省域控制点图形图像数据库的构建

管相荣

（河南省国土资源厅信息中心 郑州 450016）

摘 要：为了满足大区域控制点综合管理时针对多领域的需求，实现数据的共享所面临的坐标系统、属性结构、投影带、行政辖区、影像重叠区等问题，采用省域控制点图形图像数据库建立的案例分析，省域控制点图形图像数据库存储了控制点的属性、空间位置、图形图像等多项信息，叠合了行政辖区、原始影像、接合图表、投影带等信息，为第二次全国土地调查工作的开展提供了宝贵的资料和经验。

关键词：省域 控制点 GPS 控制点图形图像数据库

0 引 言

为确保“2010 年全国耕地面积不少于 18 亿亩（12 亿 hm2）的红线”，国家已经启动第二次全国土地调查，利用先进的技术和方法，力求建立“四级联动、上下互通”、“高保真”的土地利用数据库，实现土地管理的信息化、网络化。河南省作为全国人口和农业大省，土地总面积约167 万 km2，2007 年人均耕地面积 8134 m2，低于全国平均水平，在国家严控耕地面积的严峻形势下，如何摸清土地家底、有效集约管理土地资源尤为重要。近年来，河南省运用先进的“3S”技术和通信技术，已经开展了多项土地资源监测、地籍调查方面的研究。全国高分辨率影像数据处理及数据库建设项目（以下简称“遥感项目”）是第二次全国土地调查的先导，旨在为其提供宝贵的经验。河南省作为项目试点之一，2005 年以 GPS 实测点为控制数据，影像数据均采用SPOT 5 遥感影像，对平顶山、许昌、漯河、安阳四个地市的遥感影像进行处理，精度满足要求。2007 年项目在全省铺开，布设控制点数达上千个，按照《SPOT 5_25 m 数字正射影像图制作技术规定》及《第二次全国土地调查底图生产技术规定》的要求，对影像处理必须精确，影像纠正控制点是土地信息提取的关键所在，如何综合管理这些控制点数据十分必要；同时，就我国 GPS控制网而言，GPS A B C 级点布设达上万个，而以此为基准的下一级 GPS 控制点将更多，对其进行分板机统筹管理也势在必行。

影像纠正控制点的获取途径有两种：一种是 GPS 实测，另一种是从大于等于调查底图比例尺的已有图件上采集。遥感项目河南试点控制数据均为 GPS 实测点，省域控制点管理包括 GPS 实测点和图形图像控制点，涉及跨省域、投影带、属性结构设定、编号、叠加分析、条件查询、图形查询、精度评定、点位分布联测略图等问题，有必要根据实际的工作底图情况，建立控制点图形图像数据库，实现控制点位置信息、属性信息、图形图像信息的统一管理，力图为同类研究提供参考。

1 控制点基础信息获取

11 控制点的布设与测量

项目控制点布设的工作底图是 SPOT 5_25 m 遥感影像，河南省域涉及 80 多景 SPOT 5 影像，受卫星数据获取周期的影响，影像是分批次提供的，为保证项目进度，控制点的布设采用先来先选的原则分批次进行。选取要求有：

（1）选取影像清晰、易于判别、交通便利的明显特征点，如影像特征明显的农村道路交叉路口，并读取概略经纬度；

（2）均匀分布，控制区域大于工作区范围，每景控制点数不少于 25 个，山区适当增加；

（3）边缘选点，相邻影像重叠区不少于 2 个同名公共点；

（4）模糊定位、圈定范围，为便于精确定位点的灵活性，采用 800 像素 ×800 像素的正方形选框，外业测量时可以在此选框内灵活定点，一般要求选框中间点位优先选用；

（5）内业选点难以测量时，可适当在该点附近重新选点，外业要作详细记录。

项目区覆盖多景影像，为的是选点均匀，公共点布局合理，在选取某景影像控制点时应同时参照相邻景，单景保证四角有点，其间三角形布点。控制点编号采用××××××_××××××_××，第一个“_”前为控制点所在景号，第一、第二个“_”之间为控制点所在影像的时相，共 6 位，采用年月日格式，第二个“_”后为控制点所在影像内序号，如 273280_061101_10, 表示景号为 273280、时相为 2006 年 11 月 1 日的影像上的第 10 个控制点，另外在测量成果表中增加测量编号和标准编号，测量编号是控制点布设实时编号，对应外业测量表中的序号，标准编号则按 1∶1 万标准图幅为基准，自上而下、自左而右的编号，如I49G030050, 以求更好地管理和应用控制点基础资料，为此我们设计了控制点测量成果表。

考虑到项目区山区、丘陵、平原均有分布，不同地形都选取检查点，在布点时类同控制点选取，只是在影像正射纠正时根据参与运算与否才设定其是控制点或是检查点。三种地形特征检查点可以从不同地形下分析控制点精度，对于布点较为困难的山区，可以打破单景的局限，采用区域布点检查法。

以国家 C 级 GPS 大地控制点为基准，采用静态方式同步进行观测，3 套 GPS 接收机为一组，观测时段长度为 45 min，卫星高度角≥ 15°，有效卫星总数≥ 4 个，作业员现场填写外业测量记录表，测队队员定时进行业内汇合，整个省域全部控制点测量耗时近 1 年，共完成 1454 个控制点的测量。

项目共布设 13 个测区，外业实地测量均采用环形布点形成一个整体的 GPS 控制网，各测区以不同的颜色表示，控制点间平均距离约 13 km，点位序号是项目区需要测量的纠正控制点测量编号，不足 4 位的前加“P”表示，前面加“C”的点则表示已有的 C 级 GPS 控制点。

12 控制点坐标及投影带的设置

控制点有 4 套坐标系统：西安 1980 坐标、北京 1954 坐标、WGS84 坐标、概略经纬度及高程。

项目采用高斯－克吕格投影 3 度分带、1985 国家高程基准、北京 1954 坐标系。河南省域跨越 37、38、39 带，测量的坐标数据存在 3 套数据，通常构建数据库时坐标系统的中央经线为114°，即 38 带。为确保整个省域建库数据为统一的坐标系统，就应把 37 带、39 带内的控制点进行换算，一般采用高斯投影、反算公式间接换带计算。现在把 37 带、39 带的控制点坐标换算成 38 带，见表 1。实测测量时，可通过仪器设置或基于坐标换带公式原理开发的专用软件换算。

表1 GPS 控制点 3 度分带相邻带坐标换算对应表（河南省）

续表

13 属性结构设定

为便于管理控制点图形图像数据库，并为后续国土研究提供基础资料，因此尽可能详述控制点的属性信息。表 2 是设定的控制点库表结构。

表2 控制点文件属性结构一览表

属性结构设定的特色：

（1）3 套编号系统（标准编号、景内编号、测量编号）。标准编号是所有 GPS 实测控制点选取完毕后，为便于管理，以 1∶1 万标准图幅为底图采用“自上而下、自左而右”原则重新编号，命名采用“1∶1 万标准图幅号 _ 图幅内序号”；景内编号则是就单景而言，景号 _ 时相 _ 景内序号命名；测量编号则是在项目实施中实际工作选点编号，作为控制点成果表整理及入库的依据。

（2） 4 套坐标数据（北京 1954 坐标、西安 1980 坐标、WGS84、概略经纬度）。概略经纬度可以对控制点在实地测量前进行模糊定位，此外也为了后期插叙的需要，例如，对一景现实性影像，通过幅宽经纬度可查询到其间大致所覆盖的控制点信息，减少了选点、测点等重复性工作。

（3）挂接点位影像、图形及实地信息。控制点影像库不仅有点的属性描述，也有点位图形和实测信息，使控制点信息更加丰富。

（4）与权属库、接合图表、影像范围图叠合，便于查看控制点的区域型分布、与影像及图幅间的关系。

14 与遥感影像的套合

控制点是遥感影像定位的基本参照信息，已知工作区的 DEM 和影像控制点坐标信息，就可以对影像进行几何纠正和投影差改正，制作数字正射影像图（DOM），提取土地利用现状信息，构建土地利用数据库，此亦第二次全国土地调查的前期业内工作。通常，我们是先在原始影像上布设控制点，测量其坐标信息，然后影像处理，即影像选取点、点定位影像的工作模式。但建立河南省控制点图形图像数据库后，对省域内任意工作区的影像，即没有投影和平面坐标信息的现时性影像，可以通过影像头文件找其所包含的控制点信息，避免了重复选点、测点。

控制点影像数据与遥感影像的套合、叠加查询分析，需要两者间存在恒定的某种信息。控制点是地球上的固定点，SPOT 5 遥感影像的头文件里显示影像获取时间及影像的经纬度坐标（大地坐标），为避免大地坐标与高斯平面坐标转换时的误差影响影像处理精度，目前只能通过两者的经纬度坐标，对影像包括的控制点信息进行模糊查询，然后再准确定位点。在 MapGIS 平台中，可以通过影像的经纬度坐标将其范围框直接定位到控制点图形图像数据库的平面坐标工程上，很直观地查看三者间的关系，如图 1 所示。

图1 控制点、影像、行政区空间关系图

2 控制点图形图像数据库构建

经过“布点、测点”后，在 ERDAS 软件的 LPS 模块里对控制点进行严格的精度检查，只有满足精度要求后才可入库，具体流程如图 2 所示。同时设定了数据库文件的组织（表 3）。基于上述数据库建设思路，在 MapGIS 平台上构建了控制点图形图像数据库，如图 3 所示。

图2 GPS 控制点图形图像数据库建库流程

图3 河南省 GPS 控制点图形图像数据库

表3 GPS 控制点图形图像数据库文件

3 结 论

控制点作为基础地理数据，其重要性不言而喻，河南省域共布设 1000 多个实测控制点，历时近 1 年，耗费了相当的人力物力，控制点图形图像数据库的建立旨在实现信息共享，避免资源浪费，为国土及其他领域的研究提供了宝贵的基础资料，尤其是在第二次全国土地调查河南工作区，控制点图形图像数据库对调查底图制作起到了十分重要的作用。另外，省域型控制点图形图像的建立也为大区域多数量控制点数据的综合管理提供了点滴参照。当然也有未涉及的内容，如不同等级控制点的管理、控制点的三维布局再现等。

参 考 文 献

GB/T 18314—200《1全球定位系统（GPS）测量规范》［S］

苏小霞，李英成2006全国多级多分辨率图形图像控制点数据库的建立与应用展望［J］ 遥感技术与应用，21（3）：265～230

王之卓1990摄影测量原理（英文版）［M］ 武汉：武汉测绘科技大学出版社

曾福年，赵翠玲2006图像控制点库的建立及应用方法探讨［C］2006 年中国土地学会学术年会论文集

张继贤，马瑞金2000图形图像控制点库及应用［J］ 测绘通报（1）：15～17

（原载《郑州大学学报（工学版）》2008 年第 2 期）

一 理解什么是数据库恢复

当我们使用一个数据库时，总希望数据库的内容是可靠的、正确的，但由于计算机系统的故障（硬件故障、软件故障、网络故障、进程故障和系统故障）影响数据库系统的 *** 作，影响数据库中数据的正确性，甚至破坏数据库，使数据库中全部或部分数据丢失。因此当发生上述故障后，希望能重构这个完整的数据库，该处理称为数据库恢复。恢复过程大致可以分为复原(Restore)与恢复(Recover)过程。

数据库恢复可以分为以下两类：

11实例故障的一致性恢复

当实例意外地（如掉电、后台进程故障等）或预料地（发出SHUTDOUM

ABORT语句）中止时出现实例故障，此时需要实例恢复。实例恢复将数据库恢复到故障之前的事务一致状态。如果在在线后备发现实例故障，则需介质恢复。在其它情况Oracle在下次数据库起动时（对新实例装配和打开），自动地执行实例恢复。如果需要，从装配状态变为打开状态，自动地激发实例恢复，由下列处理：

（1） 为了解恢复数据文件中没有记录的数据，进行向前滚。该数据记录在在线日志，

包括对回滚段的内容恢复。

（2） 回滚未提交的事务，按步1重新生成回滚段所指定的 *** 作。

（3） 释放在故障时正在处理事务所持有的资源。

（4） 解决在故障时正经历一阶段提交的任何悬而未决的分布事务。

12介质故障或文件错误的不一致恢复

介质故障是当一个文件、一个文件的部分或磁盘不能读或不能写时出现的故障。文件错误一般指意外的错误导致文件被删除或意外事故导致文件的不一致。这种状态下的数据库都是不一致的，需要DBA手工来进行数据库的恢复，这种恢复有两种形式，决定于数据库运行的归档方式和备份方式。

（1） 完全介质恢复可恢复全部丢失的修改。一般情况下需要有数据库的备份且数据库运行在归档状态下并且有可用归档日志时才可能。对于不同类型的错误，有不同类型的完全恢复可使用，其决定于毁坏文件和数据库的可用性。

（2）

不完全介质恢复是在完全介质恢复不可能或不要求时进行的介质恢复。重构受损的数据库，使其恢复介质故障前或用户出错之前的一个事务一致性状态。不完全介质恢复有不同类型的使用，决定于需要不完全介质恢复的情况，有下列类型：基于撤消、基于时间和基于修改的不完全恢复。

基于撤消(CANCEL)恢复：在某种情况，不完全介质恢复必须被控制，DBA可撤消在指定点的 *** 作。基于撤消的恢复地在一个或多个日志组（在线的或归档的）已被介质故障所破坏，不能用于恢复过程时使用，所以介质恢复必须控制，以致在使用最近的、未损的日志组于数据文件后中止恢复 *** 作。

基于时间(TIME)和基于修改(SCN)的恢复：如果DBA希望恢复到过去的某个指定点，是一种理想的不完全介质恢复，一般发生在恢复到某个特定 *** 作之前，恢复到如意外删除某个数据表之前。

第二章 数据库恢复案例测试环境

21 数据库环境

以下的所有案例都是通过测试经过，环境为：

OS：Windows 2000 Server

DB：Oracle 816

DBNAME：TEST

数据文件：

SQL> select file#,status,enabled,name from v$datafile;

FILE# STATUS ENABLED NAME

----------------------------------------------------------------

1 SYSTEM READ WRITE D:/Oracle/ORADATA/TEST/SYSTEM01DBF

2 ONLINE READ WRITE D:/Oracle/ORADATA/TEST/RBS01DBF

3 ONLINE READ WRITE D:/Oracle/ORADATA/TEST/USERS01DBF

4 ONLINE READ WRITE D:/Oracle/ORADATA/TEST/TEMP01DBF

5 ONLINE READ WRITE D:/Oracle/ORADATA/TEST/TOOLS01DBF

6 ONLINE READ WRITE D:/Oracle/ORADATA/TEST/INDX01DBF

控制文件：

SQL> select from v$controlfile;

STATUS NAME

---------------------------------------------------------------------

D:/Oracle/ORADATA/TEST/CONTROL01CTL

D:/Oracle/ORADATA/TEST/CONTROL02CTL

D:/Oracle/ORADATA/TEST/CONTROL03CTL

联机日志：

SQL> select from v$logfile;

GROUP# STATUS MEMBER

---------------------------------------------------------------------

1 STALE D:/Oracle/ORADATA/TEST/REDO01LOG

2 D:/Oracle/ORADATA/TEST/REDO02LOG

3 STALE D:/Oracle/ORADATA/TEST/REDO03LOG

22 数据库备份脚本

冷备份脚本:

rem script:coldbaksql

rem creater:chenjiping

rem date:582003

rem desc:offline full backup database

--connect database

connect internal/password;

--shutdown database

shutdown immediate;

--Copy Data file

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/dbf d:/database/H/R;

--Copy Control file

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/ctl d:/database/H/R;

--Copy Log file

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/log d:/database/H/R;

--startup database

startup;

说明：

1、以上脚本在数据库关闭状态下备份数据库所有的数据文件，联机日志，控制文件（在一个目

录下），如果成功备份，所有文件是一致的;

2、没有备份参数文件，参数文件可以另外备份，没有必要每次都备份，只需要在改变设置后备份一次;

3、如果以上命令没有成功依次执行，那么备份将是无效的，如连接数据库不成功，那么肯定关闭数据库也不成功，那么备份则无效;

4、冷备份建议下人工干预下执行。

数据库OS热全备份脚本

rem script:hotbaksql

rem creater:chenjiping

rem date:582003

rem desc:backup all database datafile in archive

--connect database

connect internal/password;

--archive

alter system archive log current;

--start

alter tablespace system begin backup;

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/system01dbf d:/databak/H/R;

alter tablespace system end backup;

alter tablespace rbs begin backup;

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/rbs01dbf d:/databak/H/R;

alter tablespace rbs end backup;

alter tablespace users begin backup;

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/users01dbf d:/databak/H/R;

alter tablespace users end backup;

alter tablespace tools begin backup;

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/tools01dbf d:/databak/H/R;

alter tablespace tools end backup;

alter tablespace indx begin backup;

!xcopy d:/Oracle/oradata/test/indx01dbf d:/databak/H/R;

alter tablespace indx end backup;

--end

--bak control file

--binary

alter database backup controlfile to 'd:/databak/controlbinbak000';

--ascii

alter database backup controlfile to trace;

alter system archive log current;

说明：

1、热备份必须在数据库归档方式下才可以运行；

2、以上脚本可以在数据库运行状态下备份数据库所有的数据文件（除了临时数据文件），没有必要备份联机日志；

3、归档日志至少需要一次完整备份之后的所有日志；

4、如果以上命令没有成功依次执行，那么备份也是无效的，如连接数据库不成功，那么备份则无效。

RMAN备份只讲叙有恢复目录的情况，如果没有恢复目录，情形大致相似。以下是RMAN的热备份全备份的脚本：

# script:bakuprcv

# creater:chenjiping

# date:582003

# desc:backup all database datafile in archive with rman

# connect database

connect rcvcat rman/rman@back;

connect target internal/virpure;

# start backup database

run{

allocate channel c1 type disk;

backup full tag 'dbfull' format 'd:/backup/full%u_%s_%p' database

include current controlfile;

sql 'alter system archive log current';

release channel c1;

}

# end

说明：

1、 数据库必须运行在归档模式下;

2、 RMAN将自动备份数据文件，运行可靠;

3、 归档日志另外备份处理，但至少需要保存一次备份来的日志;

4、 没有必要用RMAN做冷备份，效果不好。

以上举例说明了数据库的恢复案例的测试环境与部分备份测试脚本，其它的备份脚本可以根据以上脚本演变而来或在案例中加以说明。

数据库的自动实例将不加以说明，这里只举例说明媒体错误或人为错误造成的恢复可能。

以上包括以下案例都是在WINDOWS+Oracle816上测试验证的，在不同的 *** 作系统与不同的数据库版本中略有差别。

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