陕西省基础地理信息数据库建设
来源:陕西科技成果网 更新时间:2012-04-14

 
    陕西省基础地理信息数据库的数据内容丰富,数据范围覆盖全省,是一个多尺度、多数据源、多分辨率的海量空间数据库;该数据库技术设计起点高,采用了国际流行的大型关系型数据库和先进的空间数据引擎对基础地理信息数据进行储存和管理,采用ArcSDE+ADO技术来实现对空间数据的管理、维护;采用VB+ArcObjects技术,结合ArcGIS丰富的类库、组件和符号化显示功能,实现了各功能模块的开发和系统的集成。 

  一、数据库建设涉及的关键技术  

  1、海量地理空间数据组织数据库包含的数据类型丰富、数据总量达428GB,是典型的多尺度海量空间数据库,因此,合理、科学的数据组织结构是该数据库建设能否做到安全管理、快速分发和有效利用的关键,在数据库的设计与建设过程中主要采用了以下技术: 1) 对数据进行合理组织通过多次建库试验表明,数据库的表空间增多和数据量较大的表空间,都将影响系统调用效率,适宜的定义数据的物理存储单元是数据组织的关键。陕西省基础地理信息数据库的矢量数据采用按要素组织入库,其它数据采用了按一定比例尺图幅范围分块组织存放。以上数据组织方式比较合理,数据调用速度较快,效率较高,可满足海量空间数据的管理要求。 2) 创建矢量数据的空间索引在矢量数据入库时建立了多级格网的空间索引,并将矢量数据中的线状和面状要素都设置为三级格网索引,加快了数据的调用显示速度。 3) 创建栅格数据金字塔结构由于空间数据的调用是一个先检索后调用的过程,为了加快空间数据的调用、显示和检索查询速度,在数字高程模型数据、影像数据等栅格数据建库过程中均建立了"金字塔"结构,极大的提高了栅格数据的调用速度。 4) 建立索引库为提高基础地理信息数据入库后的检索速度,在陕西省基础地理信息数据库的建设中建立独立的索引库。索引库存储的是系统使用图幅接合表、调图时的结合表数据和其他背景数据,以及数据集的关系数据表。通过索引库的建立,不但提高了数据库管理系统的调图效率,还为系统的功能实现提供了检索关系。  

  2、空间数据的相关性处理数据库中各类空间数据的综合应用(如叠加显示、相关查询、复合产品加工)是衡量数据库建设水平的重要尺度,也是数据建库后有效应用的关键。陕西省基础地理信息数据库的建设,在现有生产数据的基础上,尽可能考虑各类空间数据的相关,通过对各类数据集成处理,实现重要地理目标的面向对象的集成(包括同一比例尺和不同比例尺的数据),以空间位置为基础的数据体的集成,地名与影像的关联,矢量与栅格数据的集成,不同比例尺数据的无级缩放调用等。通过一定的数据处理和功能开发,使数据库中的不同类型、不同比例尺的基础地理数据发生有机的联系,实现了地物实体一体化管理。 

  3、多种类型的元数据设置为了使陕西省基础地理信息数据库从宏观到微观都有一个产品信息的描述,使用户能了解基础地理数据库及内部相关的基本信息、数据志信息、空间数据表示信息、参照系统信息、数据质量信息、要素分层信息、发布信息等。因此,在元数据库的设计中提出了建立要素级元数据、子库级元数据和数据库级元数据要求。各类数据生产所产生的元数据是以图幅为单元的信息描述,可以作为图幅级元数据使用;要素级的元数据是对某类要素的综合描述,即对在数据库中的某一个空间数据表的信息描述;子库级元数据是对某一数据子库的综合说明;数据库级元数据是对整个库体的信息描述。因此,通过系统元数据库的建立,就能对元数据进行综合,并与相应数据体进行关联,以满足用户查询的需要。  

  4、软件模块化设计与集成在数据库的建设过程中,无论是数据库建设的工作流程、各子系统,还是数据库的基本功能均采用了结构化和模块化的设计思想和开发手段。各基本功能模块进行集成,形成具有不同功能的子系统;此外,为了方便数据库的建设、管理、维护与数据分发等工作,将数据入库前检查、数据处理、数据入库以及数据库管理与维护、数据分发服务等各子系统还进行了整体集成,纳入到一个统一的系统界面之中,这样使得数据库的建设与管理实现了一体化。 

  二、陕西省基础地理信息数据库建设的主要内容  

  1、完成陕西省基础地理信息数据库的设计主要包括:数据库管理软件和GIS软件的选取和配置、数据交换和网络环境建设、库体结构与创建、数据存储与备份、数据入库技术方案、系统集成与应用技术方案,技术路线和工作流程的制定,以及各项管理规定等。 

  2. 完成基础地理信息数据的入库 1) 数据入库前检查与处理按照数据库有关技术设计,对入库前的数据进行检查与处理,确保入库数据的一致性、完整性和准确性。 2) 完成了数据的入库工作完成了覆盖全省的各种基础地理信息的入库工作,它们包括:陕西省基础地理信息数据库入库数据一览表数据库名称 入库数据量(单位GB) 内容数量 1:100万矢量地形数据库 0.047 全省范围DLG 5幅 1:25万基础地理数据库 0.525 全省范围DLG 30幅 全省范围DEM 30幅 1:5万基础地理数据库 27 全省范围DLG 596幅 全省范围DEM 596幅 1:1万基础地理数据库 77 全省已生产完成的DLG 5577幅 全省已生产完成的DEM 5577幅数字栅格地图数据库 10 全省范围1:5万 DRG 596幅 生产完成的1:1万 DRG 2028幅大地控制点数据库 0.006 全省范围各类控制点 11676点影像数据库 313 全省范围TM 18景 全省范围SPOT 131景 生产完成的1:5万DOM 268幅 生产完成的1:1万DOM 1786幅 生产完成的1:2千DOM 300幅专题数据库(1:5万) 0.217 全省范围交通网数据 596幅 全省范围土地利用数据 596幅产品数据库 0.420 生产完成的1:1万 DLG 676幅元数据库 0.024 所有入库数据的元数据 17768条索引库 0.020 合 计 428.259 19406幅(景) 注:表中"数量"一栏中的合计不包括大地控制点数据库、元数据库和索引库的统计量。  

  3、完成了数据库的基本功能模块开发主要包括:用户管理、日志管理、视图管理、数据导入、信息查询、数据导出、数据转换和输出打印等;  

  4、进行了应用子系统开发完成了数据库管理和维护子系统、数据分发服务子系统和公众应用子系统的建设。  

  5、进行了系统集成主要包括:数据体的集成,各子系统的集成,建库工作流程的集成及软硬件环境的集成。 陕西省基础地理信息数据库涉及到计算机、网络、海量空间数据库、地理信息系统、虚拟现实、数据库安全等多方面高新技术。它的建成无论在技术体系上,还是在组织管理模式上都有着巨大的推广应用前景。 

  一、推广应用前景 1、 可以作为全国各省建立省级基础地理信息数据库的重要参考当前国内各省(市、自治区)正在逐步开展数字省、数字区域、数字城市的建设,但由于没有成功的案例和成熟的经验可供借鉴,大部分省市在摸索着进行试验,严重影响了信息化建设的进度和水平。已建成的陕西省基础地理信息数据库方案合理,技术先进,具有国内领先水平,可为社会各界提供成熟的技术经验、设计方案和管理模式,促进省级基础地理信息数据库的建设和推广。 2、 可以作为其它专业GIS系统建设的参考陕西省基础地理信息数据库涉及和解决了海量空间数据组织、部分的GIS功能开发、数据库安全管理和系统集成等关键技术问题,这些技术在专业GIS系统开发中也是非常有用,因此,在这个领域中也有重要的推广前景。 3、 可以提供有效的基础地理信息服务陕西省基础地理信息数据库全省包括1:100万、1:25万、1:5万、1:1万多级比例尺的DLG、DEM、DOM、DRG数据、TM和SPOT遥感影像数据、城市航空影像数据,以及各类专题数据和相关的元数据等,而且开发了方便数据分发和服务的基本功能,它不但可以为社会快速提供各种基础地理信息,还可以作为各种信息综合利用的基本平台,在国民经济建设中发挥其重要的作用。 

  二、采取的措施 1、 编制规范在陕西省基础地理信息数据库建设成功的基础上,国家测绘局委托陕西测绘局和国家测绘局标准化研究所制订了省级基础地理信息数据建库的相关技术规定,并将陕西省基础地理信息数据库建设的相关技术文档进行汇编,向全国测绘部门推广。 2、 技术培训定期召开省级基础地理信息数据库建库培训班,进行数据库建设技术培训和研讨,提高各省基础地理信息数据建库的水平,推进各省基础地理信息数据库的建设和信息化建设的进程。 3、 对社会发布将陕西省基础地理信息数据库建设完成的消息对社会发布,并且借助互联网发布数据库的相关元数据,让社会公众了解基础地理信息的作用和内容,从而加快数据的应用和技术的推广。