基于GeoDataBase的水土保持规划系统数据库设计_图文

1、基于Geo Data Base的水土保持规划系统数据库设计3王文昭曾致远李先奇(华中科技大学数字化工程与仿真中心武汉430074摘要以信息技术下水土保持规划系统设计现状为背景,分析GI S数据的存储方案,提出基于GE ODAT ABASE为代表的模型设计系统空间数据库。详细阐述如何实现属性数据和空间数据一体化存储的理论细节,利用基于UML语言使用CASE工具设计实现水土保持规划的GeoData Base空间数据模型。关键词地理信息系统数据存储地理数据库空间数据引擎中图分类号TP3111引言水土保持规划系统管理中存在海量的多时态水土保持规划数据,要实现快速获取水土保持规划因子中的土地分类数量、质

2、量、空间分布和利用状况;能够对年度水土保持规划数据进行更新、管理、分析;能够输出各种查询、统计和分析结果。随着包括地理信息系统(GI S技术在内的空间信息科学技术在水土保持工作中应用的不断深入,建立基于GI S技术的水土保持规划系统的目标是高效地管理海量的多时态水土保持利用数据,实现对水土资源的科学管理,及时提供科学、详实、直观的数据,为水土保持工程的实施决策提供科学依据,实现水土保持生态资源总量动态平衡,最终达到区域水土保持可持续发展1。本文着重探讨了以A rcGI S9.0软件为基础的水土保持规划系统的数据模型以及地理数据库设计。2面向对象数据模型GeoDataBase 在A rcGI S

3、8.0以后引入全新的面向对象的空间数据模型GeoData Base,实现了GeoData Base之前所有(包括CoverageShapefile空间数据模型都无法完成的数据统一管理,即在一个公共模型框架下对GI S通常所处理和表达的地理空间特征如矢量、栅格、TI N、网络、地址进行同一描述。在GeoData2 Base中,定义的不再是传统的GI S对空间数据进行抽象后的点、线、面等简单空间要素,而是应用领域中熟悉的河流、湖泊、桥梁等。地理数据模型支持面向对象的矢量数据模型,实体被表示为对象,具有属性、行为和关系2。更重要的是GeoData Base使我们不需要编写任何程序代码即可实现数据对象

4、的主要的操作行为。大多数的操作行为都可以通过对象值域、子类型、规则等的定义以及A rc I nf o提供的应用框架中丰富的其它功能来完成。对特殊应用中必须定义和扩展的空间对象,A rc I nfo支持工业标准的统一建模语言和CASE工具,通过CASE完成对数据对象的定义和扩展。A rcGI S支持工业标准的计算机辅助软件工程(CASE用于空间建模。通过CASE,可以用完全可视化的方法,定义或扩展新的空间数据对象。A rcCatal og中提供了根据Case工具中对空间数据对象的扩展定义自动生成GeoDa2 ta Base数据框架的工具,方便准确快捷,数据库框架可在主流的商业化的DBMS平台上实

5、现。在相关文献34中对A rcGI S的GeoData2 Base数据模型进行了详细的介绍和分析,并且分析了GeoData Base面向对象数据模型的优势,但是GeoData Base只是给使用者提供一个很好的构建GI S数据库的框架平台。在具体的系统实现中, GeoDatabase是个非常复杂的系统,由于用户需求和角度不同,在建模过程中,最好的通用数据模型是不存在的,GeoData Base模型的优劣取决于系统的需要,使用什么类型的地图,解决什么样的问题,才是实现一个GeoDatabase的关键。因此,只有在37第35卷(2007第9期计算机与数字工程3收到本文时间:2006年11月3日作者

6、简介:王文昭,男,硕士研究生,研究方向:地理数据模型研究与空间数据库设计管理。曾致远,男,教授,研究方向: 软件工程,计算机网络及系统集成,计算机图形技术。李先奇,男,博士研究生,研究方向:地理信息系统。全面地分析系统的逻辑结构的基础上,结合用户的视角和要求,才可能开发出一个最大限度符合要求的GeoData Base 。3基于GeoDataBase 的水土保持规划系统数据模型设计3.1水土保持规划系统GeoData Base 数据模型系统数据包含空间数据和属性数据,空间数据和属性数据的一体化集成管理是数据库设计时应考虑的问题。空间数据是按照三层结构组织的,即GeoData Base Featu

7、re DataSet FeatureClass,整个空间数据库的服务可以理解为一个独立的Geo Da 2ta Base 。每个GeoData Base 为地理信息定义一个广义的模型。利用模型可以定义和操作不同用户或不同应用的具体模型。从而通过对这个广义的地理数据库的定义和操作,为不同用户的数据模型提供一套完整的平台 。图1水土保持规划系统数据模型空间数据主要记录与存储土地资源及其环境因子的位置,形状及其空间关系属性特征。空间数据的逻辑数据结构分为矢量结构和栅格结构两种,空间数据中的矢量结构数据主要包括基础地理数据,社会经济数据,土地利用数据,综合治理数据四部分。栅格结构数据包括数字高程模型(D

8、E M 数据,数字高程模型(DE M 数据有全省范围1:25万,重点治理工程1:5万,1:1万共三种比例尺,高程模型(DE M 数据主要用于地形因子数据采集,如坡度,坡向,切割深度,起伏度等。属性数据是对土地及其环境因子进行描述的数据。属性数据包括水土保持规划措施工程量参数,按分类单独列表集中存储。在本系统的设计中建立如图l 所示的湖北省水土保持规划系统GeoData Base 数据模型。3.2建立水土保持规划系统空间数据库3.2.1地理关系数据库中层和数据项设计按照数据点线面特征和数据管理的要求,将数据划分为若干层。在同一类数据类型中(如面状数据层,又根据专题要素的特征或者综合评价参数的特征

9、,将专题数据划分为若干数据项。大多数GI S 都将数据按逻辑类型分成不同的数据层进行组织。数据层是GI S 中的一个重要概念。GI S 的数据可以按照空间数据的逻辑关系或专业属性分为各种逻辑数据层或专业数据层,原理上类似于图片的叠置。例如,地形图数据可分为地貌、水系、道路、植被、控制点、居民地等诸层分别存贮。将各层叠加起来就合成了地形图的数据。在进行空间分析、数据处理、图形显示时,往往只需要若干相应图层的数据。数据层的设计一般是按照数据的专业内容和类型进行的。数据的专业内容的类型通常是数据分层的主要依据,同时也要考虑数据之间的关系。如需考虑两类物体共享边界(道路与行政边界重合、河流与地块边界的

10、重合等,这些数据间的关系在数据分层设计时应体现出来。3.2.2属性数据库设计属性数据库由静态数据表组成,属性数据表组成属性数据文件。属性数据表为二维表格,按统一标准设置表格列,没有标准的根据实际工作需要确定。属性数据库的主要内容为湖北省水土保持规划系统工程措施,因为管理和检索要素的需要,数据库中每一个系统工程措施要建立唯一的编码,其工程措施工程量,计算参数和设计时间分别存在不同的表中,这就带来了两个问题:(1属性表之间的关联问题(2属性数据与空间数据之间的关联。对于前者,对每一个工程措施给出为一的工程措施编号,并设其为主属性,确保在该工程措施被删除时,相应的子属性数据表同时被删除。对于后者解决

11、方法有三种:混合式、扩展式和开放式。A rcGI S 软件采用混合式管理方式。混合式数据库管理系统利用两个子系统分别存储空间数据和属性数据。线状或面状实体弧段文件存储空间数据,关系数据4 7王文昭等:基于GeoData Base 的水土保持规划系统数据库设计第35卷库管理系统存储属性数据,两个子系统之间通过标识码(I D 进行连接。A rcGI S 提供建立关联(Relate 环境功能,将图层点状、线状、面状特征属性表的信息与存储在外部数据库的其他属性信息通过关联项建立联系6。进行某些空间操作并需动态调用外部库数据时,可利用关联直接引用外部数据库数据。属性数据库其表之间的部分关系如图2所示 。

12、图2属性数据表之间的关系图4基于Geo Data Base 的地理数据库设计利用CASE 工具生成具体的库结构。在完成空间数据库的设计方案后,可以借助CASE 工具和GI S 软件提供的接口在关系型数据库中实现具体的空间数据库结构。使用CASE 工具设计Geo Da 2ta Base 数据库的实现过程分为4个步骤5:(1在CASE 工具中进行UML 建模,用UML 设计对象模型,在CASE 工具中借助类可以很好地表达各种空间数据库结构单元,例如要素类、要素集、几何网络以及它们之间的相互关系。UML 建模过程是将数据库的设计方案具体化的过程;(2输出对象模型到微软的数据库或元数据X ML 交换文

13、件中,将设计好的UML 模型载入资料库(reposit ory ;(3生成代码并执行行为;(4利用GI S 软件提供的CASE 接口,根据资料库中的UML 模型生成空间数据库结构,使用A rcCatal og 中的模型向导为UML 的定制对象创建geoData Base 方案 。图3水土保持规划数据库的模型图至此geodatabase 空间数据库结构初具雏形了。在GI S 软件环境中,现在可以将新生成的数据或已有的数据进行格式转换后载入到设计好的Geodatabase 空间数据库中,由空间数据库进行统一管理。在实际应用中,空间数据库发布前还需要经过严格的测试,必须注意的是在CASE 工具提供的

14、UML 环境中无法定义空间参考系,需要在GI S 软件环境下进行定义。空间数据库进一步修改和完善,既可以利用CASE 工具进行,也可以在GI S 软件中实现。利用以上的思路,设计了水土保持规划数据库的模型图。5数据存储与入库在大型关系数据库中,产品有O racle 和S QL Server 。S QL Server 只能在W indows 上运行,没有丝毫的开放性,处理大数据量的关键业务时稳定性(下转第82页 57第35卷(2007第9期计算机与数字工程第四类的兴趣集中在food和others上,对于baby_p r oducts和household鲜有问津,看其客户属性,年龄年轻化,单身居多

15、,收入也不高,购买的物品数量虽然中等,但是带来的利润是中等偏低。可看出这一类人多由没有收入的学生或者是收入偏低的蓝领单身族组成。第五类显得非常与众不同,他们在others上的消费远远超过其他四类,虽然第四类在others上的消费也不低,但是通过观察他们购买的产品,多是物美价廉的日用品。而第五类在others上的消费多集中于高层次的种类上,比如手机、质优的化妆品、正版的CD、印刷精美的杂志上。而他们的收入也偏高,所以虽然购买的物品数量不多,但是贡献的利润却不小。通过以上的分析,我们对第二类到第五类的客户都有了粗略的认识。但是对于占了一半多的“大众型”客户却没有什么明显的概念,因为他们的数量多,除

16、了几个比较简单的二元变量:Marital_ status、Own_child、Gender能做出判断外,其他的客户属性变量都不能够给出一个比较好的解释,而且以上三个二元变量值都是“持平”,实际上也没有太多的意义。数据挖掘是从数据库或数据仓库中发现并提取隐藏在其中的信息的一种新技术。利用数据挖掘的结果,可以建立新的业务模型,以达到帮助决策者制定市场策略、做出正确决策的目的。4结论为超市开发的数据仓库系统立足于我国国情,先分析超市源数据库,然后逐步升级到多数据源,实现了基本框架和功能。数据仓库的建设是一项复杂的、循环往复不断完善的过程,需要管理人员、开发人员等各方面的密切配合,通力合作。虽然数据仓

17、库的成本一般比较高,但数据仓库的创建成功将给企业带来巨大的效益,使企业具有更强的竞争力。参考文献1马刚.数据仓库及其设计规范化J.大连理工大学学报,2001,92常新功.数据仓库技术在客户关系管理中的应用J.山西财经大学学报,2001,123刘锡京.客户关系管理与数据挖掘,G LOBAL MANAGE2ME NT RE V I E W,2002,104赵小科.主动式数据挖掘技术在客户管理中的研究与应用J.北京航空航天大学学报(社会科学版,2001,2(上接第75页不如前者,并行实施和共存模型并不成熟。很难处理日益增多的用户数和数据卷。伸缩性有限,安全性较低。O racle能在所有主流平台上运行

18、,完全支持所有的工业标准,采用完全开放策略,安全性和性能都较高,可以使客户选择最适合的解决方案。用户通过网络在向A rcS DE服务器发出各种服务请求6,A rcS DE再针对众多用户进行协调,并实现不同用户权限的身份确认,并实现向后台数据库进行查询、修改数据等功能。6结论提出了水土保持规划系统的数据库模型并且设计了地理数据库,基于A rcGI S的Geodatabase空间数据对象模型,采用了UML的CASE建模工具实现了地理数据库,实现对水土保持规划系统中海量多时态的数据进行了集中统一的管理,并且便于准确地更新和维护。采用基于Geodatabase结合A rcS DE的存储方案,支持多用户

19、的并发操作和长事务管理,提高了访问速度和访问效率。本文提出的设计方案在湖北省水土保持规划设计子系统中进行实际的应用。参考文献1周宝书.基于GI S信息技术在水土保持规划系统中的应用J.水土保持研究2006,22党安荣,贾海峰等.A rcGI S8Deskt op地理J.信息系统应用指南.2003.3.5745753蒋波涛,李建成.GeoDatabase的结构分析及实现J.热带建筑,2005,34罗智勇,刘湘南.基于GeoData Base模型的空间数据库设计方法J.地球信息科学,2004,125梁丽芳,白海丽等.利用CASE工具建立地理数据库的方法J.辽宁工程技术大学学报,2005,第24卷增

20、刊6ESR I.A rcS DE Configurati on and Turning Guide for O ra2cle.Envir on mental System s Research I nstitute,I nc.2000 28汪立军:超市数据仓库与数据挖掘的研究第35卷Index (Vo l .35No.9Com p u te r and Eng i nee ri ng I n stitu te tha t a re d i ffi cu lt to co nfi gu re i n an t co l o ny sys tem (ACS ,it i n tr o duce s

21、t w o exp e ri m e n ta l de s i gn m e tho d s to op ti m i ze p a ram e te rs .I n th is te xt,it p re sen ts a m e tho d tha t u se s the o rtho go na l e xp e ri m en ta l m e tho d to op ti 2m i ze p a ram e te rs .So it m ake s the op ti m i zi ng p r o b l em s i n d i ffe re n t fi e l d s n

22、e e d o n l y o ne p a ram e te r co nfi gu ra ti o n by o rtho go na l e xp e ri m en ta l m e tho d.And then,a be tte r e ffe c t w ill be ga i ned.Key words an t co l o ny system ,p a ram e te r co nfi gu ra ti o n,o rtho go na l exp e ri m e n ta lm e tho d(Page:49I n teracti ve Con structed L i

23、 ghti n g V isi on Syste mby Zhu zhouAbstract Th is p ap e r p re se n ts an i n te rac ti ve co n s tuc te d li gh ti ng visi o n sys tem.The i n te rac ti ve ab ility is adde d ba 2s i ng o n the trad iti o na l co n struc te d vis i o n.B y the hum an -com p u te r i n te rac ti ve m e tho d,it c

24、an e va l ua te the 3D re co n s truc ted re su lt o f the scanne d o b j e c t .To the un 2sa tisfi e d re su lt,it re tu rne s the co n struc ted li gh ti ng i m ageand re vise it w ith the he l p o f o ri g i na l i m age.The n th is re vised co n s truc ted li gh ti ng i m age can be re co n s t

25、ruc te d rep e a ted l y .T o som e o b j e c ts,it u se s the neu ra l ne t w o rk to do the se l f -l ea rn i ng fo r the system.The e xp e ri m en ts show tha t th is m e tho d can extend the app li ca ti o n o f the c l a s si ca l co n struc te d li gh ti ng visi o n.To som e o b j ec ts,w h i

26、ch a re ve ry d i ffi cu lt to ge t the su rface da ta becau se o f re fl e c ti ng re a so n,o u r m e tho d can o b ta i n goo d re su lt .Key words co n s truc te d li gh ti ng,3d -re co n s truc ti o n,hum an -com p u te r i n te rac ti ve m e tho d(Page:52A CO RBA Co m ponen t D ynam i ca lD ep

27、loy m en t Fram eworkby Zhang W entingAbstract A CO RBA com po nen t dep l o y m e n t fram ew o rk is p r opo sed,w h i ch e xte nd s CC M co n ta i ne r e xe cu ti o n m o de l .It suppo rts add i ng,rem o vi ng and rep l ac i ng com 2po nen ts dynam i ca ll y a t the runn i ng ti m e.A ll the re

28、l a te d w o rk is com p l e ted by the com po nen t fram ew o rk w h i chis tran sp a ren t to com po ne n t deve l o p e r and ea se s them co n si de rab l y .Key words CC M (CO RBA com po nen t m o de l ,com po 2nen t dep l o y m e n t fram ew o rk,dom a i n m anage r,no de m anage r,com po nen

29、t li fe cyc l e m anagem en t (Page:55M en t a lly Ill Co m puter A i ded D i a gnosis Systen Ba sed on Bra i n W ave B i olog i ca l Da t aba seby Su J ingAbstract P rac ti ce to p r o ve tha t the m e n ta ll y ill i gno re s the o u tb re ak no t to be taken bad,its b ra i n w ave s w ill have th

30、e m an i fe s ta ti o n,a lso be ce rta i n l y sa i d the e xist 2e nce exc re sce n t w ave.D eve l o pp ed th is com p u te r a i de d d i agno s is sys tem ba se d o n th is .Key words com p u te r a i de d d i agno s is sys tem ,b ra i n w ave b i o l o g i ca l da taba se ,da taba se s truc tu

31、 re (Page:59Research on Co m ponen t Technology of Vx W orksby Feng YonglongAbstract Vx W o rks is a h i gh -p e rfo r m ance em bedde d re a l -ti m e op e ra ti ng sys tem ,o ne o f its m o s t i m po rtan t cha rac te ris ti c s is tha t it co u l d be cu t .I t m ake s bu il d i ngthe Vx W o rks

32、 m o re e ffe c ti ve l y by u s i ng the com po ne n t te chno l o gy .Th is p ap e r ana l yze d com po ne n t te chno l o gy o f Vx W o rks and d iscu sse d the m anagem en t,c re a ti o n and re l ea se o f com po ne n ts i n de ta il .M e anw h il e ,som e e xam p l e s w e re g i ve n.Key word

33、s Vx W o rks,com po nen t de sc ri p ti o n l anguage(CDL ,com po ne n t (Page:62Pl a tfor m Ana lysis and Appli ca ti on Research on W ebG I S Ba sed on Arc I M Sby L i FeiAbstract Th is p ap e r ana l yze s J 2EE p l a tfo r m and .N e t p l a tfo r m du ri ng the seco nda ry de ve l o pm e n t to

34、 rea li ze a W e bG I S sys tem.I t summ a ri ze s the techn i ca l cha rac te r 2is ti c s o f J 2EE and .N e t .I t a lso d iscu s se d a system o fthe Hube i p r o vi nc i a lw a te r and so il co n se rva ti o n i nfo r m a 2ti o n p ub li ca ti o n,w h i ch is de si gned and rea li zed by u s i

35、 ng ASP .N e t and A rc I M S.Key words W ebG I S,A rc I M S,.N ET,J 2EE(Page:67Pr i n c i ple of Externa l D ev i ce Exten si on i n E m bedded L i n ux Env i ronm en tby Xu M ingAbstract Th is p ap e r com p a re s the si m il a riti e s and d is 2s i m il a riti e s o f e xte rna l devi ce e xte

36、n s i o n i n the ge ne ra l com p u te r system and the si ng l e ch i p m ach i ne system ,i n tr o duce s the s truc tu re o f the d ri ve r i n the L i nux sys 2tem ,i nc l ud i ng fo ll o w i ng co ncep ti o n s:virtua l fil e system ,m o du l e ,p r o c fil e sys tem.P r o vi de s a sam p l e o f exte rna l devi ce e xten si o n i n E m be dded L i nux Envir o nm en t:sh i ft