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注册测绘师资格考试--测绘案例分析--地理信息工程1基础地理信息数据库建设1.1目标与任务（P212）[掌握]:数字线划图（dlg）数据库的建库目标对数据采集生产的成果进行检查和处理，对生产数据进行转换处理，形成规范统一的数据集;设计dlg数据库组织结构和系统功能，基于网络环境开发数据库管理系统，实现对dlg数据的有效管理与分发应用，并与其他数据库进行数据集成。任务：1.生产数据入库检查注重检查和处理各单位生产的数据之间、不同区域的数据之间、不同图幅数据之间的不完整、不一致等问题以及要素之间的关系协调等。2.数据组织结构设计dlg数据包含七大类要素：水系数据、居民地数据、交通数据、境界数据、地形地貌数据、定位数据、其他数据等;数据库设计时应将数据进行合理的分类布局，并进行数据存储。3.数据规范化处理1:5万数据生产采用的是高斯6°分带投影，建库时需要转换为地理坐标;部分数据层的属性字段项的名称为中文，为统一需要转换为字符串;数据生产过程中，为了区分要素的更新与否，在国标码前增加了一位，数据入库时须将要素的更新信息提取出来放在单独字段中，保持标准国标码的位数不变;把因图幅而分割的重要要素目标进行合并处理。4.系统结构及功能设计针对dlg数据库数据管理和数据服务的业务要求，考虑与其他数据库集成，设计并制定符合多源数据集成管理和数据服务的技术架构、符合数据库集成的统一数据库平台，规范dlg数据库的数据组织方式和管理模式，设计满足业务工作需要的系统功能，为数据库集成奠定基础。5.开发数据库管理系统针对数据库的数据集成管理和数据服务的需要，进行dlg数据库集成管理系统的设计、开发和调试工作，以实现对dlg数据库安全管理、数据检索查询、数据输出、数据分析、元数据管理、专题图制作和数据信息服务等业务功能，并编写与开发工作配套的技术设计文档和操作使用手册。1.2数据库建设需求分析（P213）[了解]:1.系统用户分析dlg数据库主要用于dlg数据的维护、管理、数据服务等业务以及其他相关业务对数据库的查询浏览。用户类型主要包括以下三类：（1）数据库维护管理人员。数据库维护管理人员的工作主要包含对dlg数据库日常系统运行的维护管理、数据库的更新、数据库的备份、数据库用户管理、用户权限管理等操作。（2）数据加工与提供人员。数据加工与提供人员的工作主要是根据数据服务订单对dlg数据库进行数据提取、加工，提供数据服务。（3）授权用户。其他内部用户是在数据库授权的情况下可以对dlg数据库进行浏览、查询等操作的人员。2.系统功能需求分析面对巨大的矢量空间数据集，如何对数据进行有效的管理，并能够及时向用户提供数据查询、数据检索、数据提取、数据加工等服务，这是数据库设计应该考虑的关键所在。由于dlg数据很多都属于国家涉密数据，因此数据库的安全性尤为重要，数据库应根据不同的用户设置不同的用户权限，以保证数据的安全使用。数据库系统不仅要提供多种检索方式对数据内容进行实时浏览，从而能够准确迅速地确定所需数据的种类、内容及范围；而且还要提供对数据库中各种数据进行的基本操作，如数据裁切、数据拼接、数据格式转换、专题图制作等。dlg数据库建设的最终目的是向用户提供数据产品和信息服务。用户对数据的需求主要体现在：对空间数据各种内容要素的需求、数据格式的转换需求以及相应的技术支持。3.数据库集成需求分析数据库建设采用的是分散建库的原则，由于多个数据库的建成时间不一致，形成了多个独立的数据库。dlg数据库的建设将按照数据库集成的统一技术框架，建成数据相对独立的数据库，同时预留与其他数据库集成的接口。1.3数据库建库技术路线（P214）[掌握]:dlg数据库系统结构示意图如图10.1.1所示。图10.1.1dlg数据库系统结构示意图在dlg数据库系统结构中，系统c/s结构部分主要是核心业务模块：包括数据入库检查、安全管理、视图管理、查询检索、元数据管理、数据输出、数据分析、专题图制作、数据库维护等模块。系统b/s结构部分主要是系统的数据服务模块，用户可以通过浏览器浏览数据的一些基本情况，如数据类型、数据范围、元数据信息等，确定数据订单，并通过中心内网传递到数据库，产生数据服务请求信息;用户可以通过浏览器查询到订单的状态，如正在处理、已经处理完毕等。应用服务层主要是解译应用层发出的请求，通过空间数据引擎arcsde对数据库进行相应的操作，并将结果通过中间件arcgisengineruntime或arcims反馈到应用端。应用层主要指系统的应用模块，包括浏览查询、数据服务、数据库安全管理等业务应用。1.4数据库建库流程（P214）[掌握]:dlg数据建库流程如图10.1.2所示。1.数据整理由数据生产单位提交的1:5万矢量数据是6°高斯分带投影数据，入库时需要将数据投影转换到地理坐标。另外，生产数据部分层中属性项的名称为中文，为了统一，入库前需要将中文名称更改为英文名称。2.数据预入库按照数据库整体结构的设计，按百万图幅范围将生产数据按照数据的存储要求入库到相应的数据层，这期间数据不做任何处理。产生的临时数据库供下一步的数据处理。3.数据处理与修改对于线要素，要将要素在图幅分割处进行连接使其连续;对于面要素，要将由于图幅分割而生成的多个目标进行合并，生成一个目标。对于公路网、铁路网、行政区划等，要将对应的原始数据进行重新整合生成。4.元数据整理dlg数据的元数据是按图幅为单位以文件方式进行组织的，该流程需要将元数据进行汇总整理，并将文本格式转换为关系表形式，以利于元数据的入库。5.数据正式入库把经过处理、符合数据库设计要求的数据进行正式入库，形成正式的数据库成果。6.数据库功能开发根据数据库功能设计，开发出一套方便对dlg数据库进行管理的功能模块。1.5数据库结构设计（P215）[了解]:数据组织是数据管理的基础数据组织结构设计是指按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。数据库结构设计主要包括：（1）概念结构设计（2）逻辑结构设计（3）物理结构设计1.6数据整理与入库（P216）[了解]:由于不同格式的矢量数据存在差异性，且表达方式与gis所要求的数据描述方式之间存在很大的差异。据入库之前需要做大量的准备工作：实体元素的错误纠正、多边形封闭性检测、重复地形要素的清理、道路和河流等某些特殊地形要素的处理、地形要素扩展属性的设置等。矢量数据的加工与处理：主要是为了使输出的地理数据更加符合gis软件要求，以便能充分利用gis软件的各种功能，让转换后的数据可以发挥更大的效益，体现出gis软件的优越性。入库前数据处理的主要工作如下：（1）面状实体必须是封闭的，如房屋、池塘等。（2）各图元注记必须是一个整体，如单位名称，如果是逐字注记，在导入时将生成多个点要素。（3）线型与图元的检查。（4）各个图元层属性的匹配。（5）道路、河流等面要素的线性化处理。（6）地形要素编码和扩展属性设置。（7）重复地形要素的清理。1.7数据库管理系统设计（P216）[了解]:数据库管理系统（dbms）是用于建立、使用和维护数据库的软件系统。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。数据库系统设计一般包括网络环境、软硬件环境、存储环境、系统构架等;而管理系统功能设计，一般应包括数据入库检查、视图管理、查询检索、输入输出、数据分析、制图、分发服务、数据库维护、安全管理等。空间数据库管理系统主要设计原则包括灵活性、易操作性、高效性。1.灵活性系统能提供灵活的检索方式，可以进行任意空间范围、任意地理内容及其任意组合的检索;在空间范围上能实现任意区域的检索，可以实现标准分幅比例尺的检索，满足不同专业、不同应用目的对数据库应用的要求。2.易操作性系统应操作简单、界面友好、响应时间短，非gis软件操作的人员也能很容易地使用数据库，检索查询所需要的数据资料。3.高效性系统效率包括三个方面：一是计算机系统内部资源的使用效率，能充分利用资源（包括存储空间、设备、cpu等），并注意使各种资源负载均衡以提高整个系统的效率;二是空间数据库管理系统（sdbms）本身的运行效率;三是用户的生产率，这是指用户学习、使用sdbms和在sdbms基础上开发的应用系统的效率。案例样题第一题国家测绘地理信息局某部门负责建立的“×××核心地形要素数据（dlg）库”（以下简称“dlg数据库”）[问题]1.简述空间数据库管理技术现状。2.简述数据库管理系统的主要功能需求与设计。3.结合案例，描述dlg数据建库的技术流程。[参考答案]1.随着数据库技术的发展，空间数据库技术逐渐代替了传统的文件数据管理模式，对象—关系数据库管理系统是较为流行的解决方法，它是将复杂的数据类型作为对象放入关系数据库中，并提供索引机制和简单的操作，即在空间数据源之上增加一层软件（空间数据引擎）——空间数据管理系统，实现对空间数据和属性数据的一体化管理。2.管理系统功能设计，一般应包括数据入库检查、视图管理、查询检索、输入输出、数据分析、制图、分发服务、数据库维护、安全管理等。视数据库不同及应用需求不同，管理系统功能可做适当增删调整。3.数据建库实施流程一般包括入库前的数据整理、数据预入库、数据处理与修改、元数据整理、数据正式入库及数据库功能开发几个步骤。（1）数据整理。由数据生产单位提交的1:5万矢量数据是6°高斯分带投影数据，入库时需要将数据投影转换到地理坐标;另外，生产数据中部分层中属性项的名称为中文，为了统一，入库前需要将中文名称更改为英文名称。（2）数据预入库。按照数据库整体结构的设计，按百万图幅范围将生产数据按照数据的存储要求入库到相应的数据层，这期间数据不做任何处理;产生的临时数据库供下一步的数据处理。（3）数据处理与修改。由于在产生临时数据库时矢量数据是按照图幅为单元存放的，在临时数据库中虽然同一类要素存放在同一个数据集中，但是在图幅接边处可能会存在要素目标的断线，因此，在这个过程中，对于线要素要将要素在图幅分割处进行连接使其连续;对于面要素要将由于图幅分割而生成的多个目标进行合并生成一个目标。另外，对于公路网、铁路网、行政区划等，要将对应的原始数据进行重新整合生成。（4）元数据整理。dlg数据的元数据是按图幅为单位以文件方式进行组织的，该流程需要将元数据进行汇总整理，并将文本格式转换为关系表形式，以利于元数据的入库。（5）数据正式入库。把经过处理、符合数据库设计要求的数据进行正式入库，形成正式的数据库成果。（6）数据库功能开发。根据数据库功能设计，开发出一套方便对dlg数据库进行管理的功能模块。第二题地理国情普查是一项重大的国情国力调查。开展全国地理国情普查，系统掌握权威、客观、准确的地理国情信息，是制定和实施国家发展战略与规划、优化国土空间开发格局和各类资源配置的重要依据，是推进生态环境保护、建设资源节约型和环境友好型社会的重要支撑，是做好防灾减灾工作和应急保障服务的重要保障，也是相关行业开展调查统计工作的重要数据基础。某测绘单位承担了该市的地理国情数据建库的任务，并对采集的地理国情数据建立基础空间数据管理与应用系统。[问题]1.基础空间数据管理与应用系统的基本功能框架包括哪些?2.数据库的结构设计包括哪些内容?3.数据库的系统设计包括哪些内容?4.管理系统功能设计与开发包括哪些内容?[参考答案]1.基础空间数据管理与应用系统的基本功能框架如图所示2.结构设计主要包括：概念结构设计，逻辑结构设计和物理结构设计。概念结构设计是将分析得到的用户需求抽象为概念模型的过程，即在需求分析的基础上，设计出能够满足用户需求的各种实体以及它们之间的相互关系概念结构设计模型。逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本e-r图转换为与选用dbms产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。数据库在物理设备上的存储结构与存储方法称为数据库的物理结构，它依赖于给定的计算机系统。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结果的过程，就是数据库的物理设计。3.数据库的系统设计一般包括网络环境、软硬件环境、存储环境和系统架构等的设计。