浅析城市地理信息系统数据库的管理

　　摘要：在测绘技术不断发展的今天，测绘学科已完成由传统模拟测绘向数字化测绘的转变过程，现在正在向信息化测绘新阶段转化与跨越。测绘成果并不是地物和地貌的简单堆积，除此之外还有大量负载信息对于城市规划、生产、生活、旅游、交通、金融、能源等等各方面都有重要意义。对于测绘成果的定义和管理也在不断发生着变化，各类数据的维护和持续更新要求不断提高,保持空间数据库的现势性也显得日益重要。在总结分析不同管理模式和方法的基础上，提出了如何管理和维护城市地理信息系统数据库，以提高城市现代化管理水平。本文结合工作实际，在此方面进行探讨。

　　关键词：信息化测绘;数据库;GIS;数据采集

　　Abstract: in the surveying and mapping technology development today, surveying and mapping subject has completed by traditional analog to digital surveying and mapping of surveying and mapping process of change, is now surveying and mapping to new phase transformation and information across. Surveying and mapping results are not features of the landscape and simple accumulation, in addition has a load information for city planning, production, life, tourism, transportation, finance, energy and so on various aspects are of significance. For the definition and management of surveying and mapping results are constantly changing, all kinds of data maintenance and continuous updating the constantly increasing demand, keep the space database processing.along also appears more and more important. Summarized and analyzed the different management mode and method was put forward on the basis of how to maintain and manage urban geographical information system database, to improve the urban modernization management level. Combining with the actual work, and on this are discussed.

　　Key words: surveying and mapping information; Database; GIS; Data acquisition

　　中图分类号： P25 文献标识码：A 文章编号：

　　0 引言

　　随着科学技术的迅猛发展、信息技术的迅猛普及和地理信息系统进入实用化阶段，市场出现大规模的基础地理数据的需求，这对城市地理信息系统数据库的建设和采集维护机制提出了很高的要求，如在基础地理数据的时效性、准确性上提出了更高的要求。基础地理信息的采集维护部门采用了数据库和GIS等的新技术对地理信息进行管理和维护，在技术的各个发展阶段采用了不同的管理方式和建库模式。

　　1 一般建库方法及模式

　　1.1 基于文件方式的管理数据库

　　在基础地理信息应用的初期，应用系统所需要的基础地理信息，多数向测绘部门购买，而测绘部分有固定的行业标准，所拥有的地理信息采用各种图形文件存储，例如cad图形，而这些信息的使用者为了方便对数据的查询、提取和维护等管理工作，大部分采用数据库的方式将地理信息的相关信息进行有效的管理。即地形图和数据库是分别维护的。它的特点就是数据库与基础地理图形数据相对独立，数据库存在一定的安全性和局限性，时效性差。

　　1.2 基于地形图幅的建库模式

　　为了减少地理信息使用部门后端使用过程中的数据处理量，将地图上的内容按照GIS的数据要求，即点线面注记按要求转换成GIS的数据格式，而且利用GIS的一些数据库存储技术，将基础地理信息以数据库的形式保存起来。

　　1.3 独立于地形图的建库模式

　　为了保证GIS用户对基础数据库数据的最大效益使用，在建库过程中最大考虑GIS用户的需求，建立了一种完全独立于基础地形图测量的建库模式，测绘成果基础地形图只是作为数据库更新维护的一种数据源，但是对于目前数据资源共享机制尚没有得到保证的情况下地形图仍然是数据库更新维护的主要数据源，这样在数据库的更新维护和建设中就具有以下特点：数据库能完全满足GIS用户的需要，因为在建库过程中考虑的就是最大满足GIS用户的需要，数据库中数据要素分类就是当前GIS用户所需要的地理要素，如行政区划、道路要素、河流要素，即通常所说的三线一区划，外加使用频率较高的建筑物、绿化等要素。数据库的时效性较前两种模式有了很大的提高;同时数据库的更新维护工作比较复杂，由于基础地形图仍然是数据库进行更新维护的主要数据源，而数据库的设计室直接针对GIS用户使用并没有考虑基础测绘的成果标准，这样在数据库的更新维护中就势必增加了一些不必要的工作量。

　　2 基于测绘的面向对象建库模式及实现

　　为了最大化地克服以上建库模式的缺点，在建库过程中既考虑GIS应用的需要，也考虑到最大更新手段测绘的具体要求，建立了面向地理实体对象并以测绘作为主要更新手段的基础地理数据库建库模式，具体过程如下：

　　2.1 库结构中要素分类时对测绘过程、标准的考虑

　　根据在城市基础数据库中的作用不同分成三大类：

　　a. GIS需要但是基础测绘不可能实地采集的数据，如行政区划、街坊面、邮政区划等要素，这些要素在基础测绘中虽然不可能直接采集得到，但是可以借助基础测绘得到的基础地理要素或者其它形式的信息获取。

　　b. GIS需要而且是基础测绘能实地采集的要素，如建筑物的结构、用途、楼层、门牌号等，道路要素的材料、宽度、车道数等，河流要素的流量、流向等，绿化要素的面积、植物种类等，各种管线要素的分类等等。这些要素针对GIS用户数据使用的情况分析和基础测绘的方便考虑，不同的要素区别对待，建筑物在GIS分析使用要求其整体完整性，在基础测绘也能保证其完整性，所以在测绘更新维护中就要求超越图幅的范围保证实体的完整性;绿化在GIS分析中使用大多数是用来显示物种和统计面积，一般绿化面积都比较大，这样在测绘更新维护中可按照图幅的要求，在图幅范围内保证绿化的完整性，必要时可以与图幅边界构成封闭绿化面。

　　c. GIS用户不常用但是基础地形修测必须表示的地理要素或文字注记类，这些要素可以按照实地地物的大小区别表示，在比例尺范围内不能表示的就采用点状要素的形式来表示，在比例尺范围内能表示就按比例来表示，如漏斗、电线塔等实体;文字注记的内容除了按照地形图的注记要求外在实体的属性中同时输入，这样就能同时保证地形图的出图和GIS的查询分析。

　　2.2 建库过程中测绘成果的利用

　　为了利用已有的测绘成果，可以利用一定的工具将这些数据转换成数据库要求的格式。在转换过程中需要加强一定的质量控制，以保证没有信息损失和信息转换误差。需要特别注意的一些问题是：

　　a 符号库的统一 在地形图中不依比例尺的地物多以符号块表示，本数据库的建设过程中考虑到不同时期的地形图由于采用的标准不一致可能存在相同类型地物采用不同符号块的情况，在采用工具转换之前必须将这些同样类型不同符号块的实体采用统一的符号块来表示。

　　b 线状地物的同类连接和共边的处理 在CAD环境中存在较大的灵活性，在线状地物表示时可能存在同一实体多段表示的情况，为了地物表示的合理性和不影响GIS分析，需要将这种类型的实体加以连接处理，如栅栏、围墙等起境界作用的地物;在地形图中为了图面的美观，对于共边的地物进行了人为的处理，但在地理实体的逻辑关系表示上可能缺乏科学性，为了减少这种误差，需要进行处理，如围墙和建筑物相交时，在地形图表示上扩大了围墙的表示，压缩了建筑物的真实范围，我们处理时，取围墙的中间位置作为围墙的位置和建筑物的边界。

　　c 面状地物的封闭性检查 为了提高工具的处理效率和保证入库过程的顺利，对于建筑物、河流、绿化等面状地物必须检查封闭情况，以保证面状地物的完整性。

　　d 注记位置的调整 为了能自动化提取地形图中某些注记作为地物实体属性转换进来，如楼层信息，在地形图中自动注记的楼层，为了图面的美观，注记的插入点可能在较小面积或不规则建筑物的外面，这样在处理的过程中需要把注记移到建筑物内，以保证处理时能准确识别。

　　2.3 测绘工作对数据库时效性的保障作用

　　数据库在设计过程中充分考虑了测绘过程的结构要求和要素分类，在基础测绘的同时就可以直接利用的数据，采用特定的编辑软件对数据进行修改，经比较后取得对原始数据的修改状态信息，直接加以利用。于是基础测绘的现实性有了保障，这样也就保证了基础数据库的现实性要求。

　　2.4 数据库成果的利用及过程质量监控

　　在数据库中不仅保留了基础地理信息，同时保存了有关维护的信息，即数据的维护者、维护日期、最新版本、维护手段、质量情况等信息，通过完整的管理系统在过程上保证了数据库成果的合理使用和质量控制。

　　3 城市地理信息系统数据库的构成

　　3.1 城市基础线划图(DLG)

　　矢量数据库是传统空间地理信息的主要表现形式，也是目前应用最广泛的空间信息产品。空间信息矢量图数据库包括了各种基本比例尺地形图数据库：1：500、1：1000、1：2000、1：1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万等多种比例尺地形图数据库，根据社会需要和具体情况，采用分步建库的原则。

　　3.2 综合地下管线数据库

　　是在城市管线普查和竣工测量档案资料的基础上，对城市各种地下管线及其它地物的空间分布信息进行数据采集、处理、存储、分析和输出的综合性空间信息。

　　3.3 城市基础正射影像图(DOM)

　　是由航空摄影或其它遥感数据经过传感器取向纠正和地形影响的消除后形成的图像。许多地理要素，包括框架中的有些部分，可以从正射影像中解析出来。

　　3.4 元数据库

　　是对地理空间数据的描述，包括数据集的数据分类名称、比例尺、数据生产时间和生产者等，以利于用户了解使用数据库，提高数据库的共享度和利用价值。

　　3.5 区划与地名数据库

　　这些地名主要是自然地理实体的名称、市政设施以及公园、风景旅游区、自然保护区、名胜古迹、纪念地，各级政府所在地、企、事业单位等，建立的地名数据库。同时根据具体情况又采集了道路名称、铺设材料、宽度等属性信息，还采集了道路两侧有现实意义兴趣点门牌号信息，如银行、医院、超市、宾馆、车站等等。

　　4 结束语

　　使用基于测绘生产的基础数据库管理实现了测绘生产和基础地理信息应用的和谐统一，在时效性、准确性方面满足了地理信息用户对地理信息采集维护的高要求，从而在很大程度上也保证了数据库的有效性运行，并且极大地推动了地理信息系统在各行各业的使用和城市的可持续发展。

　　参考文献：

　　[1] 承继成等编.《数字城市理论、方法与应用》科学出版社.2003年.

　　[2] 承继成.《国家空间信息基础设施与数字地球》〔M〕.清华大学出版社.1999年.

　　[3] 张新长 张青年.《地理信息系统数据库》. 科学出版社. 2010年.

　　[4] 宋小冬 叶嘉安等编.《地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用》. 科学出版社. 2010年.

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文章名称： 浅析城市地理信息系统数据库的管理

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