1、基礎地理信息數據庫系統建設方案1 前言基礎地理信息數據庫由基礎地理信息數據、管理系統和支撐環境三部分組成，包括現勢庫和歷史庫。基礎地理信息數據是基礎地理信息數據庫的核心，按照類型分為數字線劃圖數據、數字正射影像數據和數字高程模型數據三個分庫，分庫又根據比例尺和分辨率的變化細化為子庫，子庫也可根據要素分成若干層；管理系統和支撐環境是數據存儲、管理和運行維護的軟硬件及網絡條件。基礎地理信息數據庫組成見圖1。基礎地理數據庫系統的建設由于其定位的不同會在具體建設過程及成果上的存在巨大的差異。本建設方案中對基礎數據庫系統的定位做如下假設：基礎地理數據庫系統用于對基礎地理數據的統一管理和分發服務，實現基礎

2、地理數據一體化的瀏覽、查詢與統計、成果分發等功能。基礎地理數據庫系統可實現的服務質量主要取決于兩方面，一是基礎地理數據內容與質量，尤其是在地理數據的查詢統計與分析方面；另一方面是系統功能的完整性、穩定性和擴展性。圖1本方案按以下四方面進行闡述，系統建設相關標準需求、硬件需求、軟件需求及數據資源需求。2 系統建設硬件需求2.1 網絡設施建議內部局域網使用千兆網絡交換機和千兆網線。2.2 存儲設備數據庫存儲方式采用光纖盤直連方式，或則SAS盤直連方式，前者最佳。存儲容量在1T以上，或則采用可擴容的存儲設施，在系統運行過程中根據數據量的增長實際情況，按需擴容。2.3 服務器服務器配置建議：內存16G

3、以上，雙CPU，E5620。操作系統Windows Server2003 64位3 系統建設軟件需求3.1 空間數據庫Oracle 10g R2（ 64位），（64位）。3.2 數據庫系統數據庫系統可由地理信息系統工程服務商建設實施。3.2.1 功能設計 空間數據庫管理在數據庫應用的過程中，對數據庫進行管理和維護才能確保日常的工作正常的運轉。數據庫的管理是非常重要的工作。它是整個系統和業務應用正常運轉的重要前提，它主要包括如下功能：.1 空間數據源管理為了實現對遠程數據庫和本地數據庫空間數據的調用，空間數據源的管理可以對空間數據的結構信息進行存儲，供圖層方案的配置管

4、理使用。.2 數據庫訪問權限管理為了加強對空間數據的安全管理，對空間數據的數據集、要素以及屬性的顯示設定權限管理。通過權限來控制對數據的操作功能的使用。 基礎地理數據入庫管理.1 數據入庫.2 矢量數據入庫經過數據預處理的矢量數據，為經過由ArcGIS Engine開發的數據檢查軟件檢查合格后，其數據符合入庫要求，可以通過矢量數據入庫程序直接入庫到ArcSDE中。矢量數據的入庫提供圖幅級入庫和要素級入庫兩種。.3 柵格數據入庫經過數據預處理的DOM和DEM數據，可以通過柵格數據入庫與鑲嵌程序直接入庫到ArcSDE中。3.2.

5、1.2.4 數據入庫日志管理數據管理者在進行數據入庫的過程中，系統自動記錄操作者、機器IP地址、時間、入庫數據量等信息。以此來實現對數據入庫的元數據管理。.5 元數據的輸入針對各元數據子集的內容特點，為數據提供者提供一系列方便的元數據輸入功能，便于數據提供者建立自己的元數據體系。 歷史數據管理歷史數據管理功能主要實現歷史數據的清理、恢復、查詢回溯、歸檔標識管理。數據更新過程中，原有的數據應能自動保存到歷史數據庫中，并自動加入基于數據的更新時間的自定義標識，滿足歷史數據查詢與回溯等要求。基礎地理數據庫是具有時態性的，數據庫中的數據修改后，原來的數據要保留進入歷史庫中，

6、基礎地理歷史數據庫以時間為主線記錄空間數據的變化情況，因而是一個可以進行歷史回溯的系統。歸檔管理的設計主要就是為了方便用戶瀏覽歷史數據，同時還可以對數據庫中存在的時間點進行合并、刪除等操作與維護。.1 歷史數據回溯一段時間以后歷史庫中會存在很多的歷史數據，需要讓用戶能夠查看指定范圍內的歷史數據。因此，需要將歷史數據按照圖幅范圍進行分類。在數據更新時生成一個歷史記錄表，記錄每一個歷史數據的數據名、更新時間以及它所對應的圖幅序號。當用戶選擇了某個圖幅后，讀這個表就可以找出所有該范圍的歷史數據，用一個數組記錄找出的所有歷史數據的數據名，通過數據名就可以在歷史庫中調用每一個歷史數據。歷史

7、數據回溯功能是讓用戶查看指定圖幅范圍內某一個時間的歷史數據。根據用戶選擇的圖幅范圍將該圖幅范圍對應的歷史數據按照時間順序排列出來，用戶可以任意選擇其中的一個歷史數據進行查看。本功能用來實現從歷史數據庫中按條件（如：日期，任務名稱，任務編號等）調出符合的數據并顯示到地圖窗口中，與其它查詢功能不同，本功能且只有本功能才能訪問歷史數據庫，其它功能不允許訪問歷史數據庫，按時間查詢歷史數據：（1） 方式一指定一個固定時間（精確到日，如：2006年5月1日）及時間類別（入庫時間，遷出時間）。（2） 方式二指定一個時間段（精確到日，如：2006年3月1日到2006年6月30日）及時間類別（入庫時間，遷出時間

8、）。（3） 指定數據顯示方式默認為追加到當前專題或者創建新專題，由用戶輸入專題名稱。.2 歷史數據管理歷史數據管理主要包括對歷史歸檔標識管理、歷史數據清理、歷史數據恢復等功能：（1） 歸檔標識管理（2） 歷史數據清理指定要進行刪除的歷史數據（先通過查詢確定），歷史數據刪除后就會永遠丟失，不能被恢復。（3） 歷史數據恢復選擇要進行恢復的多個歷史數據層和歸檔標識，完成對該標識對應時間點歷史數據的恢復。 基礎地理數據管理本模塊主要用來實現多源基礎地理數據的組織、基礎地理數據編輯、圖層顯示控制管理、數據備份與恢復，以及數據狀態監控等常用功能，是用戶對空間數據進行管理的交互界

9、面。是對外提供服務的基礎。.1 多源空間數據的組織多源空間數據的組織是通過圖層方案管理來實現的。主要對類目較細的要素進行分類、分組的組織，以及對這些空間數據的圖層控制管理、顯示等常用功能，是用戶對空間數據進行管理的交互界面，也是空間數據提供應用服務的重要方式。能夠實現對數據邏輯結構的創建、增加、刪除、插入編輯等功能，對物理數據動態生成邏輯分類，分組管理、顯示和控制；并且能夠控制圖層是否顯示，圖層的顏色，圖層的顯隱、疊放次序等功能。有權限的用戶（系統管理員）可以對要素進行分類、組織和維護等工作，從而實現了對類目較細要素的管理。.2 圖層方案管理為了便于對數據的管理和應

10、用，結合辦理人員的使用情況對數據顯示的圖層方案進行個性化定制。使得辦理人員在打開基礎地理數據管理平臺的時候，可以方便的看到經常關注的數據。圖層方案的管理具體提供圖層增加、圖層移去、圖層屬性設置或查看、圖層顯示、連接等。數據分層的原則為：Ø 同一類數據放在同層；Ø 相互關系密切的數據盡可能放在同層；Ø 用戶使用頻率高的數據放在主要層，否則，放在次要層；Ø 某些為顯示繪圖或控制地名注記位置的輔助點、線、面的數據，應放在輔助層；Ø 基礎信息數據的分層較細，各種專題信息數據則一般放在單獨的一層或較少的幾層中；Ø 將相同專題的要素歸類，例如水系

11、數據的點、線、面類型的要素組織成同一個矢量數據集。.3 顯示方案管理可根據某個“圖層方案”創建數據的“顯示方案”。根據物理數據動態調整邏輯分類，實現數據顯示的分組管理、控制。控制圖層是否顯示，圖層的顏色，圖層的顯隱、疊放次序等功能。.4 符號庫管理提供專題制圖的符號用戶自定義功能，包括符號庫的選擇、符號的定制，符號化方式的選擇等。提供對符號庫的編輯，包括添加符號、設計符號、存儲符號以及刪除符號等符號編輯功能。系統需提供點、線、面各種類型的國標、行標圖式符號的配置及自動定制和繪制功能。 數據備份與恢復為了保證數據庫中數據的安全性，需要把數據保存在幾個不同

12、存放地點和不同介質的存儲器中，以避免發生意外使數據丟失。備份文件以備份日期作為目錄名，并生成一個備份說明，在備份說明中記錄各庫中的容量情況和備份人姓名等備份制作的基本情況。本模塊能夠方便地實現對圖形數據和屬性數據全部的或者指定范圍的進行備份的操作。 基礎地理數據服務管理.1 格式轉換由于各個系統的數據組織方式不一樣，一個系統的數據類型在另外一個系統中可能沒有。例如，外業勘測交回的數據和系統使用的數據格式不一致，或者用戶使用的數據和我們系統的數據不一致時，為了便于對數據的管理，需要將匯交回來的數據進行格式轉化。同時，為了便于工作的開展，提供數據格式轉換功能。本系統的數

13、據轉換包括數據格式、坐標、分層及分類等的轉換。數據格式轉換支持DWG、Coverage、E00等格式的矢量數據到ESRI的GeoDatabase的轉換，以及TIF、GRID等格式的柵格數據到ESRI的GeoDatabase的轉換等。而分層與分類的轉換主要實現原來的數據標準到數據庫的標準之間的轉換。.2 坐標轉換坐標轉換模塊可以對各類基礎地理信息數據進行坐標轉換操作。坐標系的轉換可分為動態投影與靜態轉換兩種。動態投影是指系統在運行時，可以改變當前地圖顯示使用的空間參考，系統自動將不同坐標系統的數據投影到當前空間參考下。靜態轉換是讀取原始數據的坐標，將每點的坐標轉換到新的坐標系下，生

14、成新的數據文件（本系統使用多項式擬合辦法完成不同坐標系統間的轉換）。.3 調圖管理提供多種不同的空間數據庫數據調用查看方式。具有自定義范圍調圖功能，如根據圖幅、行政區劃、任意區域（點、矩形、多邊形、線）、緩沖區等進行調圖等；具有根據地名、道路、圖幅號、坐標、社區等屬性調圖方式。.4 信息查詢系統提供空間位置查詢、屬性內容查詢，以及兩者的聯合查詢，并能夠提供詳細的查詢結果。下表是具體的功能描述：表1 查詢統計的功能描述序號功能名稱用途1空間查詢系統提供點選、框選、面選、圓選、折線選取等基本的幾何空間查詢，此外還能夠提供必要的點緩沖、線緩沖、矩形緩沖、圓緩沖、面緩沖以及

15、選擇對象空間圖形緩沖的查詢2屬性查詢根據指定字段的屬性輸入查詢條件，從地理空間數據庫中查詢滿足條件的相關信息3聯合查詢根據空間信息和屬性信息進行聯合查詢4快速查找定位工具通過地名、坐標、圖幅號等多種方式定位到每個位置，查找到某類信息、某個圖形要素和屬性信息5歷史數據查詢統能夠將某一次更新前后的歷史和現狀的變化情況進行對比；能夠恢復出指定范圍在指定時間的原始狀況；能夠根據基本現勢庫的更新實現其它與之相關的數據庫的更新。參見數據更新與歷史管理6計算功能系統具有坐標、長度、坡度、面積等查詢、計算及統計功能7圖形操作系統具有圖形操作功能，包括任意剖面圖的制作功能，任意區域形狀的地形圖切割功能，任意形狀

16、帶狀圖制作功能8圖幅覆蓋查詢分析功能可以實現各種比例尺、不同時期等元數據及圖幅覆蓋情況的查詢、統計、疊加分析，結果能夠輸出/打印.5 1統計分析系統提供對各類基礎地理信息數據的統計分析功能，包括：Ø 按行政區域統計用戶選擇特定的行政區域，系統對該區域內的基礎地理信息數據進行統計，并生成統計報表；Ø 按任意區域統計用戶選擇一個任意的空間區域，系統對該區域內的基礎地理信息數據進行統計，并生成統計報表；Ø 按類別統計用戶選擇一個數據類別，系統對該類別的基礎地理信息數據進行統計，并生成統計報表；Ø 按圖幅統計用戶輸入一個或多個圖幅，系統對該圖幅包含

17、的基礎地理信息數據進行統計，并生成統計報表；Ø 按查詢結果統計測繪成果用戶執行信息查詢后，系統對查詢的基礎地理信息數據結果進行統計，并生成統計報表。統計結果可以送往表格顯示、統計圖顯示、GIS圖形顯示以及打印。.6 1空間分析系統應具備一定的空間分析功能，包括緩沖區分析、空間疊加分析、線形網絡、三維空間統計分析等空間分析功能。Ø 空間分析Ø 疊加分析Ø 拓撲分析Ø 空間緩沖區分析Ø 行業、專業應用的空間分析Ø 基礎空間信息的分析等.7 報表制作輸出報表制作與輸出將提供一個通用基于.NET的DLL庫

18、，可以制作、生成和輸出報表。下表是具體的功能描述：表2 報表制作輸出的功能描述序號功能名稱用途1報表定制和維護報表分為固定報表和臨時報表，對于固定報表，在系統中提供標準樣式，同時可以根據用戶要求進行修改，對于臨時報表，系統提供報表格式的設計工具幫助用戶進行相應的管理工作2報表打印提供完善的報表打印功能，包括：打印預覽、頁邊距、頁面方向、紙張設置、雙面打印、分頁打印等基本功能3報表輸出可以把報表輸出EXCEL等其他格式的報表.8 數據提取與輸出主要實現從數據庫中按照一定的條件提取數據到其他格式的功能，對矢量數據能夠輸出SHP、個人空間數據庫（MDB）、DWG等格式，對柵格數據能輸出

19、TIFF、IMG、GRID等格式數據。在提取的時候支持投影變換。支持用于分發和用于更新兩種輸出模式。下表是具體的功能描述如下：表3 數據提取與輸出的功能描述序號功能名稱用途1輸出成柵格根據用戶在屏幕上畫的矩形范圍，將屏幕上顯示的內容輸出成圖像文件。輸出的格式支持：BMP、TIF、JPEG、PDF等2按選擇矩形范圍提取根據用戶在屏幕上畫的矩形范圍，將范圍內的數據按圖層的方式保存為不同的格式3按選擇多邊形范圍提取根據用戶在屏幕上畫的多邊形范圍，將范圍內的數據按圖層的方式保存為不同的格式。4按輸入矩形范圍提取根據用戶輸入的矩形坐標范圍，將范圍內的數據按圖層的方式保存為不同的格式。5按選中多邊形范圍提

20、取根據用戶選中的多邊形對象的范圍，將范圍內的數據按圖層的方式保存為不同的格式6按坐標串文件范圍提取根據用戶選中的坐標串文件中的對象范圍，將范圍內的數據按圖層的方式保存為不同的格式。支持多個對象范圍的輸出。7按標準圖幅號提取根據用戶輸入的標準圖幅號，系統計算出該圖幅號的范圍，然后將范圍內的數據按圖層的方式保存為不同的格式。支持多個標準圖幅號的輸出8輸出選中對象到文件將用戶選中的矢量對象，按圖層的方式保存為不同的格式.9 地圖制作與打印主要實現按照一定的條件從數據庫中制作地圖的功能，可以實現1：500、1：2000、1：5000標準分幅地圖的制作，能夠自動根據已經入庫的元數據信息生成

21、圖幅的整飾，支持注記、點、線、面、圓、橢圓、矩形等元素（Element）信息的增加、刪除、修改，支持地圖的打印以及在不損失精度的情況下輸出TIF、BMP、JPEG、PDF等格式，支持從要素轉換到元素的轉換以實現在出圖過程中地圖的編輯（數據庫庫中的數據不能為了出圖而編輯）。支持地圖模版功能。也可以按照一定的矩形范圍制作復合專題圖。生成的地圖可以保存為MXD格式的文件供下次使用或被ArcMap使用。制圖功能支持基于數據庫的標準圖自動生成和專題圖制作功能。所見即所得。用戶可以按圖幅、任意范圍、任意查詢結果、任意空間屬性與關聯的業務屬性等導出相應的數據，制作各種地圖和專題圖。Ø 一般整飾元素

22、以下的功能可以實現非標準圖廓及圖外要素整飾功能。表4 地圖制作與打印功能描述序號類名稱用途1設置默認符號方便創建同屬性的元素2新建創建新的元素3復制、刪除編輯元素4元素屬性編輯元素5選擇元素調整元素的位置尺寸等6方位安排編輯元素的位置7順序安排調整元素顯示順序8尺寸安排編輯元素的尺寸9旋轉和對稱編輯元素的角度10圖形操作編輯元素11線轉面將線元素轉為面元素12旋轉元素改變元素的角度13編輯節點調整元素的幾何體形狀14導入、導出將常用的元素定制為模板15鎖定、解鎖防止誤移動元素Ø 標準圖幅整飾表5 標準圖幅整飾序號類名稱用途11：500、1：2000、1:5000、1:1萬等圖幅整飾按

23、照圖式的標準，自動創建圖外元素2標準圖例按照圖式的標準，自動創建圖例Ø 打印輸出表6 打印輸出功能描述序號類名稱用途1頁面設置設定頁面尺寸2打印將成果保存為紙制3輸出為柵格將成果保存為柵格文件4保存工程將成果保存為文件，方便下次編輯.10 數據瀏覽提供多種不同的空間數據庫數據調用查看方式。具有自定義范圍調圖功能，如根據圖幅、行政區劃、任意區域（點、矩形、多邊形、線）、緩沖區等進行調圖等；具有根據地名、道路、圖幅號、坐標、社區等屬性調圖方式。下表是具體的功能描述：表7 數據瀏覽的功能描述序號類名稱用途1全局導航提供一個全局導航窗口，以便用戶在數據庫全范圍內任意瀏覽感興趣的

24、區域。主要功能：通過導航窗口來快速定位數據的顯示范圍2全屏顯示在窗口放大或者縮小之后，用戶難以重新定位其它感興趣的區域時，可以使用全屏顯示功能。主要功能：讓圖形的整個范圍以最合適的顯示比例尺充滿視圖窗口。3縮放固定或任意地快速放大或縮小顯示用戶感興趣的數據范圍4漫游在不改變視圖顯示比例尺的前提下，將視圖外的數據移到視圖內顯示。5視圖的回退與前進能夠顯示當前視圖的前、后視圖6書簽包括書簽的增加、刪除與定位 平臺管理.1 用戶與權限管理系統提供一套完善而且靈活的用戶以及權限管理工具，以實現對系統數據不同級別的訪問、操作等，從而最大可能保證系統數據的可控性與安全。用戶及權

25、限管理的內容可以分為：組管理、用戶管理和權限設置三大部分。其中組管理是指對系統使用人員進行邏輯上的分組，同組內的成員具有一樣或者類似的系統使用權限，比如環保局可以按照局內的科室或部門進行劃分。當一個用戶組被創建之后，需要及時的為這個用戶組分配權限。用戶管理是指對單獨的系統使用人員進行管理，當一個新用戶被創建時，需要為該用戶指定一個組別，該用戶自動繼承該用戶組的權限信息。當然，系統管理員還可以對該用戶進行權限的重新分配，用戶可以修改自己的密碼的等等。權限管理是針對整個系統來提出，權限信息表中保存著該系統的所有相關權限信息，每個用戶組或者用戶都具有該表中的若干個使用權限。.2 數據訪問監控記錄數據的訪問情況，實時監督關鍵或敏感數據的訪問情況，它可以依據事先約定的業務條件監控各類數據當前的狀態（訪問、更新、鎖定等），合并這些狀態信息存儲于相關的系統數據庫中。.3 日志管理用戶在操作系統的過程中自動產生相應的日志信息，包括操作者、機器IP地址、時間、操作內容與對象等信息。日志管理模塊主要進行日志的記錄、查看、保存等操作。用戶可以查看使用空間數據庫系統的用戶名、部門名、登錄時間、功能