空间数据库结构定义

地质图空间数据库的组成要素主要包括：对象类、要素类、关系类、综合要素类和要素数据集。组成地质图空间数据库要素数据集分为三大类：基本要素数据集、综合要素数据集和对象数据集。地质图要素数据集是共享空间参考系统的要素类的集合。在地质图数据模型中，由地质点、面、线要素实体类构成。一个要素数据集的空间参考指定了包括坐标系统、投影系统和高程系统的空间参照系、空间域和精度。具有拓扑关系，且具有相同几何类型和相同属性的要素的集合称为地质图要素类。构成地质图的点称为地质图点要素类，构成地质图的线称为地质图线要素类、构成地质图的面称为地质图面要素类。另外，一个地质图要素数据集还应包括属性域（domains），属性域是一个字段类型的合法值的规则，用于限制在表要素类，或子类型的任何具体的属性字段内允许的值。每个要素类或表有一个属性域的集合，这些属性域用于不同的属性和子类型，并且可以在地理数据库的要素类和表之间共享。

图5-2 地质图空间数据库实体关系

传统的地质图数据模型不能很好地解决上述问题，面向对象的技术和方法给我们带来了曙光。面向对象数据模型是以单个空间地质对象为数据组织和存储的基本单位，与拓扑关系数据模型相反，以独立完整、具有地质意义的对象为基本单位对地质空间进行表达，典型实例是ESRI公司的GeoDataBase模型。在具体组织和存储时，将对象的坐标数据和属性数据（如建立了部分拓扑，拓扑关系也放在表中保存）统一存放在关系数据库中。利用面向对象的思想对数字地质图数据进行重新组织与存储，使得数据的表达更接近于人们对客观世界的认识，其语义关系和内部关系更加合理，大大增强了高层次的地质空间分析能力。该模型使得数字地质图独立于任何给定的软件和硬件结构。

本文建库所采用的基本要素类包括：地质（线）界线、脉岩（点）、矿产地（点）、产状、火山口；综合要素数据集包括：蚀变带（面）；对象数据集包括：沉积（火山）岩岩石地层单位、侵入岩岩石年代单位、变质岩地（岩）层单位、断层、面状水域与沼泽。

1.数据库各要素类概念

采用以下要素对地质图空间数据库要素类、对象类和综合要素类描述与定义：

实体名称：实体数据的中文名称；

要素类名称：要素类的中文名称；

对象类名称：对象类的中文名称；

综合要素类名称：综合要素类的中文名称；

要素对象与综合要素类编码：数据项名称的标准化编码；

空间数据类型：指点线面类型；

数据类型：指数据存储的类型，一般包括字符型（C）、单精度数值（S）、双精度数值（D）、长整形（L）、整形等（I），对于特殊系统的数据类型，需要明确说明；

与其他实体的关系：表示该实体与其他实体的关系，如拓扑关系或依赖关系；

数据存储长度：存储于某一特定系统平台的字节数，为系统默认值；

数据显示长度：数据用于信息表达的长度，字符型数据说明字符个数，数值型数据说明小数点前后的位数，不确定长度的数据项需明确说明；

约束条件：确定数据项是否填写，按照以下三类规定，可选（O）、必选（M）、条件必选（C）；若为必选（M）时，可填写是否为空（NOT NULL）；

默认值/初始值：确定数据项在初始状态下的值；

值域范围：明确给出数据项的取值范围；

数据项描述：对需要进一步说明的数据项进行描述。对于特殊表达格式的数据项也需在此说明，如多数值表达的分隔符，特殊符号的表达描述等；

主关键字名称：用以标识记录的唯一性，并用于和其他实体进行关联的数据项的名称；

子关键字名称：和主关键字一起用以标识记录的唯一性，并用于和其他实体进行关联的数据项的名称；

索引键名称：用于按照一定规律排序的数据项的名称；

注释要素类编码：注释要素类数据项名称的标准化编码。

2.组成地质图空间数据库要素数据集

包括三大类：基本要素数据集、综合要素数据集和对象数据集。地质图空间数据库包括要素、对象的分类，描述要素、对象的内容，要素、对象的关系等。

3.基于地质数据库模型的地质图类图

图5-3是基于地质数据库模型的地质图类图，反映了地质图要素类与对象类之间的关系。

图5-3 地质数据库模型的地质图类图

4.空间数据库各要素类字段定义

参照中国地质调查局地质调查技术标准 《数字地质图空间数据库》（DD2006-06）的建库标准，在ArcGIS 9.3 Catalog下，根据标准规定的各要素数据的数据格式建立各类要素集（Feature Classet）见表5-3，及数据表结构和填写规范，见表5-4至表5-11。

表5-3 基础数据库中各要素类一览表

表5-4 沉积（火山）岩图层表结构及填写规范

表5-5 侵入岩岩图层表结构及填写规范

表5-6 地质界线图层表结构及填写规范

表5-7 断层图层表结构及填写规范

续表

表5-8 蚀变图层表结构及填写规范

表5-9 火山机构图层表结构及填写规范

表5-10 矿点图层表结构及填写规范

续表

表5-11 岩墙图层表结构及填写规范

数据库系统一般由有关的硬件、软件、数据库和人员四个部分组合而形成的，为用户提供信息服务的系统。

硬件：是数据库系统的物理支持，包括 CPU 、内存、外存及输入 / 输出设备。由于数据库系统承担着数据管理的任务，它要在 *** 作系统的支持下工作，而且本身包含着数据库管理例行程序、应用程序等，因此要有足够大的内存开销。同时，由于用户的数据、系统软件和应用软件都要保存在外存上，所以对外存容量的要求也很高。

软件：软件系统包括系统软件和应用软件两类。系统软件主要包括数据库管理系统软件、开发应用系统的高级语言及其编译系统、应用系统开发的工具软件等。它们为开发应用系统提供了良好的环境，其中数据库管理系统是连接数据库和用户之间的纽带，是软件系统的核心。应用软件是指在数据库管理系统的基础上由用户根据自己的实际需要自行开发的应用程序。

数据库：是指长期存储在计算机内的，有组织，可共享的数据的集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

人员：数据库系统的人员是指管理、开发和使用数据库系统的全部人员，主要包括数据库管理员、系统分析员、应用程序员和用户。不同的人员涉及不同的数据抽象级别，数据库管理员负责管理和控制数据库系统；系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，确定系统的软硬件配置、系统的功能及数据库概念设计；应用程序员负责设计应用系统的程序模块，根基数据库的外模式来编写应用程序；最总用户通过应用系统提供的用户接口界面使用数据库。常用的接口方式有菜单驱动、图形显示、表格 *** 作等，这些接口为用户提供了简明直观的数据表示和方便快捷的 *** 作方法。

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