绍一下4D产品的概念。1.1数字高程模型DEM是区域地形的数字表示，它由规则水平间隔处地面点的抽样高程矩阵组成。DEM的水平间隔应随地貌类型不同而改变。为控制地表形态，可配套提供离散高程点数据。由于格网的规则性，其X，Y或B，L的交点坐标被省略，通过对应的2值在矩阵中的行列号隐含表示。DEM数据通过一定的算法，能转换为等高线图、透视图、坡度图、断面图、晕渲图，以及与其他数字产品复合形成各种专题图产品；还可计算体积、空间距

4、离、表面积等工程数据。1.2数字正射影像（DOM）11DOM是由航空摄影或其他遥感数据经纠正和消除地形影响后形成的数字图像，是地表信息的真实反映，信息量极其丰富。数字正射影像图叠加专题信息之后，摆脱了传统专业线划图过于抽象，非专业人员不易理解的局限，使城市信息更加直观、内容更加丰富多彩，便于政府对城市的管理。数字正射影像数据库可以作为基础地理信息系统建设的重要的背景，可供规划、设计和广大用户直接查询、量算使用。1.3数字栅格地图（DRG）DRG是现有模拟地形图的数字形式。它是由模拟地图经扫描、几何纠正及色彩归化后，形成在内容、几何精度和色彩等方面与地形图基本保持一致的

5、栅格数据文件。可以较为方便的进行放大、漫游、查询等。本产品可作为背景，用于数据参照或修测其他与地理相关的信息，适用于DLG的数据采集、评价和更新；也可与D伽，DEM等数据集成使用，派生新的可视信息，从而提取、更新地图要素；还可以绘制纸质地图，改变地图存储和印制的传统方式。1.4数字线划地图（DLG）DLG是地形图或专题图经过扫描后，对一种或多种地图要素进行跟踪矢量化，再进行矢量纠正形成的一种矢量数据文件。其数据量小、便于分层，能快速生成专题地图。这种数据满足GIS进行各种空间分析要求，被视为带有智能的数据，可随机地进行数据选取和显示，与其它几种产品叠加，便于分析、决策

6、。各种以矢量为基础的地图均可视为DLG。2城市基础地理信息数据库的内容11城市基础地理信息数据库主要应包括以下7个数据库：控制测量成果库（CSP）；数字线划地形数据库（DLG）；数字正射影像数据库（DOM）；数字高程模型数据库（DEM）；数字栅格图数据库（DRG）；地名数据库（PN）；元数据库（MD）。基础地理信息数据库还可包括管线、规划、地质等相关数据。基础地理信息数据库的组成结构图如图1所示。3城市基础地理信息数据库的逻辑设计城市基础地理信息数据库必须面对不同的用户或应用群体，系统的主要需求表现在各类数据的快速检索查询、数据的更新与维护以及数据的安全等等多个方面，

7、所以我们必须对数据库中的数据进行合理的组织和分类来满足上述需求。数据库的逻辑设计主要是根据数据的不同应用对数据进行分类组织。下面以矢量地形图为例阐述数据库的逻辑设计。矢量地形图数据作为数字线划图的主要组成部分，用以表示城市的基本面貌并作为各种专题数据统一的空间定位载体，包括测量控制点和城市地形、交通、水系、境界、居民地、植被等核心地理要素。在基础地理信息数据库的逻辑设计中，可以设计如下。（1）矢量地形图数据子库。11矢量地形图数据子库的划分可以依据城市在建立城市基础地理信息系统时使用的矢量地形图数据的比例尺来进行，如有的城市有1∶500、1∶2000