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1、·2··北京测绘·1998年第4期地理信息系统中空间数据库建立的关键技术X谢 榕(武汉测绘科技大学城市建设学院,430070)[摘要]地理数据库是地理信息系统(GIS)的重要基础。地理数据库中对空间数据的组织有其特定的模式。本文总结并讨论了空间数据库建立中若干关键技术,如空间数据分析、图块结构设计、图层信息组织、物理设计、空间编码以及数据字典设计等内容。[关键词]地理信息系统 空间数据库一、引言高;(3)便于数据库完整性和一致性维护;(4)数地理信息系统(GIS)是在计算机硬、软件据库易于扩充。基于这一目标,下面本文着重探支持
2、下对各种地图和空间地理分布信息进行数讨空间数据库建立中若干关键技术。据采集、存储、管理、分析和输出的一个综合性二、空间数据分析空间型信息系统。GIS中涉及的数据不同于常要设计一个空间数据库,首先必须确认数规管理信息中的数据,它是具有丰富地理特征据库的用户和用途,这是空间数据分析的主要的地理数据的集合,这些数据信息量大、来源复任务。空间数据分析是整个空间数据库设计中杂、原始数据不规范,因此如何将这些地理数据最重要的步骤之一,是其它各步的基础。规范化、数字化,建立完整的GIS地理数据库1、用户调查是GIS建立过程中相当重要的基础工
3、作。只有用户调查的目的是确定使用数据库的用户在建立地理数据库的基础上才能开展空间查询有哪些,了解各类用户的信息需求和处理要求,和空间分析。从而确定建立空间数据库的最终目标和基本功地理数据库包括空间数据和属性数据。属能。性数据具有与一般事务类数据相同的特征。当2、确定研究区域的范围前关系数据库技术日益成熟,适合组织与管理主要内容有两个方面:一是确定数据的地地理数据库中的属性数据,建立属性数据库。空理范围,即区域边界;二是确定这一范围内的地间数据库不仅需要把各种地图图形、遥感影像理定位或控制点。数据存入计算机,为了能对这些信息进行
4、分析3、源数据的获取和处理,往往要根据一些特定的模式来分解地为保证数据的实用性和正确性,需要对调图要素,因而空间数据库的建立有其特定的模查资料进行认真鉴别和确认,严格检查其数学式。一个好的空间数据库应该是:(1)逻辑上和精度,如图廓的精度、图面表示的标准性以及地物理上的地理数据无缝组织;(2)数据存取效率物间的逻辑一致性。另一方面,在建立空间数据X收稿日期:1998—7—271998年第4期·北京测绘··3·库之前,必须将坐标系统转化为统一的坐标系1所示,从用户观点描述空间数据库的逻辑结统,以保证数据的统一。构。在逻辑设计过程
5、中,分两步进行,一是图块三、空间数据库的逻辑设计结构的设计,二是图层信息的组织。图块结构和逻辑设计的主要任务是把空间数据分析阶层结构是空间数据库从纵、横两个方向的延伸,段所得到的地理数据重新进行分类、组织,如图同时空间数据库是两者的逻辑再集成。图1空间数据的组织1、图块结构设计 图块划分尺寸根据实际需要而定。一般地,在空间数据库中,地图以文件形式进行存图块划分的原则如下:(1)按存取频率较高的空放,然后集中存放地图却受到诸多因素的限制:间分布单元划分图块,以提高数据库的存取效(1)磁盘的容量往往是有限的,不可能将数据全率。(
6、2)图块的划分应使基本存储单元具有较为部集中存放在一个数据文件中。(2)对地理数据合理的数据量。数据量过大,会造成查询分析效的查询分析一般是在某个局部范围内展开。如率低下;数据量过小,不便于数据管理。(3)在定果数据文件很大,将直接影响到数据的读取执义图块分区时,应充分考虑未来地图数据更新行速度。(2)一旦系统出现故障或用户操作不的图形属性信息源及及空间分布,以利于更新慎,将破坏整个地理范围内的数据,不便于对数和维护。据库进行维护。在多数情况下,图块按照地图图幅大小来考虑到以上因素,为了在计算机中对大容划分,如小比例尺地图按经
7、纬线分幅,大比例尺量的空间数据进行有效地组织,需要将所研究地图按矩形分幅。由于分幅后会出现某一空间的地理区域分割成两块或多块独立的块,如图实体跨越不同图幅,空间实体被分割成若干空2所示,然后对这些图块建立空间索引。间基本单元情况,因此需要在图幅、空间实体和空间基本单元之间建立连接关系。这种连接关系主要通过建立空间索引表来实现,即建立:(1)图幅总索引表,记录各个图幅在整个区域的位置;(2)空间实体索引表,记录每个空间实体在各图幅上的分布;(3)基本单元索引表,记录每一基本单元与邻近八个图幅所连接的图幅号以及基本单元序号。通过建
8、立空间索引表来保图2图块的划分证空间数据库的无缝连接和有效空间查询。2、图层信息组织·4··北京测绘·1998年第4期为了提高地图中各个要素的检索速度,便物理设计的主要任务是使空间数据库的逻于数据的灵活调用、更新及管理,在空间数据库辑结构能在实际的物理存储设备上得以实现,中,
