沧州对接材料 初验材料 5-项目开发文档 4-数据库设计文档 库

状态 密级 沧沧州州市市智智慧慧城城市市建建设设办办公公室室城城市市大大数数据据中中 心心建建设设项项目目 基基础础库库 专专题题库库数数据据库库设设计计 文档编号 项目名称 编 写 编写日期 审 核 审核日期 批 准 批准日期 客户签字 签字日期 2 目录目录 第一章第一章综述综述 3 1 1概述 3 1 2范围 3 1 3术语和定义 3 1 4法律法规要求 4 第二章第二章建模方法论及原则建模方法论及原则 5 2 1建模方法论 5 2 1 1数据模型概念 5 2 1 2第三范式 6 2 1 3实体关系模型 6 2 1 4实体关系模型用例说明 6 2 1 5建模的三个阶段 8 2 2建模原则 9 第三章第三章专题库数据模型专题库数据模型 10 3 1视频联网及视频专题库数据模型 10 3 1 1概念数据模型 10 3 1 2逻辑数据模型 11 3 第一章第一章 综述综述 1 1 概述概述 本设计包括概念数据模型和逻辑数据模型 向上积极采用适宜的国际标准 或国家标准 向下突出自身信息化的特点和需求 数据模型力求建立可确保数据的完整性 有效性和准确性 提高信息的统 一性 解决各信息系统之间沟通不畅 数据源不唯一等问题 实现城市级的信 息集成与共享 1 2 范围范围 设计总体描述支撑空间地理 人口 法人 宏观经济 视频 城市部件 信用 电子证照主题域的概念数据模型和逻辑数据模型 业务范围包括沧州市 各部门与空间地理 人口 法人 宏观经济 视频 城市部件 信用 电子证 照相关的核心业务 本文档描述视频库部分 1 3 术语和定义术语和定义 职能域 职能域 Function Area 组织的主要业务活动领域的抽象 实体 实体 Entity 任何具体或抽象的事物 包括事物间的联系 对象 对象 Object 可以想象或感觉的世界的任一部分 对象类 对象类 Object Class 现实世界中有清楚的边界和含义 其特性和行为遵循同样的规则而能够加 以标识的想法 抽象概念或事物的集合 信息分类信息分类 Information classifying 根据信息内容的属性或特征 将信息按一定的原则和方法进行区分和归类 并建立起一定的分类系统和排列顺序 以便管理和使用信息 信息分类编码 信息分类编码 Information classifying and coding 4 就是在信息分类的基础上 将信息对象 编码对象 赋予有一定规律性的 易于计算机和人识别与处理的符号 主题 主题 Subject 主题是一个抽象的概念 是在较高层次上将信息系统中的数据综合 归类 并进行分析利用的抽象 主题数据库 主题数据库 Subject Database 主题数据库是面向主题的数据组织方式 是在较高层次上对与分析对象有 关的数据进行完整 一致的描述 能完整 统一地刻画分析对象所涉及的各项 数据 以及数据之间的联系 1 4 法律法规要求法律法规要求 GB T 9385 2008 计算机软件需求说明编制指南 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 国务院令第 147 号 1994 2 18 计算机信息系统保密管理暂行规定 国保发 1998 1 号 计算机软件保护条例 2001 年 12 月 20 日中华人民共和国国务院令第 339 号公布根据 2011 年 1 月 8 日 国务院关于废止和修改部分行政法规的决定 第一次修订根据 2013 年 1 月 30 日 国务院关于修改 计算机软件保护条例 的决定 第二次修订 5 第二章第二章 建模方法论及原则建模方法论及原则 2 1 建模方法论建模方法论 模型是现实世界中事物 包括客观规律 的一种客观的抽象表示或模拟 抽象的含义是强调事物的本质特性 扬弃事物的次要因素 因此 模型既反映 事物的原型 又不等于该原型 或者说它是原型的一种近似 模型是理解 分 析 开发或改造事物原型的一种常用手段 模型的表现形式可以是数学公式 物理装置 计算机仿真 专题的图表文字或形式化语言等等 2 1 12 1 1 数据模型概念数据模型概念 数据模型 Data Model 是对用户信息需求的科学反映 是对客观事物及 其联系的数据描述 是规划系统的信息组织框架结构 数据模型主要分为概念 模型 逻辑模型 物理模型 本参考模型只是概念模型和逻辑模型 不包括物 理模型 概念数据模型 概念数据模型是通过抽象 归纳 概括 分类等方法对数据库信息进行描 述 以主题数据库名称及其内容说明的方式来体现 逻辑数据模型 逻辑数据模型是系统分析设计人员的观点 是对概念数据模型的细化 是 由一组规范化的基本表构成 基本表中的属性由标准的数据元素和信息分类编 码组成 建立逻辑数据模型主要工作是采用数据结构规范化的理论与方法 将 每个概念数据库分解 规范化成三范式的一组基本表 基本表 Base Table 是由政府管理工作所需要的基础数据所组成的表 而 其它数据则是在这些基础数据之上衍生出来的 基本表可以代表一个实体 也 可以代表一个关系 基本表中的数据项就是实体或关系的属性 物理数据模型 物理数据模型是在逻辑数据模型的基础上 考虑各种具体的技术实现因素 进行数据库体系结构设计 真正实现数据在数据库中的存放 物理数据模型的内容包括确定所有的表和列 定义外键用于确定表之间的 6 关系 基于用户的需求可能进行范式化等内容 在物理实现上的考虑 可能会 导致物理数据模型和逻辑数据模型有较大的不同 物理数据模型的目标是指定如何用数据库模式来实现逻辑数据模型 以及 真正的保存数据 2 1 22 1 2 第三范式第三范式 范式理论是关系数据模型设计的基础 关系数据模型可以从第一范式到第 五范式进行无损分解 该过程也称为规范化 Normalize 规范化的基本思想是 逐步消除数据依赖中不合适的部分 使各关系模式达到某种程度的分离 即 一事一地 One Fact in One Place 的设计原则 它有非常严格的数学定义 理论上数据库设计一般采用第三范式 从所表达的含义看 一个符合第三 范式的关系必须满足以下三个条件 1 每个属性的值唯一 不具有多义性 2 每个非主属性必须完全依赖于整个主标识 而非主标识的一部分 3 关系模式中不存在传递依赖 考虑到数据模型的可专题能力 稳定性和易于管理等多种因素 沧州四大 基础库和五专题库概念数据模型 逻辑数据模型遵照第三范式进行设计 2 1 32 1 3 实体关系模型 实体 关系方法是一种具有代表性的语义数据建模方法 其图形化表示称为 实体 关系图 简称 ER 图 按照实体 关系方法建立的系统数据模型称为实体 关系模型 Entity Relationship Model 简称 ER 模型 ER 模型经过多年的 发展完善 逐渐形成了完整 统一的建模标准 同时许多工具软件支持用 ER 模 型完成数据库的概念 逻辑和物理建模过程 IE Information Engineering 和 IDEF1X 是两种常见的基于实体 关系模型的图形化建模方法及符号体系 它 们所表达的概念都基本相同 沧州市四大基础库和五专题库信息资源规划逻辑 数据模型是一个采用 IE 符号体系的实体 关系模型 除非特别说明 本文所指 的建模将特指采用实体 关系方法的关系数据模型的设计过程 7 2 1 42 1 4 实体关系模型用例说明实体关系模型用例说明 实体 实体 EntityEntity 对应现实世界中可区别于其他对象的 事件 或 事物 每个实体都有用来描述实体特征的一组性质 称之为属性 一个实体由若干个 属性来描述 人口实体可由人口标识 公民身份号码 姓名 性别等属性组成 ER 图中的实体的图形如下图所示 人口 RKBS 人口标识PK GMSFHM 公民身份号码 XM 姓名 XB 性别 MZ 民族 联系 联系 RelationshipRelationship 是指实体之间的连接 实体之间可以通过联系来相 互关联 联系是具有方向性的 按照实体类型中实例之间的数量对应关系 可 将联系分为一对一 ONE TO ONE 联系 一对多 ONE TO MANY 联系 多对多 联系 MANY TO MANY 以下 通过假定有两个实体集合 E1 E2 来重点说明 一对一 和 一对多 联系 1 一对一联系 若实体集合 E1 E2 中每个实体至多和另一个实体集合中的一个实体有联系 则 E1 和 E2 之间的联系就叫做 一对一 的关系 简记为 1 1 这种 一对一 的关系分两种情况 1 若实体集合 E1 中的每一个实体必 须与 E2 中的一个实体有关 而 E2 中的每一个实体必须与 E1 中的一个实体有关 2 若实体集合 E1 中的每一个实体与 E2 中的一个实体 包括零个 有关 而 E2 中的每一个实体至多与 E1 中的一个实体有关 则该一对一关系如下图所示 8 人口人口 出生登记 RKBS 人口标识PK GMSFHM 公民身份号码 XM 姓名 XB 性别 MZ 民族 E1 RKBS 人口标识PK HH 户号 CSDJLB 出生登记类别 CSSJ 出生时间 CSDJBH 出生登记编号 E2 2 一对多联系 这种 一对多 的联系也分两种情况 1 若实体集合 E1 中的每一个实体 与 E2 中的至少一个实体有关 而 E2 中的每一个实体至多与 E1 中的一个实体有 关 则称该关系为 从 E1 到 E2 的一对多 关系 简记为 1 M 2 若实体 集合 E1 中的每一个实体与 E2 中的任意多个实体 包括零个 有关 而 E2 中的 每一个实体至多与 E1 中的一个实体有关 该一对多的关系如下图所示 人口人口 学籍 RKBS 人口标识PK GMSFHM 公民身份号码 XM 姓名 XB 性别 MZ 民族 E1 RKBS 人口标识PK XX 学校 BJ 班级 XXJL 学习简历 RXSJ 入学时间 E2 2 1 52 1 5 建模的三个阶段建模的三个阶段 数据模型建模时通常采用 自顶向下 逐步求精 的方法 因此建模从设 计过程上可以分为以下三个阶段 第一步 识别定义业务主题 按主题将用户视图分组定义为实体大组 建 立概念数据模型 第二步 数据结构规范化 按业务需要进一步分析实体的属性 规范化数 9 据结构产生基本表 建立逻辑数据模型 第三步 数据元素规范化 进一步审核基本表的组成 将数据元素标准和 信息分类编码标准落实到基本表中 数据建模的依据资料 工作步骤及其成果之间的关系如图所示 其中数字 引自一个实际的案例 2 2 建模原则建模原则 原子性 原子性 数据模型所涵盖的实体属性项是沧州四大基础库和五专题库数据 元标准中涵盖的数据元 规范性 规范性 数据模型满足三范式 3 NF 要求 完整性 完整性 数据模型所涵盖的数据是客观存在的数据 是管理工作需要的数 据 包含沧州四大基础库和五个专题库数据元素标准 稳定性 稳定性 数据模型的结构可确保数据一处一次输入 多处多次使用 长期 保存 专题性 专题性 数据模型要考虑到新业务 新技术的扩充 要具有一定的专题性 能够灵活的表示和组织 随着业务的发展和需要可对数据模型进行扩充 10 第三章第三章 专题库数据模型专题库数据模型 3 1 视频联网及视频专题库视频联网及视频专题库数据模型数据模型 3 1 13 1 1 概念数据模型概念数据模型 3 1 1 13 1 1 1 模块组成模块组成 数据库主要由接口 应用和管理等功能模块组成 功能结构见图 1 图 1 数据库功能结构图 3 1 1 23 1 1 2 接口组成接口组成 接口功能模块包括采集接口 数据服务接口和级联接口 3 1 1 33 1 1 3 应用功能模块应用功能模块 应用功能模块包括注册保活 对象 CRUD 操作 布控与告警 订阅与通知和 联网服务等功能 3 1 1 4管理功能模块管理功能模块 管理功能模块包括存储管理 用户管理 设备管理 运维管理 日志管理 和时钟同步等功能 11 3 1 23 1 2 逻辑数据模型逻辑数据模型 视频图像信息对象包括视频片段 图像 文件 人员 人脸 机动车 非 机动车 物品 场景和视频案事件 视频图像标签等对象 具体要求见表 表 1 视频图像信息对象 序号对象名称对象标签对象集合标签对象特征属性 1 视频片段对象 VideoSliceInfoVideoSliceInfoList 标识 分类 来