空間數據庫建立

1、測繪地理信息技術專業(yè)教學資源庫空間數據庫建立根據空間數據庫邏輯設計和物理設計的結果，就可以在計算機上創(chuàng)建起實際的空間數據庫結構，裝入空間數據，并測試和運行，這個過程就是空間數據庫的建立過程，它包括：建立實際的空間數據庫模型；裝入實際的空間數據，即數據庫的加載，建立起實際運行的空間數據庫。數據監(jiān)理過程，這一過程主要是檢測數據的正確性，從而保證建庫的準確性。1.數據庫建模過程這一過程主要是根據行業(yè)應用特點及對其的理解，制定出比較規(guī)范的數據規(guī)范，在邏輯上建設數據庫。在數據建模過程中，所作的工作主要是根據對行業(yè)的理解，在邏輯和概念上對數據庫進行設計，其影響的是數據庫建設完畢后的通用性和可擴展性，和建庫

2、遇到的各種問題（主要為數據問題）沒有十分必然的聯系，故它不是影響建庫的最主要的矛盾。2.數據入庫過程在數據入庫過程中，其核心內容是如何依據所制定的數據規(guī)范將各種格式的數據，準確的、快速導入數據庫中。這個過程和數據有直接的接觸，因此值得分析。這一環(huán)節(jié)遇到的問題，歸根結底來說，就是如何解決不同開發(fā)平臺之間數據交流的問題，即多格式數據源集成的問題。目前，實現多源數據集成的方式大致有三種：即：數據互操作模式，直接數據訪問模式，數據格式轉換模式，（1）數據互操作模式：數據互操作模式是OpenGIS consortium（OGC）制定的規(guī)范。這種模式和數據入庫的思路不同，故不作深入討論。（2）直接數據訪問

3、模式：直接數據訪問模式是指在一個GIS軟件中，實現對其他軟件數據格式的直接訪問，用戶可以使用單個GIS軟件存取多種數據格式。以ArcGIS為例，其可以打開多種GIS平臺的數據，如常見的dwg格式，Dxf格式，dgn格式等等。（3）數據格式轉換模式：格式轉換模式是傳統(tǒng)的GIS數據集成方法，也是入庫的基本思想。在這種模式下，其他數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換后，就可以進行入庫了。這是目前GIS系統(tǒng)集成的主要辦法?；旧厦總€GIS平臺都提供了一些數據轉換工具，以ESRI公司的GIS平臺為例子，其提供了ArcToolBox工具箱，功能比較完善和強大，基本上支持所有市面上主流的各種GIS數據，

4、譬如Autodesk公司的DWG格式文件，DXF格式文件，MapInfo 公司的MIF格式，Intergraph的dgn格式，以及各種柵格圖形數據等等，基本上滿足了一般數據入庫的要求。此外，市面上還有很多專門用于轉換數據格式的專門工具，例如FME系列工具等，功能十分強大和十分方便靈活。由上可以看出，只要提供的源數據是正確的，符合規(guī)范的，那么利用以上工具就可以十分方便的將數據導入到數據庫中，從而順利的完成建庫的工作。因此，源數據的準確性和規(guī)范性就成為建庫成功的十分關鍵的因素?？梢赃@么說，只要數據是準確的，符合規(guī)范的，那么建庫就會比較順利的完成。由此看來，數據監(jiān)理過程就顯得十分重要，它是建庫能否順

5、利進行的關鍵所在。3.數據監(jiān)理過程那么，數據監(jiān)理到底要做什么工作，為什么要那么做，需要經過什么樣的過程，什么樣的準備，才能在建庫的初期階段就能有預見性的預測出可能遇到的問題，并有條不紊的解決這些問題呢，那就要仔細的分析是什么導致了數據的不準確，數據的不規(guī)范。要找到導致數據不準確，從而影響建庫的順利進行的原因，主要應該從兩個方面去分析，一是數據的生產過程，二是我們需要什么樣的數據，即什么樣的數據是規(guī)范的。（1）數據的生產過程數據生產過程主要包括兩個比較大的部分，一是各種模板的準備階段，二是數據輸入階段。下面以AutoCAD平臺下數據的生產過程為例。準備階段在AutoCAD上按照設計的要求，配置好

6、工程圖紙模板，即準備工作。此過程包括定義圖層名稱，配置圖層的各種屬性（顏色，線性，線寬，圖形符號等等）。這一過程是數據生產的準備階段。一般來說，這一過程可以通過配置文件由程序自動完成，人在其中參與的情況不是很多，而且邏輯上非常簡單，因此這一過程產生錯誤的可能性很小。數據生產階段這一過程又分為柵格數據矢量化輸入和人工輸入兩個比較大的方面。柵格數據矢量化輸入是通過掃描儀器輸入柵格數據，然后通過圖像識別算法，進行矢量跟蹤，從而確定實體的空間位置。在這一過程中，由于圖像的不清楚，以及程序算法的問題，會產成各種各樣的問題。經常見的錯誤大概有以下幾種：a）房屋等面狀閉合物體留有缺口，即不封閉。b）掃描后的

7、線段存在很多重復點的現象。c）掃描后的線段存在自相交的情況。d）在圖像的邊緣，掃描后的線段出現畸變現象。e）在圖像的邊緣，存在數據丟失的現象。f）由于圖像定位不準，導致掃描后的實體，整體基準點偏移，從而導致相鄰的地區(qū)存在圖形重疊，交叉的現象。這些現象，對數據建庫有很大的影響，其中基準點偏差的影響尤為顯著。這些錯誤分別要通過封閉檢查，重復點檢查，自相交檢查，基準點檢查和校正等檢查工具去發(fā)現和排除這些錯誤。在這些錯誤中，由于錯誤a、b、c、f在邏輯上比較簡單，因此比較好解決。錯誤d、e則比較難于檢查和解決。人工輸入是指數據錄入人員按照要求手工在圖紙上進行繪圖和給圖形設置、添加各種屬性的過程。這一過

8、程是十分繁重的，重復的，枯燥的重復性勞動，因此就會產成各種各樣的錯誤，從而影響產生數據的質量。從產生的錯誤的原因來看，可以分為兩個大的方面。一是精度問題造成的錯誤，這種原因往往造成圖形拓撲關系錯誤。比如：應該閉合的面狀物體沒有閉合。應該端點相連的直線沒有連接。不應該重疊的線段存在重疊的部分。不應該交叉的圖形存在交叉。面與面之間存在縫隙。面與面之間發(fā)生重疊?；鶞庶c和控制點定位不準確。以上錯誤也會對建庫產生不良的影響，也需要相應的檢測和校正工具去發(fā)現和糾正這些錯誤。二是人為疏忽造成的原因。比如：圖紙名稱（圖幅編號）和圖形實際所在的坐標不匹配，導致計算基準點時發(fā)生嚴重偏差。重復復制多個相同的圖形的錯

9、誤，導致存在多個完全相同的圖形物體。有屬性的圖形物體忘記賦值，導致屬性丟失。有屬性的圖形物體錯誤賦值，導致屬性錯誤。圖幅邊框被刪除或者移動位置，導致無法找到基準點或者基準點定位錯誤。圖幅邊界上的圖形沒有很好的完成接邊處理，造成相鄰圖形不匹配。這些錯誤都不可避免的會在數據生產的過程中發(fā)生，如果不加以檢測和進行修正的話，也會十分影響建庫的準確性和使用性，因此應予以解決。（2）建庫數據的規(guī)范性建庫需要什么樣的數據，即什么樣的數據是規(guī)范的，是可以被系統(tǒng)所識別的，這又返回到入庫的第一個過程中，即數據庫標準的制定和數據規(guī)范上去了。在這一步驟中最主要的矛盾在于，由于GIS 平臺的不一致，各個平臺對空間數據描

10、述的模型不同，側重點不同，導致了一個平臺存在的圖形模型在另一個平臺不能找到相對應的圖形，從而導致轉換前后圖形丟失甚至無法轉換的結果。下面以AutoCAD為例。AutoCAD存在擬合曲線Spline對象，圖形塊Block對象，區(qū)域Region對象，代理對象等許多特殊的圖形對象，在GIS系統(tǒng)平臺中沒有響應的圖形對象和它相對應。因此要想將這些數據入庫，必須首先將以上對象進行轉化，使之變成GIS可以識別的圖形對象。AutoCAD的擴展數據由于為AutoCAD所特有，因此也必須尋找解決辦法，使之能被GIS所正確讀取。此外還包括數據規(guī)范中規(guī)定的各個圖層之間的相互的空間拓撲關系，這些都要求有相應的檢測和修正

11、工具予以保證。由以上兩點可以看出，數據生產過程是數據的起點，建庫的各種規(guī)范，即我們最終需要的數據是數據的終點，從數據生產中找原因是正向思維，從建庫的規(guī)范找原因是逆向思維，它們包含了整個的建庫過程，因此解決了這一過程遇到的問題，可以說就基本上為建庫掃除了障礙，建庫就能比較順利的進行。4.相關的其他設計其他設計的工作包括加強空間數據庫的安全性，完整性控制，以及保證一致性、可恢復性等，總之是以犧牲數據庫的運行效率為代價的。設計人員的任務就是要在實現代價和盡可能多的功能之間進行合理的平衡。這一設計過程包括：（1）空間數據庫的再組織設計。對空間數據庫的概念、邏輯和物理結構的改變稱為再組織，其中改變概念或

12、邏輯結構又稱再構造，改變物理結構稱為再格式化。再組織通常是由于環(huán)境需求的變化或性能原因而引起的。一般數據庫管理系統(tǒng)，特別是關系型數據庫管理系統(tǒng)都提供數據庫再組織的實用程序。（2）故障恢復方案設計。在空間數據庫設計中考慮的故障恢復方案，一般是基于數據庫管理系統(tǒng)提供的故障恢復手段，如果數據庫管理系統(tǒng)已經提供了完善的軟硬件故障恢復和存儲介質的故障恢復手段，那么設計階段的任務就簡化為確定系統(tǒng)登錄的物理參數，如緩沖區(qū)個數、大小，邏輯塊的長度，物理設備等。否則就要定制人工備份方案。（3）安全性考慮。許多數據庫管理系統(tǒng)都有描述各種對象（記錄，數據項）的存取權限的成分。在設計時根據用戶需求分析，規(guī)定相應的存取權限。子模式是實現安全性要求的一個重要手段。也可在應用程序中設置密碼，對不同的使用者給予一定的密碼，以密碼控制使用級別。（4）事務控制。大多數數據管理系統(tǒng)都支持事務概念，以保證多用戶環(huán)境下的數據完整性和一致性。事務控制有人工和系統(tǒng)兩種控制辦法，系統(tǒng)控制以數據操作語句為單位，人工控制則以事務的開始和結束語句顯示實現。大多數數據庫管理系統(tǒng)也提供封鎖粒度的選擇，封鎖粒度一般有庫級、記錄級和數據項級。粒度越大控制越簡單。但并