数据库设计步骤分为几个阶段

数据库设计步骤

数据库设计可以分为概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段。

（1）概念结构设计。这是数据库设计的第一个阶段，在管理信息系统的分析阶段，已经得到了系统的数据流程图和数据字典，现在要结合数据规范化的理论，用一种数据模型将用户的数据需求明确地表示出来。

概念数据模型是面向问题的模型，反映了用户的现实工作环境，是与数据库的具体实现技术无关的。建立系统概念数据模型的过程叫做概念结构设计。

（2）逻辑结构设计。根据已经建立的概念数据模型，以及所采用的某个数据库管理系统软件的数据模型特性，按照一定的转换规则，把概念模型转换为这个数据库管理系统所能够接受的逻辑数据模型。不同的数据库管理系统提供了不同的逻辑数据模型，如层次模型、网状模型、关系模型等。

（3）物理结构设计。为一个确定的逻辑数据模型选择一个最适合应用要求的物理结构的过程，就叫做数据库的物理结构设计。数据库在物理设备上的存储结构和存取方法称为数据库的物理数据模型。

（一）农用地分等数据的组成

农用地分等数据成果丰富，按照农用地分等的流程可分为自然质量分、自然质量等指数、自然质量等别、土地利用系数、土地经济系数、利用等指数、利用等别、经济等指数和经济等别；按照农用地分等数据的性质可分为空间数据、属性数据、文本数据。为使农用地分等成果能够方便、直观地展现国家级、省级、县级、乡级各级农用地的质量与数量特征，实现对农用地分等数据的查询、分析、融合、分发等功能，必须建立一套统一、规范化的数据管理体系。这套体系能够从农用地分等的基础资料、中间成果和农用地分等成果（图、文、表）等海量数据中提取信息，供汇总平衡、调整、分析，为各级政府部门制定相关政策提供技术支持，是土地信息化的坚实基础，对各级农用地的数据（包括属性数据和矢量数据）进行更新、查询、检索和集成，建设农用地分等数据库。

农用地分等数据库的建设是实现土地资源数量、质量、产能与生态环境并重管理及国土信息化工程建设的基础保障，是实现国土资源现代化管理、社会化服务的必要前提，也是各级政府和国土资源管理部门切实保护基本农田、实施耕地占补按等级折算的重要手段。广西壮族自治区农用地分等自治区级与县级农用地分等成果主要包括文字成果、图件成果、数据成果和电子成果。

1文字成果

文字成果主要包括自治区级与县级农用地分等技术报告（包含县级农用地分等基础资料汇编等）。农用地分等技术报告主要包括4个方面的内容：一是分等对象所在区域的自然、经济和社会概况；二是分等技术方法，包括分等参数的确定，分等因素指标区、分等单元、土地利用系数等值区与土地经济系数等值区的划分方法，分等因素及其分值和权重的确定方法，等别划分方法，分等成果检验与调整方法，计算机技术在分等中的应用以及其他需要说明的技术问题等；三是分等成果及其分布特点和规律、地域组合特点、差异原因、农用地利用中存在的主要问题等；四是分等成果的应用分析。

2图件成果

图件成果具体包括分等单元图、农用地自然质量等别分布图、农用地利用等别分布图、农用地经济等别分布图、标准样地分布图。

3数据成果

数据成果包括广西壮族自治区的农用地分等单元原始属性数据表、样点投入产出调查数据表、农用地分等基本参数表、各指标区“指定作物－分等因素－自然质量分”记分规则表、农用地分等各指标区分等因素体系及其权重表、土地利用系数与土地经济系数汇总表、土地利用系数等值区间表、土地经济系数等值区间表、自治区级农用地分等单元指定作物计算结果表、自治区级农用地分等单元多作物综合计算结果表、农用地分等结果各乡（镇）面积汇总表、农用地分等结果各地类面积汇总表、自治区级农用地分等单元综合数据表、农用地标准样地属性数据表等，部分表格见附录。

4电子成果

广西壮族自治区农用地分等电子成果用光盘或硬盘保存，提交的农用地分等成果包括文字、图件和数据等成果的电子版本。

（二）农用地分等数据库建设的依据与内容

1农用地分等数据库建设的依据

农用地分等数据库建设首先要依据分等数据的特点：一是信息量巨大；二是数据与信息种类多种多样，按数据的特征分为属性数据和矢量数据，按数据的来源和性质分为农用地自然属性和社会经济属性，这些数据涉及土地学、农业学、地理学、测绘学、信息学和经济学等众多学科；三是成果具有复杂多层次的特征。其次，依据《农用地分等数据库标准》，农用地分等成果数据的内涵、特点及其应用需求，设计农用地分等数据库建设方案，按照《农用地分等规程》对农用地分等的各个环节及其成果数据进行整合加工标准化处理，把农用地分等成果的矢量数据和属性数据，通过关联式数据系统储存、管理、整合在一起，建立统一、规范的农用地分等数据库。

2农用地分等数据库建设的内容

农用地分等数据库建设的内容主要包括农用地分等数据的分类编码、农用地分等数据的图形要素分层、农用地分等数据的属性数据结构、分等单元扩展属性结构、外部表格信息和农用地分等数据文件命名6个方面的内容。

农用地分等数据的分类编码包括基础地理信息分类与编码、土地利用信息分类与编码和分等基础信息分类与编码。

农用地分等数据的属性数据结构内容复杂，主要包括基础地理、土地利用类图层属性表、注记属性表结构、县级分等基础层属性表结构、县级分等结果层属性表结构、自治区级分等基础层属性表结构、自治区级分等结果层属性表结构等内容。

分等单元扩展属性结构包括指定作物分等计算结果表结构和县级综合等别计算表结构。

外部表格信息包括指定作物参数表结构、“指定作物－分等因素－分值”说明表结构、“指定作物－分等因素－权重”说明表结构、标准样地属性特征基准分值表结构、“县级－自治区级”农用地分等单元对应表结构、县级文档结果和自治区级文档结果。

农用地分等数据文件命名规则包括以行政区为基础的数据文件命名规则和文档数据文件命名规则等内容。

（三）数据库系统的设计思想和目标

广西壮族自治区农用地分等数据管理信息系统的设计思想是以地理信息系统（GIS）为平台，在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析的计算机技术系统。利用该系统，通过对农用地诸多因素（自然因素和社会经济因素）的综合分析，找出农用地变化的特点与规律，从而迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

1系统的设计思想和目标

广西壮族自治区农用地分等数据管理信息系统的设计是在充分研究和总结土地利用管理的实际工作需求和吸收目前计算机技术在土地管理中的应用经验的基础上，结合国土资源部新一轮国土资源大调查中《县级土地利用数据库标准》和《县（市）级土地利用数据库建设技术规范（征求意见稿）》而制定的。系统的设计综合了以下几方面的技术：①数字制图技术；②计算机的自动查询、检索分类、计算统计技术；③空间查询和分析技术；④空间信息的存储管理技术；⑤计算机网络技术。配套统一以上技术，将地理信息系统（GIS）技术应用到系统的设计中，形成系统基本的设计思想，即按照农用地分等数据的规范和标准，建立起农用地分等数据管理的技术路线和工艺流程，按照GIS的要求严格控制入库数据的精度；提供方便、快捷的实用工具，提高数据库的利用率和满足国土资源管理部门的工作需求；利用地理信息系统中的空间分析功能，完成对数据库的动态更新，维持数据库的现势性。

广西壮族自治区农用地分等数据管理信息系统设计的基本目标是满足国土资源管理部门对农用地分等数据的管理需求，提高土地管理的效率和质量，并且充分利用计算机技术来减轻土地管理工作的劳动强度，最终实现土地管理的信息化，构建“数字国土”工程的基础设施。

2数据入库

数据入库前要检查采集数据的质量，检查合格的数据方可入库。数据检查主要包括矢量数据几何精度和拓扑检查、属性数据完整性和正确性检查、图形和属性数据一致性检查、接边精度和完整性检查等。数据入库主要包括矢量数据、DEM数据、DOM数据、元数据等数据的入库。最后进行系统测试（图3-17）。

图3-17 入库工作流程图

数据入库前要对采集数据进行全面质量检查，并对错误进行改正，数据的检查与更正是数据建库中至关重要的一步。

（1）按照《县级土地利用数据库标准》、《农用地分等规程》等相关标准确定检查项，包括矢量数据几何精度和拓扑检查、属性数据完整性和正确性检查、图形和属性数据一致性检查、接

边完整性检查等。

（2）基于上述检查项，定制检查内容，配置相应的参数。

（3）按照定制的内容，系统自动实现批量检查，也可以采用人机交互方式对重点内容进行检查，对发现的错误及时修正。

（4）自动生成或手工编写检查报告，检查与更正工作结束（图3-18）。

图3-18 数据检查流程图

1）矢量数据入库

（1）数据检查。数据入库前，对矢量数据质量进行全面检查，并记录检查结果，对质量不合格的数据应予以返工，质量检查合格的数据方可入库。

（2）参数输入及其数据组织入库。依据参数设置的要求，向数据库管理系统中输入各种建库参数，对不同数据层的数据建立索引等，各要素数据可分层入库，也可批量入库。

（3）多尺度空间数据连接设置。对于多尺度空间数据库应设置连接参数，便于不同比例尺数据的显示。

2）元数据入库

利用数据库管理软件，采用人工和自动相结合的方法对各要素元数据内容进行检查和处理，导入各种元数据。

3）属性入库

利用Excel软件输入分等评价单元质量分值表，形成分等评价单元自然属性电子表格文件；再将各评价单元的土地利用系数和土地经济系数进行汇总，划分各等值区；然后，汇总到分等评价单元自然属性表中，计算农用地分等单元的自然质量等指数、利用等指数和经济等指数；利用相关软件将整个Excel总表转换到数据库中，存为DBASE格式文件；最后，根据关键属性字段挂接，使图、表合一，形成统一的空间数据库。

4）系统运行情况

数据入库完成后，对系统进行全面的测试；并对测试出现的问题进行全面分析和处理。

具体测试内容及要求为系统运行无死机现象；系统能对数据库中数据层进行组合查询，且数据结构正确；系统能够对数据进行汇总统计并输出相关表格成果；系统能按要求输出相关图件，等等。

（四）系统设计总体框架图

广西壮族自治区农用地分等评价数据管理系统横向包括农用地调查评价基础业务工作，纵向涵盖国家、省、市、县四级国土资源管理部门，其总体框架如图3-19和图3-20。

图3-19 总体框架横向结构图

图3-20 总体框架纵向结构图

（五）数据库系统功能的实现

依据农用地分等成果和土地利用管理的需求，该系统应具有以下基本功能：

1系统建库

系统建库是指把农用地分等成果及其涉及的信息用计算机存储起来，它具有两个方面的含义：一是全面进行数字化建库，采用MapGIS的数据结构和几何特征的描述术语，输入农用地分等数据；还可在已有的图形数据库的基础上进行建库，可利用MapGIS平台提供的数据转换和属性管理工具把图形和属性转换到系统中来；二是变更数据，根据农用地分等进展情况，及时更新农用地分等数据信息系统。

2数据查询和检索

数据查询和检索模块是系统的主要功能模块。该系统提供了强大的地图浏览、图层控制、空间索引、查询统计、空间分析和报表输出等功能，为实现统筹数量、质量与生态并重管理，建设资源节约型社会提供了良好的手段；同时，也满足公众参与管理农用地分等数据的功能，加大土地科学普及工作，树立全社会关注农用地资源安全、耕地保护与国家粮食安全的意识；通过模糊查询、条件查询、空间查找等具体功能可以快速查询村、国家级基本农田、地类图斑等重要对象的空间位置和属性信息；能对县（市、区）各级数据进行实时动态的统计汇总，并可用专题图的形式对不同区域的农用地分等数据按不同的指标进行对比分析，可以输出各种图形和报表；可以根据不同的业务需要，设计不同的数据应用分析模型，例如征地分析模型、土地开发整理前后质量评价模型、土地利用变化模型等。通过系统，按这些模型进行处理，输出分析结果，从而有效地促进国土资源管理工作的信息化、科学化、专业化，提高办事效率，避免决策失误。

3成果输出

依据农用地分等制图规范和土地利用管理需求，输出农用地分等图形和数据成果；还可以按行政区域及任意区域裁剪图件等。

4系统维护

该系统是按照国家的有关规程和标准进行设计的，可根据土地管理实际情况做进一步的编码和更新，满足国土资源管理工作的实际需要。

打开Visio2003至程序的主界面，很快我们就可以看到许多预设的画图方案了，在左边的选择绘图类型的类别选项下，选择我们需要的“数据库”这一类型

在选中数据库类别之后，我们可以看到Visio2003为我们预设了三种常用的数据库画图方案，我们选择双击最常用的“数据库模型图”

这时Visio2003就进入了画图状态，看到界面的左边，选中“实体”这个画图模型，按住鼠标左键不放，直接拖动到中间的带有标尺的画图区域

接下来主要的工作就放在设置表的属性上了。看到程序主界面窗口下方的属性设置，现在左边的类别选中“定义”，依次输入数据表的物理名称和概念名称，注意如果物理名称和概念名称不一致的话要把键入时同步名称的勾取消掉才行

接来下类别选中“列”，根据实际情况分别填入列的在实际数据库中物理名称，数据类型，是主键的列以及不能为空的列要勾上“PK”或者“必须的”

如果需要为列的字段添加注释，就选中相应的列之后，点击旁边的“编辑”，出现了列属性的编辑窗口，首先就要把“键入时同步名称”的勾去掉，然后在概念名称处就可以填写自己需要的列字段说明了，填完点“确定”以此为例完成对每一列的属性编辑

所有列编辑完之后，在画图区就可以看到数据库模型图的样子了。可以通过拖动调整整个数据库模型图的大小

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最后要做的就是把这个数据库模型图保存出来以供使用，点击工具栏的“文件”，然后选择“另存为”，选好保存位置，保存类型可以选择为“jpg”，最后点击“保存”即可把这个画好的数据模型图以jpg的形式保存出来了，十分方便

在结果中最先展示。图中描述了原始研究的纳入排除过程。metacyc提供了流程图的模板，推荐使用该模板。请参考以下步骤。

1、流程图最上面展示的是初始获取的文献数量，最下面展示的是最终纳入分析的文献数量，中间部分展示文献的纳入排除过程。

2、流程图可以归纳为四部分：文献获取、文献筛选、文献入排和文献纳入。

3、向下的箭头表示文献选择过程，向右的箭头表示每一步中排除的文献和原因。

数据库设计步骤：1规划 2需求分析 3概念设计 4逻辑结构设计 5数据库的物理设计 6数据库的实现 7数据库的运行与维护

第一步，规划。规划阶段的主要任务是进行建立数据库的必要性及可行性分析。如系统调查（即对企业全面调查，画出组织层次图，以了企业组织结构），可行性分析，确定DBS（数据库系统）的总目标和制定项目开发计划。

第二步，需求分析。需求分析阶段应该对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能够接受的需求分析报告。这一阶段的工作只要有，分析用户活动，产生业务流程图；确定系统范围，产生体统范围图；分析用户活动涉及的数据，产生数据流程图；分析系统数据，产生数据字典。

第三步，概念设计。概念设计的目标是产生反应企业组织信息需求的数据库概念结构,即设计出独立与计算机硬件和DBMS（数据库管理系统）的概念模式。E-R模型是主要设计工具。

第四步，逻辑结构设计。其目的是把概念设计阶段设计好的全局E-R模式转换成与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构（包括数据库模式和外模式）。

第五步，数据库的物理设计。对于给定的数据模型选取一个最适合应用应用环境的物理结构的过程。数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法，完全依赖于给定的硬件环境赫尔数据库产品。

第六步，数据库的实现。该阶段主要有3项工作：1建立实际数据库结构 2装入试验数据对应用程序进行调试 3装入实际数据，进入试运行状态。

第七步，数据库的运行与维护。数据库系统的正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始，该阶段有4项任务：1维护数据库的安全性与完整性 2监测并改善数据库运行性能 3根据用户要求对数据库现有功能进行扩充 4及时改正运行中发现的系统错误。

1空间坐标系统

坐标系统：采用1954北京坐标系，高斯-克吕格投影6度带投影，带号15，中央经线85°30′，单位为m。

高程基准：采用1956黄海高程系。

2建库工作程序

在实际 *** 作过程中，采用的建库流程参考国家数字地质图建库标准，结合西天山地区1：25万地质图图幅要素的实际情况，创建GeoDatabase数据库，构建各要素集和要素类，数据库结构如图4-3所示。在矢量化过程中，采用以线性地质要素（断层，地质界线，岩性边界等）矢量为起点，以线跟踪，线拷贝为中心，最后以线转面（Feature to Poly-gon）的方法生成各面类地质图层，然后对临时面文件按各地质要素进行分类，导入各图幅的标准地质数据库中，再进行属性数据的录入。

在建库过程中，第一步，对扫描地质图进行几何校正。第二步，在ArcGIS Catalog平台上，按照前文讨论的各地质要素数据集，各地质要素字段创建数据库表结构。在统一的建库标准下建立完整的西天山地区地质图数据结构。每一幅地质图形成一个单独的地质数据库（GeoDatabase），每个库包含相同的数据结构和字段类型，每一个属性表形成一个图层，存放对应的地质几何要素；并在各自的数据库下增加临时线文件、临时面文件，用来保存第一步线形矢量化后未分类的图形数据。

在矢量化过程中，我们首先对断层要素进行矢量，因为断层线性平滑，多数断层是地层岩性的公共边界。断层矢量完成后紧接着对所有岩性边界进行矢量，包括沉积岩地层、侵入岩地层和变质岩地层边界，岩性边界数据存入临时线文件，是一个单独的线要素图层，在矢量时，如果断层恰好是岩性边界的界线或公共边，这时，为保证几何图形拓扑一致性，我们采用 “线跟踪” 或 “线拷贝” 的方法将公共边界的断层线直接拷贝至 “临时线” 图层。凡是作为公共边界的线，我们都采用同样的方法进行矢量，比如 “地质界线”图层与其他面状要素的公共边界等。

完成各岩性界线的矢量后，检查若没有遗漏，利用ArcGIS空间分析模块的 “线转面”（Feature to Polygon）工具，将临时线文件转换为临时面文件，设定闭合容差为10m。转换完成后按照沉积（火山）岩、侵入岩、岩墙进行面状要素的分类，逐一导入各自相对应的单独的图层中。对于脉岩（面）要素、火山机构和矿点（点）要素基本很少与其他图层共用边界，因此，直接对这些要素单独进行矢量便可。最后进行图形的质量检查，包括划分岩性类别检查，几何拓扑检查，检查无误且没有遗漏后，导入标准库中。这样基本完成了一幅扫描地质图各类地质要素的图形矢量工作，下一步，主要参考图例、柱状图和地质图说明书进行属性录入，如流程图4-3所示。最后，检查属性数据的录入完整无误后，便可进行下一图幅的矢量工作。

对于化探和航磁的数据处理可以采用多种方式，本次研究中主要采用克里金插值和主成分分析对化探、航磁数据进行处理，并结合地质矿产图说明书相关内容将化探、航磁数据与致矿有关的信息存入空间数据库中。上述数据的生产均在ArcGIS平台上完成。

3空间数据库内容

本次资源潜力评价空间数据库包含五个要素数据集，15个要素类以及至少6个栅格数据。

地理要素数据集：使用国家基础地理信息中心的1：25万地形数据库中的水系、政区、居民地和交通要素类四个要素类。

基础地质要素数据集：包括1：25万区域地层、侵入岩、火山岩、变质岩、构造分区、断层、矿产7个要素类。其中，资源潜力评价预测底图数据由地层和侵入体所定义的构造相单元属性通过数据融合直接生成，各要素类中所包含的属性内容及相应的数据类型应和区域成矿模型及资源评价所需要素保持一致，实现模型要求与信息的对称，各属性编码参考 《全国矿产资源潜力评价数据模型数据项下属词规定分册》。

物化探要素数据集：包括1：5万航磁要素类、1：5万地面磁法要素类、1：20万区域化探要素类、1：5万区域化探要素类四个要素类。

物化探栅格数据集：主要存储由物化探要素类通过克里金插值转换而来的栅格数据以及在空间分析过程中产生的栅格数据。

遥感栅格数据集：主要用于存储研究区ETM＋卫星数据，是近年来在地质矿产应用特别是填图和蚀变信息提取占据主流地位的遥感数据源。

4数据库质量控制

空间数据库在数据完整性、逻辑一致性、位置精度、属性精度、接缝精度均要求符合中国地质调查局制定的有关技术规定和标准的要求。

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