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基于Geodatabase的城镇地籍数据库设计.rar

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    基于 Geodatabase 城镇 数据库 设计
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    编号:09009410602南阳师范学院 2013 届毕业生毕业论文(设计)题 目:基于 Geodatabase 的城镇地籍数据库设计 完 成 人: 李文雅 班 级: 2009-06 学 制: 四年 专 业: 测绘工程 指导教师: 张海军 完成日期: 2013-4-17 目 录摘要 ...............................................................................................(1)1 绪论 .........................................................................................(1)1.1 城镇地籍概述 ........................................................................(1)1.2 城镇地籍数据库建设的研究现状 ..............................................(1)1.3 本文拟完成的工作及意义 ........................................................(2)2 基于 Geodatabase 的城镇地籍数据库设计 .............................(3)2.1 城镇地籍数据库建设的主要内容 ..............................................(3)2.2 城镇地籍数据库建设的要求及技术指标 .....................................(3)2.3 Geodatabase 数据库 ..............................................................(3)2.4 Geodatabase 数据库建设的基本步骤 ........................................(4)2.5 数据库的分层设计 .................................................................(6)2.6 城镇地籍要素的分类及编码 ....................................................(7)2.7 子类设计 .............................................................................(9)2.8 要素数据集设计 .....................................................................(9)2.9 拓扑规则设计 .....................................................................(10)3 结论与总结 ............................................................................(10)参考文献 ......................................................................................(11)Abstract......................................................................................(12)第 1 页 (共 12 页)基于 Geodatabase 的城镇地籍数据库设计作 者:李文雅指导教师:张海军摘要:城镇地籍数据库中的数据类型繁多,关系复杂,需要采用良好的空间数据库来管理和维护。依据相关技 术规范, 基于 Geodatabase 进行城镇地籍数据库设计。 围绕数据库的分层设计 、城 镇地籍要素的分 类 及编码、子 类设计、要素数据集设计、拓扑 规则设计 、属性数据表设计等进行了详细论述。关键词:Geodatabase ;城镇地籍;数据库设计1 绪论1.1 城镇地籍概述地籍是记载土地的位置、界址、数量、质量、权属和用途(地类)等基本状况的簿册,地籍最简单的说法是土地登记册。地籍是土地管理的基础,提供有关土地的数量、质量及权属与利用状况的基本材料,是调整土地关系、合理组织土地利用的基本依据 [1]。城镇地籍调查即城镇土地调查,是指依照国家的相关法规,通过权属调查和地籍测量,查清宗地的权属、界址线、面积、用途和位置的情况,形成数据、图件、表册等调查成果,为土地登记、核发证书提供依据的一项集行政、技术与一体的工作。地籍调查是土地登记的法定程序,是土地登记的基础工作,其资料成果经土地登记后,具有法律效力 [2]。地籍调查通常分为初始地籍调查和变更地籍调查。初始地籍调查是初始登记前得区域性普遍调查。变更地籍调查是在变更土地登记或设定土地登记时利用初始地籍调查成果对变更宗地的调查,是地籍管理的日常性工作。1.2 城镇地籍数据建设的研究现状2007 年我国开始实施第二次全国土地调查,包括农村土地利用类型调查和城镇土地调查,建设土地调查数据库,实现土地信息共享,建立土地资源变化信息的调查统计、及时检测与快速更新机制。我国地籍工作正在从理论研究向实践阶段发展。城镇地籍数据库系第 2 页 (共 12 页)统是土地信息系统的重要分支和组成部分,它采用地理数据库技术对土地利用数据进行管理,并提供数据采集、存储、分析、土地利用数据统计汇总等多项生产和管理功能,为土地利用总体规划、政府部门科学管理用地提供基础数据来源 [1]。在此方面,国内外一些学者也进行了研究,如张海军,边柳的《基于 Geodatabase 的城镇地籍数据库设计》围绕实体类型的划分、要素分类与分层、子类设计、要素属性表和属性域设计、拓扑规则设计、要素数据集设计等进行了详细论述。冯杭建、麻土华等在《地籍空间数据库拓扑关系分析及基于规则的验证方法》主要讨论了提高空间数据质检的效率,实现要素类间拓扑关系的智能检测。李凤凤、曹林在《基于Geodatabase 的数字校园空间数据库的设计与实现》中以南林大校园为例,分析并运用 Geodatabase 数据模型成功设计了维校园地理信息系统的后台空间数据库,论证了采用这种空间数据库的设计方法在性能方面的优势,为建设数字化校园提供了技术支撑。数据库是发展迅速的一种计算机数据管理技术。数据库的应用领域相当广泛,从一般的事物处理到各种专门化数据的存储与管理,都可以建立不同类型的数据库。空间数据是 GIS 的核心,因为 GIS的操作对象是空间数据,因此设计和使用 GIS 的第一步工作就是根据系统的功能,获取所需要的空间数据,并创建空间数据库。空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和,一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库借助各种时空准则,有效地表示空间对象之间的空间关系。1.3 本文拟完成的工作及意义城镇地籍管理信息化建设的重点主要是城镇地籍管理信息系统。城镇基础空间数据是城镇地籍管理信息系统应用的基础,是城镇地籍管理信息系统建设成功与否的关键。地籍信息系统技术还可以满足大数据量的管理、地籍图生成和快速更新、土地信息咨询以及土地利用状态预测等方面的要求,在宏观决策和微观应用等方面为土地资源的规划与综合利用提供高效、实时、准确的信息服务。我国土地资源绝对数量大,人均数量少。随着我国人口的增长和经济的第 3 页 (共 12 页)快速发展,人口和土地的关系越来越紧张。耕地面积逐年减少,非农建设用地的面积增长迅猛,使得土地供需出现了严重的问题。要解决好我国的土地问题,首先就是做好土地利用总体规划,严格依照规划来调控和管理土地。而建立土地利用数据库对提高土地管理工作的信息化、科学化、规范化以及实现国土资源共享具有重要的意义。2 基于 Geodatabase 的城镇地籍数据库设计2.1 城镇地籍数据库建设的主要内容在设计城镇数据库时我们应注意到数据库的内容主要包括以下几方面:(1)土地利用数据:包括地类图斑(DLTB)、线状地物(XZDW)、零星地物(LXDW)、地类界线(DLJX)等;(2)土地权属数据:包括宗地、宗地注记、界址点、界址点注记、界址线、界址线注记、房屋、房屋注记等;(3)基础地理信息数据:包括测量控制点、测量控制点注记、行政区、行政区界线、行政区注记、等高线、高程注记点、垣栅、工矿建(构)筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施等;(4)栅格数据:包括 DRG、DEM、DOM 和其他栅格数据;(5)元数据:包括数据库的标识信息、数据质量信息、空间参考系统信息、内容信息、分发信息等; (6)扫描文件、表格、报告文本等其他数据 [1];2.2 城镇地籍数据库建设的要求及技术指标数据库结构设计应根据《城镇地籍数据库标准》要求进行,对属性数据结构表等内容可进行扩充。建立城镇地籍数据库的原则是按照统一的规范和标准将采集与处理的数据进行组织和存储于地籍数据库中,然后利用城镇地籍数据库管理系统进行数据管理、显示、查询、分析、统计、转换、共享和输出。通过建立的城镇地籍数据库及管理系统能够为城镇地籍部门的日常地籍管理和业务提供完整的、现势性强的地籍数据,并为社会各个行业提供基础应用数据和第 4 页 (共 12 页)信息。2.3 Geodatabase 数据库Geodatabase 是面向对象的地理数据模型,其地理空间特征的表达较之以往的模型更接近我们对现实事物对象的认识和表达。 空间数据库是随着地理信息系统的开发和应用而发展起来的数据库新技术。ArcGIS 的地理数据库(Geodatabase)是为更好地管理和使用地理要素数据,而按照一定的模型和规则组合起来的地理要素数据集(Feature Datasets) 。Geodatabase 是按照成层次型的数据对象来组织地理数据的。这些数据对象包括对象类(0bjects) 、要素类(FeatureClass)和要素数据集。Geodatabase 对地理要素类和要素类之间的相互关系、地理要素类几何网络和要素属性表对象等进行有效管理,并支持对要素数据集、关系及几何网络进行建立、删除和修改更新操作 [3]。Geodatabase 数据库与一般的数据库相比,具有以下的特点:(1)GIS 数据库不仅有一般数据库性质相似的地理要素的属性数据,还具有有大量的空间数据,即描述地理要素空间分布位置的数据,并且这两种数据之间具有不可分割的联系。(2)Geodatabase 是一个复杂的系统,要用数据来描述各类地理要素,尤其是地理的空间位置数据量往往十分庞大。(3)一个 Geodatabase 数据库的服务范围相当广泛。如科学研究、环境保护、土地利用和规划、资源开发、生态环境、市政管理、交通运输、税收、商业、公安等领域。(4)Geodatabase 数据库是一个共享或分享式的数据库。Geodatabase 数据库中的数据应该依其本身的特点进行组织,而不应因为使用目的的不同而不同。(5)数据库的结构能反映出各不同用户的要求,支持各种应用程序和目的。支持多用户同时访问编辑相同的地理数据,并可以协调出现的冲突 [3]。2.4 Geodatabase 数据库建设的基本步骤Geodatabase 数据库设计就是在用户调查的基础上,决定数据库中储存那些数据(专题层)来模拟真实世界,如何表示各种数据第 5 页 (共 12 页)(点、线、面、栅格或其他形式) ,怎样将各类数据组织到要素类、对象表、栅格数据集等 Geodatabase 信息结构中,并且通过一些附加的空间数据库对象来保证数据库完整性,实现拓扑、网络和栅格目录等丰富的 GIS 行为,并定义数据集之间的空间和属性联系。Geodatabase 数据库设计流程图如图 1图 1 Geodatabase 数据库设计流程图确定要使用 GIS 创建和管理的信息产品、根据信息需要确定主要数据专题、指定比例尺范围以及每个专题在每个比例尺的空间表示是识别数据库涉及的各个专题层及其特征。将各种表示形式分解为一个或多个地理要素集、为描述的属性定义表格型数据结构和行为、定义数据集的空间行为、空间关系和完整性规则和提出一个Geodatabase 设计是决定数据表示、数据之间的联系,以及如何组织到 Geodatabase 对象之中。其中设计编辑工作流程和地图显示属性和建立和维护各个数据层的分配是确定数据获取流程并分配数据确定要使用 GIS 创建和管理的信息产品根据信息需要确定主要数据专题指定比例尺范围以及每个专题在每个比例尺的空间表示将各种表示形式分解为一个或多个地理要素集为描述的属性定义表格型数据结构和行为定义数据集的空间行为、空间关系和完整性规则提出一个 Geodatabase设计设计编辑工作流程和地图显示属性建立和维护各个数据层的分配建立一个原型数据库并改进完善数据库设计将 Geodatabase 设计文档化第 6 页 (共 12 页)采集责任到相关人员。建立一个原型数据库并改进完善数据库设计和将 Geodatabase 设计文档化这两个步骤经过反复试验不断优化数据库模型,并将设计结果以文档形式记录下来。2.5 数据库的分层设计目前城镇地籍数据库一般都采用基于图形的空间数据与属性数据相结合的数据库模型进行数据的存储与管理,在空间上其基本思想是横向分幅(数据组织在逻辑上是一个无缝的整体)和纵向分类分层(数据在统一坐标系下进行套和和叠加)。在物理存储上把连续的实体分离到不同的单元和空间中进行存储 [4]。地籍数据分类分层是建立地籍数据库的基础,数据分类分层不但直接影响到数据的组织、存储、编辑和管理等,而且更能影响到地籍数据库数据的转换、交换和共享,因而地籍数据分类分层是地籍数据库建库的一个重要部分。数据分类分层标准是数据标准的首先体现。城镇地籍数据库空间主要数据分类分层见表 1。表 1 城镇地籍数据库空间主要数据分类分层序号 层名 层要素 几何特征 属性表名 约束条件测量控制点 Point CLKZD M1 定位基础测量控制点标注 Annotation ZJ O行政区 Polygon XZQ M行政区界限 Line XZ1JX M2 行政区划行政要素标注 Point ZJ M等高线 Line DGX O3 地貌等高线注记 Annotation GCZJD O宗地 Polygon ZD M宗地注记 Annotation ZJ M界址线 Line ZJX M界址线注记 Annotation ZJ O界址点 Point JZD M界址点注记 Annotation ZJ O房屋 Polygon FW M4 土地权属房屋注记 Annotation ZJ O地类图斑 Polygon DLTB M线状地物 Line XZDW O地类界线 Line DLJX M5 土地利用土地利用要素注记 Annotation ZJ M数字正射影像图 Image SGSL O6 栅格数据数字栅格地图 Image SGSL O第 7 页 (共 12 页)数字高程模型 Image/Tin SGSL O注:约束条件取值:M(必选) 、O(可选)2.6 城镇地籍要素的分类及编码城镇地籍要素分类大类采用面分类法,小类以下采用线分类法。根据分类编码通用原则,将城镇地籍数据库数据要素依次按大类、小类、一级类、二级类三级类和四级类划分,要素代码采用十位数字层次码组成 [2],其结构如表 2。表 2 城镇地籍数据库数据要素代码结构XX XX XX XX X X| | | | | |大类码小类码一级类要素码二级类要素码三级类要素码四级类要素码注:(1)大类码为专业代码,设定为二位数字码,其中:基础地理专业码为10,土地专业码为 20;小类码为业务代码,设定为二位数字码,空位以 O 补齐。土地权属的业务代码为 06,土地利用的业务代码为 01,土地利用遥感监测的业务代码为 02;一级类码至四级类码为要素分类代码,其中:一级类码为二位数字码、二级类码为二位数字码、三级类码为一位数字码、四级类码为一位数字码,空位以 O 补齐。(2)基础地理要素的一级类码、二级类码、三级类码和四级类码引用((基础地理信息要素分类与代码》 (GB/T13923 一 2006)中的基础地理要素代码结构与代码。(3)各要素类中如含有“其他”类,则该类代码直接设为“9”或“99” [2]。城镇地籍数据库各类要素的代码与名称描述见表 3。表 3 城镇地籍数据库各类要素的代码与名称描述要素代码 要素名称 说明1000000000 基础地理信息要素1000100000 定位基础1000110000 测量控制点1000119000 测量控制点注记1000600000 境界与政区第 8 页 (共 12 页)要素代码 要素名称 说明1000600100 行政区 《基础地理信息要素分类与代码》 (GB/T 13923-2006)的扩展1000600200 行政区界线 《基础地理信息要素分类与代码》 (GB/T 13923-2006)的扩展1000609000 行政区注记 《基础地理信息要素分类与代码》 (GB/T 13923-2006)的扩展1000700000 地貌1000710000 等高线1000720000 高程注记点1000310000 居民地1000310300 房屋2000000000 土地信息要素2001000000 土地利用要素2001010000 地类图斑要素2001010100 地类图斑2001010200 地类图斑注记2001020000 线状地物要素2001020100 线状地物2001020200 线状地物注记2001040000 地类界线2006000000 土地权属要素2006010000 宗地要素2006010100 宗地2006010200 宗地注记2006020000 界址线要素2006020100 界址线2006020200 界址线注记要素代码 要素名称 说明2006030000 界址点要素2006030100 界址点2006030200 界址点注记2002030000 栅格要素 《土地利用动态遥感监测数据库标准》 (报批稿)的扩展2002030100 数字航空摄影影像2002030101 数字航空正射影像图
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