基于地理信息系统的地名数据库系统.pdf

1 基于地理信息系统的地名数据库系统基于地理信息系统的地名数据库系统 白洪志 辽宁工程技术大学测绘学院 辽宁阜新 123000 E mail bhz831219 摘摘 要 要 近年来随着各级各职能部门对其相关应用的需求扩展 地名数据库系统的建设已成 为城区建设和发展的一项重要内容 本文所提出的系统是一个通用性地名管理工具 旨在提 供地名数据和海量空间数据的组织 建库 维护 更新 安全管理 数据发布和元数据发布 等服务 该系统进一步提高了地名管理工作的科学化 规范化 标准化和信息化水平 为社 会的建设 管理提供了更好的地名信息查询和地图定位服务 关键词 关键词 地理信息系统 GIS 数据库 空间数据引擎 地名数据库 中图分类号中图分类号 P2 0 引言引言 GIS 作为一种特定而又一分重要的空间信息系统 是集计算机科学 地理学 测绘遥感 学 环境科学 城市科学 空间科学 信息科学 应用数学 管理科学等多门学科综合的技 术 基于数据库的定义 GIS 是这样一类数据库系统 它的数据有空间次序 并且提供一个 对数据进行操作的操作集合 用来回答对数据库中空间实体的查询 地名是人们赋予客观世界中特定地理实体的代号 是区别某一特定地理实体与其它地理 实体的一种标志 1 世界上多数发达国家已经建立了国家级地名数据库 目前 己有 100 多个大型地名数据库投入使用 美 俄等国不仅重视本国地名数据库的建设与完善 还建立 了庞大的世界地名数据库 加拿大 英国等西方国家还建立了互连网上可供查询的地名词典 当今世界 无论是社会交往 经济交流 信息传输 还是商业竞争 军事战争都离不开 地名信息 2 在当今知识经济时代 信息技术是知识经济的基础 而地理信息正逐步成为 信息技术的主流 基础地理信息系统建设己成为信息数字化的基础和重要方向 1 基于基于 GIS 的空间数据模型的空间数据模型 GIS 作为复杂的空间信息系统 不仅能够存储 分析和表达现实世界中各种地理对象的 属性信息 而且涉及大量复杂的空间定位特征及可能的拓扑关系的组织和管理 与信息系统 息息相关的数据模型作为对客观事物及现象抽象概括的结果 是关于数据和逻辑联系的组织 形式的表示 空间数据模型则在空间语义和属性语义方面更加完整地模拟和抽象客观地理世 界 因而 空间数据模型不仅是 GIS 数据库系统的核心 也是所有 GIS 赖以成功的基石 3 GIS 数据库具有无可比拟的优越性 1 实现了数据源系统内的无缝集成 所有地理数据 包括 CAD 影像 矢量数据 栅 格数据 TIN 地址数据等都可存储于 GIS 数据库中统一管理 从而实现了在同一数据库中 无需数据转换而统一管理储存和处理各种模型的空间数据 2 实现连续空间要素的无缝存储 GIS 数据库存储结构可以容纳非常巨大而连续的要 素集和特征组 无需分幅 分块存储和空间分离 3 实现了严格意义上的地理空间数据库 GIS 数据库可以充分利用关系数据库高效的 数据库管理能力 并可以管理一个支持工作流及并发编辑的多版本数据库 4 高效维护网络拓扑关系和网络连通性 GIS 数据库中拓扑是基于重合而非几何共享 其逻辑网络可以有效保持现行拓扑关系和几何网络的连通性 从而避免了拓扑重建这样一个 2 重复 冗长的操作 5 要素之间的相邻关系内容更为丰富 用户不仅可以定义特征要素的性质 而且可以 描述它与其它特征要素的相邻关系 6 支持包含离散要素的复杂网络要素建模 一般复杂型交点或边线在几何网络中是由 许多图素组成 但 GIS 数据库在创建几何拓扑时 不用关心其复杂的逻辑网络组织结构 而是将其整体作为简单的节点或边线看待 2 系统的目标和要求系统的目标和要求 2 1 系统实现目标系统实现目标 本系统的具体目标和任务有以下几点 1 地理数据标准和规范的制定 数据标准是有待解决的问题 在平台建设中 数据编 码要符合国家的相关规范 通过分层 分类 分要素的方案进行数据组织 实现空间地名数 据的规范化处理和管理 2 制定一个科学合理 能满足未来需要的数据采集 加工 转换 检验流程 流程建 设将是平台运转的基础 最终提交数据库的数据在集合拓扑关系 属性信息等方面都要满 足规范制定的要求 3 为城市空间数据发布和服务体系提供技术服务 充分发挥空间数据的作用 2 2 系统设计要求系统设计要求 遵循地名数据库设计的基本原则 即标准化 独立性 实用性 完备性 先进性 可靠 性 适应性 相关性等原则 其中设计标准与国家标准一致 保证本系统与其它地名数据库 系统之间的兼容性 1 规范性 最大程度的满足地名数据库管理的需要 为数据管理提供最优的辅助决策 第三章地名数据库系统的功能实现是系统建设的根本目标 2 稳定性 稳定性一般是指系统的正确性 健康性两个方面 一方面 保证系统长期 的正常运转 另一方面 在发生意外的软 硬件故障等情况下能够很好地处理 及时地恢复 3 扩展性 数据库和系统可随着数据内容和业务管理模式的变化而不断的变化 4 经济性 系统建设要求在实用的基础上做到尽可能经济 以最小的投入获得最大的 效益 选择性价比较高的软件是系统建设经济性的重要基础 系统所需要的地名数据格式符 合面向对象空间数据库标准 系统属性数据符合关系数据标准 数据录入工作操作简单 系 统技术方案可操作性强 系统所选软件能充分实现功能 从而缩短开发周期 节约开发成本 5 安全性 保证系统的安全性是非常重要的事情 本系统的安全性首要是数据的安全 性 系统必须具备足够的安全权限 保证数据不被非法访问与破坏 系统同时应该具备安全 权限 非法用户不能操作系统 同时具备足够的容错能力 以保一证合法用户操作时不会引 起系统出错 充分保证系统数据的逻辑准确性 3 系统设计实现系统设计实现 3 1 系统总体设计系统总体设计 本系统采用 C S 模式开发 主要分为两大模块 地名数据库维护子系统和地名数据库录 入子系统 系统管理员使用维护系统进行数据库连接参数设置 科室设置 人员定义 分配 3 用户权限 图幅分配等操作 录入系统提供一个数据录入及相关维护的平台 使操作人员在 所分配的权限下进行相应的录入维护工作 另外 栅格数据以文件方式存储 应用系统通过 ArcSDE 访问 oracle 数据库 实现对地名数据的存储 管理 应用等操作 1 本系统基于大型数据库 Oracle 开发 以 ArcSDE 为中间件进行数据库操作 矢量数 据存储于 Oracle 数据库中 由应用系统通过 ArcSDE 访问数据库 实现按对地名数据的存储 管理 应用 栅格数据则以文件的形式存储 采用 ESRI 公司 GIS 开发平台 2 系统的体系结构采用 C S 模式 客户端 服务器 所有数据存储在中心服务器上 多 客户端在局域网内可同时操作 实现数据共享 采用 C 十 基于组件技术开发 3 在系统设计和开发过程中 应严格遵守信息系统标准化和规范化 同时还要遵守国 家及地方的有关法律法规以保证地名数据库的规范性 4 在数据库系统的建立过程中 严格制定数据源标准和数据采集的工作流程与技术规 范 以保证良好的数据来源和数据质量 在建库时 严格按照信息 系统数据分类体系 编 码体系来建立数据库 保证数据库的标准化和规范化 5 整个系统的建设严格按工程化方法来进行组织和管理 从系统需求调查 系统设计 软件开发 系统总调 人员培训和系统试运行 整个过程都严格控制和规定检验标准 并且 每个步骤都严格把关 以保证系统的准确性 可靠性 安全性和实用性 维护系统文件管理进入系统 ArcSDE Oracle数据库 图 1 系统总体结构示意图 3 2 系统数据库设计实现系统数据库设计实现 为将地名信息按照其结构进行设计组织 并能够有效地管理 检索 地名库中主要表结 构设计如下 建立图幅信息 图幅索引信息 地名信息 地名索引信息四个表 表 1 Map Sheet 记录与图幅有关的信息 表 2 Map sheet Index 记录图幅的空间位置信息 表 3 JHDM 记录地名信息 表 4 JHDM Index 记录地名点的空间位置信息 上述表与表之间都有直接或间接的关联项 为满足查询需要 方便使用 还应建立视图 和索引 以及相关字段的数据字典 主要表结构描述如下 1 表结构 4 表 1 图幅信息表 表 2 图幅信息索引 表 3 地名信息表 表 4 地名信息索引表 序号 中文名称 名称 类型 位数 1 实体的 ID OBID Int 4 2 索引编码 INEDXID Int 4 3 X 轴最小坐标 MINZX Double 8 4 Y 轴最小坐标 MINZY Double 8 5 X 轴最大坐标 MAXZX Double 8 6 Y 轴最大坐标 MAXZY Double 8 2 系统界面 序号 名称 中文名 类型 1 OBID 实体的 ID Int 2 SHEETCD 图幅编号 Char 3 SHEETNM 图名 Chat 4 SHAPE 几何形态 Image 5 UID 用户 ID Smallint 6 PID 单位 ID Smallint 7 SHEET L 图幅长 Double 8 SHEET A 图幅面积 double 序号 中文名称 名称 类型 位数 1 实体的 ID OBID Int 4 2 索引编码 INEDXID Int 4 3 X 最小坐标 MINX Double 8 4 Y 最小坐标 MINY Double 8 5 X 最大坐标 MAXX Double 8 6 Y 最大坐标 MAXY Double 8 序号 中文名称 名称 类型 位数 1 实体的 ID OBID Int 4 2 分类编码 TPCD Char 22 3 名称 NM Char 80 4 地理属性 ADCD Char 40 5 位置属性 POCD Char 80 6 位置编码 ADNUM Char 40 7 单位编码 UNNUM Char 40 8 形态 SHAPE Image 20 5 图 2 系统界面 4 总结总结 本文利用 GIS 技术 设计了一个通用的地名数据库系统 包括文件管理 数据维护系 统 将地名数据应用于 GIS 的地理坐标定位中 使地图搜索更具有实用价值 方便用户使 用 并且利用 GIS 数据库作为空间数据模型 ArcSDE 作为空间数据库引擎 对海量地名数 据与空间数据进行有效的组织与管理 此外还有属性数据的质量控制 对错误的录入信息进 行自动提示 以保证地名数据库的数据质量 6 参考文献参考文献 1 孙平 论地名信息化建设 J 中国地名 2007 2 62 63 2 蒲善新 地名在未来社会的战略地位及面临的挑战 J 中国地名 2000 2 3 宋杨 万幼川 一种新型空间数据模型 Geodatabase J 测绘通报 2004 11 GIS based database of names Bai Hongzhi School of Geomantic Liaoning Engineering Technology University Fuxin Liaoning 123000 Abstract In recent years with various functional departments at all levels of their applications demand expansion the construction of geographical names database system has become a city construction and development of an important component This article by the system is a common name management tools designed to provide names and data of the massive spatial data the construction maintenance updates security management data dissemination and meta data dissemination services The system further improve the management of the nam