空间数据库的概念及其组成部分

空间数据库是指地理信息系统在计算机物理存储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。空间数据库的研究始于20 世纪 70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。空间数据库主要组成包括需求分析、结构设计、和数据层设计三部分。

如果你问的是GIS的空间数据库的话：GIS空间数据库的发展经历三个阶段——

Geographic Information Systems (1980s)

Geographic Information Science (1990s)

Geographic Information Services (2000s)

第一个阶段GIS主要的使用者是一些专业人员，例如地图制图人员等，比如ESRI Arc/Info，GIS厂商所定位的客户群体是那些只关注于空间数据分析的用户。

这块特定的市场相对较小，其中包括科学界和 部门的专家。

与其他信息技术的用户相比，GIS用户更多是在封闭的环境中工作，使用特别为他们设计的专用数据库；

第二个阶段GIS则进行了一系列的规范化，比如提出了较为完善的理论、框架等，出现了数据模型、数据 *** 作等。

第三个阶段随着Inter时代的到来，出现了另一批使用空间数据的用户群，他们更喜欢在一个非常高级的、用户界面非常友好的层次上使用空间数据。

比如百度地图，google earth 支持空间查询，能够迅速定位，选择路径等。

如果你只是单纯问数据库的话：

总体说来，数据库技术从开始到现在一共经历了三个发展阶段：第一代是网状、层次数据库系统，第二代是关系数据库系统，第三代是以面向对象数据模型为主要特征的数据库系统。

第一代包括网状和层次数据库系统，是因为它们的数据模型虽然分别为层次和网状模型，但实质上层次模型只是网状模型的特例而已。

这二者都是格式化数据模型，都是在60年代后期研究和开发的，不论是体系结构、数据库语言，还是数据的存储管理，都具有共同特征，所以它们应该划分为一代。

第二代数据库系统支持关系数据模型。

关系模型不仅具有简单、清晰的优点，而且有关系代数作为语言模型，有关系数据理论作为理论基础。

因此关系数据库具有形式基础好、数据独立性强、数据库语言非过程化等特点，这些特点是数据库技术发展到了第二代的显著标志。

虽然关系数据模型描述了现实世界数据的结构和一些重要的相互联系，但是仍然不足以抓住和表达数据对象所具有的丰富而重要的语义，因而它属于语法模型。

第三代数据库系统的特征是数据模型更加丰富，数据管理功能更为强大，能够支持传统数据库难以支持的新的应用需求。

不过你提到了GIS那应该是问空间数据库吧？就是在普通关系数据库上加入了对空间数据的处理 *** 作，应该是关系数据库的进一步发展，GIS就是空间数据库的一个应用~

呵呵，我的专业就是GIS，今天刚结束空间数据库原理专业课考试，希望能够帮到你。

(一)问题的提出

塔里木河流域生态环境动态监测系统的运转需要大量的空间数据支持。在空间数据库构建前期，采集了塔里木河流域的各尺度基础地形图、生态环境专题图以及遥感影像资料等图形、图像数据，这些数据都是以分幅的成果进行收集和提交的，需要进入综合数据库中，以实现数据的共享。

我国国土版图大，而且大部分位于中、低纬度地区，因此我国现行的大于1∶50万比例尺的各种地形图都采用高斯－克里格投影即横切椭圆柱正形投影。经过高斯－克里格投影后的平面直角坐标系是以相切的经线(中央经线)的投影为X轴，以赤道的投影为Y轴。高斯－克里格投影具有以下特点:

(1)中央经线投影为直线，而且是投影的对称轴(也是投影平面的X轴);

(2)高斯－克里格投影是等角投影，投影后具有角度不变、伸长固定的特点(即同一地点各个方向的长度比不变)，满足等角的要求;

(3)中央经线上长度没有变形，离中央经线越远变形越大。为了限制投影变形，必须进行分带投影。所谓分带就是按照一定的经度差，将椭球体按经线划分成若干个狭窄的区域，各个区域分别按高斯投影的规律进行投影，每一个区域就称为一个投影带。在每一个投影带内，位于各带中央的子午线就是轴子午线，各带相邻的子午线叫边缘子午线。分带之后，各带均有自己的坐标轴和原点，形成各自独立但又相同的坐标系统。根据国际通用方法，我国投影分带主要有两种:在我国1∶25万到1∶50万地形图均采用6°分带投影，1∶1万及更大比例尺的地形图采用3°分带投影，以保证投影变形误差满足地图的精度要求(王密等，2001)。

本系统所采集到的数据产品的空间参考大都是以高斯投影后的平面坐标为基础的分幅数据。塔里木河流域地域广阔，地理坐标介于东经73°10'～94°05'，北纬34°55'～43°08'之间，以1∶10万基础地形图数据为例，按照高斯投影后的坐标分成了13°、14°、15°、16°四个6°高斯投影带，每个带的坐标都是以本带的坐标原点为参考点，空间基准不统一，如果将这些数据直接进行入库，将在跨带处产生缝隙，不能形成逻辑意义上完整的河流表现，也无法完成基于整个流域的生态环境分析，因此，必须采用相应的数据处理与建库技术，实现塔河整个流域数据的无缝集成管理，使之形成统一的整体。从基础数据的获取开始，进行精心设计和组织，分离出数据物理层和数据逻辑层，在统一的空间框架之下，将物理层归化到逻辑层，以消除逻辑层的缝隙，从而实现用户级的逻辑无缝空间数据库。

(二)无缝数据库

随着GIS数据发布与共享技术的发展，无缝空间数据库逐渐分化出两个层次的含义:一是GIS系统内部的数据无缝，一是不同GIS实现互 *** 作时的数据无缝。前者是通常意义的无缝，后者主要通过数据标准化与 *** 作标准化来实现。无缝空间数据库的最终含义体现在逻辑无缝数据库。无论是多源还是单源、同构还是异构，跨越数据层呈现在用户面前的GIS空间数据库必须是逻辑无缝的。

空间数据的无缝连接是一个建立在用户与数据库接口基础上的概念，意味着GIS管理的数据不再是单一、被硬性割裂的图幅，而是范围更加广阔的区域，这个区域小可到一个城市，大可到一个国家甚至整个地球(王卉、王家耀，2004)。由于硬软件条件的限制，计算机系统尚不能同时处理海量的空间数据，因此从具体技术的实施上，可采用将空间数据分块存储于数据库中，数据库提供相应的图块拼接信息。物理上空间数据是有缝隙的，但空间数据库提供图块之间的接图信息及相应的拼接访问手段，保障了空间数据在使用上的空间连贯性，即数据在逻辑使用上是无缝的(王密等，2001)。

(三)缝隙产生原因

在现实世界中，地理空间是由地貌、地物组成的连续的表层空间，地理信息则是有关地理空间的一切有用的知识。在计算机世界中，地理信息通过抽象、建模形成数字化的表示形式，通过空间数据库来进行表达、存储和管理(朱欣焰等，2002)。空间地理数据缝隙是在数据的获取、表示与处理过程中产生的数据不连续现象。

1数据源

由于历史和现实的原因，地图是绝大多数GIS系统直接的数据源。地图是地球三维椭球面的二维平面表达，本身对真实世界有扭曲;地图是对连续空间的割裂表达，实体被分割到不同的地图空间中去;高斯投影是基本比例尺地形图经常选用的投影，也是绝大多数GIS系统的数学基础，由于分带的原因，使得投影后带有高斯投影平面坐标的地图无法实现无缝拼接。

2数据表达与组织方式

空间地理几何数据的表示主要有栅格和矢量两种不同的形式。栅格形式是将地理表层空间划分为一系列网格，空间目标由这些网格的位置及其量化值来表示，这些网格本身就是连续空间信息的离散表达。矢量形式则是将地理空间的一切事物、概念进行抽象，形成点、线、面，由点、线、面来组成各类空间目标。按点、线、面来分类和按分层的思想来组织空间数据，也割裂了实体之间内在的联系。

在空间数据库组织与管理上，目前主要有文件型、文件与关系数据库混合型、全关系型以及对象关系型。传统的文件型空间数据库、文件与关系混合型空间数据库，按图幅或一定的区域范围以文件的形式来组织与存储空间几何数据，不同的图幅或区域之间存在缝隙。在文件与关系数据库混合型的空间数据库中，空间几何数据贮存在文件中，属性数据贮存在关系数据库中，属性数据和几何数据之间通过内部标识来链接，空间几何数据和属性数据之间存在缝隙。

3数据处理

数据处理的过程中也会引入缝隙，产生这种缝隙的原因有:①数据处理过程的顺序不一致;②选择的处理参数不一致;③数字化的精度不一致。

4多源异构数据共享

数据属性(数学基础、比例尺、用途、时间、精度等)的不同，导致了数据的差异，这些差异是多层次和多方面的，它们集中体现了数据的异构。数据异构和多源往往是一体的，多源异构是系统内部和系统之间数据裂隙的主要原因(刘仁峰，2005)。

(四)数据缝隙类别和表现

数据缝隙基本可以分为物理缝隙和逻辑缝隙两类。物理缝隙是地理空间的分离存储，本来连续的实体空间被分离到不同的存储空间和存储单元中去，例如空间数据的分幅、分层存储。逻辑缝隙是指逻辑上本身连续的信息不能以逻辑连续的方式呈现，例如跨越多幅图的一条河流，在图幅内查询河流属性(如长度)时只能获取其在本图幅内的相关信息而不是实体整体的信息。显然，由于空间信息本身的海量特性，要完全意义上的实现物理无缝的空间数据库目前还是不可能的，也没有必要。GIS用户关心的不是空间数据是物理无缝，因为GIS呈现给用户的是数据逻辑层，只需要保证用户看到的数据是逻辑无缝的。

物理有缝的数据库向逻辑无缝数据库的转换是无缝空间数据库构建的重要一环。

(五)无缝镶嵌技术

数据的无缝连接包含以下几个问题:投影、坐标系统、比例尺、数据精度等。对不同投影和坐标系统的空间数据在投影和坐标系统上统一采用相同的标准，当空间数据具有多尺度时，无缝连接寻找数据集之间连续的表达方式，它表现为不同尺度数据之间的集成。建立无缝空间数据的关键在于在合适的空间信息框架上实现多源异构空间数据的融合，框架是基础，融合是手段。

1合适的空间框架选择

(1)适合多尺度信息表达。地球是一个开放的非常复杂的巨大系统，随着观察视角的变化，我们希望空间地理信息比例尺也自动增减。由于地图的自动综合受诸多因素的影响，目前比较可行的是采用多尺度空间数据支持来达到目的。所谓多尺度就是指系统内包含几种不同比例尺(或分辨率)的空间数据，其目的是为了适度地反映系统所关心区域的空间地理信息，以避免地物信息的过粗、失真或地物信息的负载量过大而无法使用。无缝空间数据库也应该符合多尺度空间数据库要求。

(2)适合大区域表达。各种自然和人文现象的空间分布，有其内在的原因和规律，这些原因和规律的获得，往往需要研究大区域多因素的综合作用;另一方面，对于全球范围的环境变异和气候变迁的研究需要基于数字地球的空间框架。大区域的表达，还涉及空间尺度问题，不应继续采用欧氏空间尺度，而应该采用大地线尺度空间。

2多源异构空间数据的融合

(1)GIS的迅速发展和广泛应用导致了多源空间数据的产生。如何实现不同的GIS软件共享并 *** 作不同来源的地理数据，即GIS多源空间数据的集成，成为GIS发展的关键。目前GIS多源空间数据的集成主要朝着三个方向发展，一是通过建立统一的数据交换标准来约束并规范已有的各类地理信息系统，采用数据交换标准来进行空间数据交换;二是建立开放式地理数据互 *** 作规范，进行地理信息系统互 *** 作;三是GIS数据中间件技术。

(2)统一数据交换标准存在很多实现上的困难。互 *** 作是一个重要发展趋势，是在异构分布式数据库中实现信息共享的途径，它需要将GIS技术、分布处理技术、面向对象方法、数据库设计及实时信息获取方法更有效地结合起来。所谓GIS数据中间件技术是指能够嵌入各类GIS系统的软件，GIS开发者通过中间件开发商提供的接口，访问和 *** 作特定的数据源。

(3)在多源异构数据集成技术尚未成熟的时候，人们再次把目光投向数据本身，如果可以提供关于数据的详细描述，是否可以提高融合数据的能力呢于是，对于“关于数据的数据”的研究，即对于元数据的研究便普遍展开。从DublinCore到CSDGM与OGC，都提出了相应的元数据标准体系，有了完整而完善的元数据描述，必将提高数据的效能，从而最终促进多源异构数据库向无缝空间数据库的归化。

为实现塔河整个流域数据的无缝集成管理，使之形成统一的整体，设计从缝隙产生的地方开始，分离出数据物理层和数据逻辑层，在统一的空间框架之下，将物理层归化到逻辑层，以消除逻辑层的缝隙，从而实现用户级的逻辑无缝空间数据库;同时制定统一的数据提交规范，如所有矢量数据在入库前统一采用经纬度坐标，栅格数据统一提供两套数据，即高斯坐标和经纬度坐标，以满足不同用户的管理需求和精度要求。

DB2数据库的性能与稳定性直接跟数据库对象的多少、大小有关。如果对象很少，不复杂，那么就算不怎么规划，也能够达到比较高的性能。如果对象数据比较多、比较大的话，那么就需要在数据库设计之前好好的规划，否则会在很大程度上影响数据库的性能与稳定性。

一、选择合适的语言与数据库字符集。

在企业中部署数据库的时候，首先需要在 *** 作系统上安装数据库。而在安装数据库的时候，需要选择安装的语言环境。即是以中文状态下安装数据库还是以英文状态安装数据库。如在启动安装程序的时，可以利用/i language选项来指定安装过程中所采用的语言。到目前为止，DB2数据库已经支持很多种语言。那么数据库在安装过程中，该采用什么语言呢？笔者建议，只要数据库管理员有一点英语基础，最好能够采用英文语言环境来进行安装。虽然说现在DB2数据库的中文语言环境已经设计的比较完善，但是笔者仍然担心其有一些不知名的漏洞。为此笔者在安装DB2数据库的时候，基本上都采用的是英文语言环境来进行安装。即将语言设置为“EN”，表示英文。提高DB2数据备份与恢复的效率。

另外如果DB2 数据库中要保存英文以外的数据，或者说用户会使用不同的字符集访问数据库时，还需要在数据库安装过程中选择特定的数据库字符集。DB2数据库中的所有字符数据，包括数据字典中的数据，都是存储在数据库字符集中的。如果用户使用不同的字符集访问数据库时，数据库管理员就需要选择包含所有这些用户的字符集的超集。只有如此，才能够确保系统能够很方便的使用替代字符完成字符的转换，从而提高数据库的性能。如果用户选择的字符集不对，有可能会出现一些莫名其妙的问题。如一次用户在安装数据库过程中，没有选择合适的字符集。虽然在使用的过程中，其存储中文字符没有问题。但是当对数据库采取还原 *** 作时，却发现还原后的数据库中有些原来是中文字符的地方，尽然出现了乱码。这主要就是没有选择合适的字符集惹的祸。有时候如果字符集选择不当的话，从外部数据源(如Excel表格)导入数据的时候，中文数据也会无法顺利导入。所以，数据库管理员在安装数据库的时候，需要根据实际企业，来选择合适的字符集。

二、评估数据库对象的大小、数量。

DB2数据库的性能与稳定性直接跟数据库对象的多少、大小有关。如果对象很少，不复杂，那么就算不怎么规划，也能够达到比较高的性能。如果对象数据比较多、比较大的话，那么就需要在数据库设计之前好好的规划，否则会在很大程度上影响数据库的性能与稳定性。其实DB2 数据库就好像一个仓库，数据库中的对象(如索引、数据表、表空间)等等就好像仓库中的货物。如果货物比较少，那么随便放放，仓库都显得很空旷。货物寻找起来也会很方便。但是如果货物数量比较多、比较大，就必须要对其存储空间进行合理规划。只有如此才能够让仓库的空间利用率达到最佳状态。并且货物的存放有序，在查找起来也特别的方便。笔者这里就以仓库管理为例，说话该如何做好数据库对象大小、数量等方便的评估，以及他们对于数据库性能与稳定性的影响。

1、根据对象大小来规划存储空间。在仓库货物的摆放上，要根据货物的大小来规划存储空间。或者说要首先防止大的货物。只有如此空间的利用率才会最高。其实在规划DB2对象的时候，也是如此。如某些表可能会包含的记录比较多，属于大表。此时数据库管理员就需要考虑，是否将其放置在一个独立的表空间或者硬盘空间上，以提高数据 *** 作的性能。大表所对应的索引往往也是比较大的。为此在硬件条件允许的情况下，将索引表与数据表分别存放在不同的硬盘上，可以提高数据库的性能。而对于一些比较小的对象(如数据表)，可以将它们存放在一个表空间中。其实这个表空间就好像仓库中的一个个纸盒子。将小的对象放入到这个“纸盒子”中，不但不占空间，而且也容易管理。

2、根据对象的使用频率来规划存放空间。在仓库中摆放物品的时候，往往会把近期就要用到的货物或者频繁需要用到的东西放在仓库门口或者容易拿到的地方。如此在拿这些货物时就会比较便捷，也不会对其他货物产生影响。对于DB2数据库中的对象来说，也是这么一回事。可以将那些访问量比较大的对象，如索引、数据表，存放在性能比较好的硬盘上或者单独的硬盘中。此时访问这些数据，就不会与其它对象产生I/O冲突， *** 作起来速度就会比较快。而将不怎么用到的对象，存放在一起。由于他们不怎么被用到，所以即使存放在性能比较低的硬盘上，其对数据库性能产生的负面影响也是非常有限的。 在DB2数据库里面如何更新执行计划

3、根据类别来存放数据库对象。在仓库中存放货物的时候，还会对其进行分类。然后根据类别来进行存放。这有利于货物的管理与检索。其实在数据库对象存储空间设计时，也需要考虑这个因素。如现在应用软件在设计的时候，很多都是根据模块来设计。那么在数据库对象设计时，也需要根据这个模块来设计存储的空间。如将同一个模块的数据库对象存放在同一个表空间内。不过这可能会跟上面的两个建立相违背。此时最好是在对象的命名上做文章。如可以根据模块的不同，分别给数据库对象取一个相同的前缀或者后缀。如即使同一块模块要用到多个表空间，此时就可以给表空间一个相同的前缀。如此在管理数据库对象的时候，根据表空间的前缀就可以判断其所属的模块了。如果再加上一个后缀来表示其数据库对象的分类，那么就更合理了。为此在管理数据库对象的时候，要执行分类管理。不仅要从技术上对其进行分类，如分为索引、数据表、关键字等等。还需要从功能上进行分类，如按应用程序的模块来进行分类等等。

三、设计好数据库备份与还原的方案。

在数据库交付生产使用之后，往往需要进行大量的测试。但是在测试过程中往往又会产生很多的垃圾数据。可是交给企业应用的，肯定是一个干净的数据库系统。为此在数据库设计的时候，就需要想好如果减少测试过程中的垃圾数据。或者采取什么样的方式来实现在交互时自动清除垃圾数据的机制。

一般来说，想要一个数据库备份与还原的方案，减少数据库测试所产生的垃圾数据。如现在在给企业部署数据库的时候，往往是先安装一个干净的数据库系统。当然字符集这些需要预先设置好。然后再利用数据库还原功能将预先定义好的数据库模型还原出来。

另外有些时候需要两个方案互为补充。如在数据库初始化的过程中，采用数据库还原的方式来创建数据库对象。但是在应用软件升级的时候，由于此时已经有了用户的数据，为此不能够在使用数据库还原的方法。而是通过应用程序来执行某些SQL代码，来调整或者增加部分数据库对象。无论采用哪一种方式，需要遵循的一个原则就是在给企业创建数据库对象时要最大限度的减少测试。而要做到这一点，就是需要先在测试服务器上创建对象并测试对象可用。然后直接将相关的SQL代码在投入使用的数据库服务器上执行。

(1) 存储记录结构 设计综合分析数据存储要求和应用需求，设计存储记录格式。 (2) 存储空间分配 存储空间分配有两个原则： ①存取频度高的数据尽量安排在快速、随机设备上，存取频度低的数据则安排在速度较慢的设备上。 ②相互依赖性强的数据尽量存储在同一台设备上，且尽量安排在邻近的存储空间上。 从提高系统性能方面考虑，应将设计好的存储记录作为一个整体合理地分配物理存储区域。尽可能充分利用物理顺序特点，把不同类型的存储记录指派到不同的物理群中。 (3) 访问方法的设计 一个访问方法包括存储结构和检索机构两部分。存储结构限定了访问存储记录时可以使用的访问路径；检索机构定义了每个应用实际使用的访问路径。 (4) 物理设计的性能评价 ① 查询响应时间 从查询开始到有结果显示之间所经历的时间称为查询响应时间。查询响应时间可进一步细分为服务时间、等待时间和延迟时间。 在物理设计过程中，要对系统的性能进行评价。性能评价包括时间、空间、效率、开销等各个方面。 ⊙ CPU服务时间和I/O服务时间的长短取决于应用程序设计。 ⊙ CPU队列等待时间和I/O队列等待时间的长短受计算机系统作业的影响。 ⊙ 设计者可以有限度地控制分布式数据库系统的通信延迟时间。 ② 存储空间 存储空间存放程序和数据。程序包括运行的应用程序、DBMS子程序、OS子程序等。数据包括用户工作区、DBMS工作区、OS工作区、索引缓冲区、数据缓冲区等。 存储空间分为主存空间和辅存空间。设计者只能有限度地控制主存空间，例如可指定缓冲区的分配等。但设计者能够有效地控制辅存空间。 ③ 开销与效率 设计中还要考虑以下各种开销，开销增大，系统效率将下降。 ⊙ 事务开销指从事务开始到事务结束所耗用的时间。更新事务要修改索引、重写物理块、进行写校验等 *** 作，增加了额外的开销。更新频度应列为设计的考虑因素。 ⊙ 报告生成开销指从数据输入到有结果输出这段时间。报告生成占用CPU及I/O的服务时间较长。设计中要进行筛选，除去不必要的报告生成。 ⊙ 对数据库的重组也是一项大的开销。设计中应考虑数据量和处理频度这两个因数，做到避免或尽量减少重组数据库。 在物理设计阶段，设计、评价、修改这个过程可能要反复多次，最终得到较为完善的物理数据库结构说明书。 建立数据库时，DBA依据物理数据库结构说明书，使用DBMS提供的工具可以进行数据库配置。 在数据库运行时，DBA监察数据库的各项性能，根据依据物理数据库结构说明书的准则，及时进行修正和优化 *** 作，保证数据库系统能够保持高效率地运行。 6程序编制及调试 在逻辑数据库结构确定以后，应用程序设计的编制就可以和物理设计并行地展开 程序模块代码通常先在模拟的环境下通过初步调试，然后再进行联合调试。联合调试的工作主要有以下几点： (1) 建立数据库结构 根据逻辑设计和物理设计的结果，用DBMS提供的数据语言(DDL)编写出数据库的源模式，经编译得到目标模式，执行目标模式即可建立实际的数据库结构。 (2) 调试运行 数据库结构建立后，装入试验数据，使数据库进入调试运行阶段。运行应用程序，测试 (3) 装入实际的初始数据 在数据库正式投入运行之前，还要做好以下几项工作： (1) 制定数据库重新组织的可行方案。 (2) 制定故障恢复规范 (3) 制定系统的安全规范 7运行和维护 数据库正式投入运行后，运行维护阶段的主要工作是： (1) 维护数据库的安全性与完整性。 按照制定的安全规范和故障恢复规范，在系统的安全出现问题时，及时调整授权和更改密码。及时发现系统运行时出现的错误，迅速修改，确保系统正常运行。把数据库的备份和转储作为日常的工作，一旦发生故障，立即使用数据库的最新备份予以恢复。 (2) 监察系统的性能。 运用DBMS提供的性能监察与分析工具，不断地监控着系统的运行情况。当数据库的存储空间或响应时间等性能下降时，立即进行分析研究找出原因，并及时采取措施改进。例如，可通修改某些参数、整理碎片、调整存储结构或重新组织数据库等方法，使数据库系统保持高效率地正常运作。 (3) 扩充系统的功能 在维持原有系统功能和性能的基础上，适应环境和需求的变化，采纳用户的合理意见，对原有系统进行扩充，增加新的功能。

在遥感图像处理系统空间数据库的建立过程中，由于我们的大部分资料来源于现有的地图，因而以地图的数据处理，采用扫描矢量化的数字化手段进行数据录入，各种地图处理，数据入库工作流程可分为预处理、图形扫描数字化、图层数据建立拓扑关系、建属性数据库、图层矢量数据与属性数据联接、投影转换、图幅拼接、图面整饰、数据入库九个阶段。如图7-9所示。

图7-9 数据采集工作流程图

（1）图形预处理

资源信息是多源和多尺度的。毫无疑问，对这些资料的初步整理是数字化工作进程的重要一环。

本系统将采用统一的坐标系统，坐标系为1980西安坐标系，高程系为1985国家高程基准。所有的图形数据均应该转换到此坐标系。

（2）图形扫描数字化

在地图数据采集过程中，由于地图原图质量、内容、比例尺和扫描过程中的种种因素，根据纸介质地图的图形要素和彩色特征提取的分层图仍会带有各种噪声以及不需要的其他一些信息，为了获得正确的、干净的数据，在数字化之前，要进行二值化、去脏、光滑、断线修补、细化处理等预处理步骤。

（3）图层数据建立拓扑关系与图形编辑

矢量化后的各图层，利用ArcGIS软件提供的功能建立拓扑关系，在建拓扑关系时会发现图形数据错误，要进行编辑、修改，再重新建立拓扑关系，这一过程可能做多次，直到数据正确为止。

（4）建属性数据库

按已采集的属性数据表，和标准规定格式，利用通用的数据库管理软件建立分层数据库，文字型数据要按标准代码录入。

（5）图层矢量数据与属性数据联接

按图元编码（用户ID）将矢量数据与属性数据联接。对于已建立联接的各类空间数据和属性数据，通过ArcGIS 系统对它们做进一步的编辑和修改，确保数据库的准确性和完整性。在ArcGIS 系统中，图形数据被分成“点”、“线”、“面”三种几何要素，它们都有各自相关的属性，在进行拓扑处理后，这三种要素间便拥有了相关的空间拓扑结构，这种空间数据关系与相应的属性数据是一种动态联结关系，这也是在ArcGIS系统中能够进行空间分析的关键所在。属性数据的编辑可通过ArcGIS系统的数据库管理系统进行数据结构定义（如数据项名称、类型、长度等）、数据编辑（如插入、删除、拷贝等）、数据查询检索等等，形成可供使用的属性数据库。

（6）投影转换

同一工作区可能利用不同比例、不同投影的图件，要对不同来源、不同时间分辨率和空间分辨率的点、线、面数据进行计算，在拼接图层之前必须对它们进行投影转换，使最终形成的图层均投影到一个坐标系统。

（7）图幅接边

图幅接边的目的是要保持图面数据连续性。工作区有多幅图构成，按上述步骤每幅图分层建立起图层之后，要对各相邻图幅分层进行拼接，图幅的接边精度要满足相应比例尺的国家精度要求。各图层中线图元或面图元拼接后其图元编号要进行改变，在右边图幅中的图元拼接后用左边图幅内的图元编号，下边图幅的图元改用上边图幅的图元编号。其属性数据也要合并为一个，属性数据结构不相同的图元（线或面）不能进行图幅拼接。对于一些图面标注的内容也要做相应的调整。到现在为止，已完成了图形库的建立工作。拼接完成后，仍按图幅分开储存与管理。

（8）数据入库

前面数据处理的目的都是为了使图形进入GIS数据库系统中，以作为其他应用系统的数据基础。图形数据将采用空间数据管理方式、利用系统软件将所有图形及属性统一存放于Oracle之中。

（9）图件输出与图面整饰

在每一图幅数字化完成后，或工作区各图幅分层拼接之后，要对图面标注内容逐一添加到图面上。按有关图例符号标准和用色标准对相应点、线、面图元的线型、符号、颜色进行设置定义。再就图名、图例、比例尺及其图面内容整饰后，输出图件成果。

（10）数据质量控制

检查内容包括数据完整性、逻辑一致性、位置精度、属性精度、接边精度、现势性等是否符合国家标准及有关技术规定。专题图形数据库建设质量控制的方案如下：

建立数据采集标准规范，详细阐述不同要素的采集要求，作为数据采集的根本基准，统一采集认识。

进行数据采集人员培训，熟练使用采集软硬件，掌握采集规范，采集过程中填写详细的图例簿，统一图例簿格式，记录每幅图数据生产过程的基本情况，特别是作业时遇到的问题及处理意见，质量情况等。

数据质量控制采用分级分层管理方式，首先，数据生产 *** 作人员在数据采集过程中严格遵守数据采集规范标准，采集后进行数据的第一次检查；其次，数据库集成人员进行第二次数据质量检查；最后，系统总工随机抽样检查。

检查方式多种多样，这里主要采用以下3种：屏幕视觉检查，打印出图检查，查错软件检查。

1要加载使用“空间分析模块”，首先得在ArcMap中执行菜单命令<Tools>－<extensions>，在扩展模块管理窗口中， 将“空间分析(spatial analyst)”前的检查框打勾。然后，在ArcMap 工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“空间分析(spatial analyst)”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏。

2至于破度分析，同1所述，加载[3D分析]模块，打开[3D分析]工具栏，执行菜单命令 3Danalysis---表面分析(Surface analysis)----坡度(slope)

3至于“叠置分析”，即Overlay Analysis，打开arctoolbox---Analysis Tools---Overlay

以上这些都是在arcgis92当中的 *** 作，如果你没有找到相应内容，那你得确定你是否“完全安装”了arcgis软件。

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