地理信息基础库设计

㈠ 地理信息数据库建库顺序

建立省级基础地理信息数据库，必然要设计和开发基础地理信息数据库版管理系统，并解决大数据量权、多种类型空间数据的集成管理问题.介绍和讨论最近完成的浙江省基础地理信息数据库(1 : 10 000示范库)管理系统中诸如系统总体框架、系统功能、空间数据序结构、海量多源数据组织、空间索引建立等有关技术问题.试验结果确定了比较合适的空间索引数据，从而获得了对海量数据较好的访问性能，示范库的建设工作达到了预期的目的.
可以详细的看
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㈡ 　基础地理数据库建设

1.基础地理数据库建库原则

（1）满足专题研究的特殊需求。河南省1:500000～1∶100000数字地理底图的制作，是根据《河南省国土资源遥感综合调查与信息化工程总体设计书》的要求，应用地理信息系统技术，为其提供数字式基础地理控制信息。基础地理控制信息用于专题信息的定位，正确表现其与周围地理环境的关系的分布规律，综合地反映自然地理形态和社会经济概况。同时，通过非空间数据（属性数据）录入，实现空间数据与非空间数据的对应联结。

（2）以国家基础地理信息中心“数字地图数据库”为基础，根据项目的需要，根据现时资料进行了部分内容的补充、修编。

2.地理要素选取标准

（1）水系

图上所有双线河及河心岛，单线河5级以上基本全部选取。河网密度大的在保证体现其河系基本形态的原则下，进行了删减，选取图上面积大于10 mm2的湖泊和水库。

（2）行政区划

选取县级以上行政界线。

（3）居民地

县级以上政府所在地全部选取。地级以上政府所在地按真型居民地范围选取。镇级居民地按经差30′、纬差20′范围内3～5个居民地的标准选取。在部分人口稀疏区选取了部分村级居民地。

（4）交通

铁路及高等级公路全部选取，并按高速公路、国道、省道进行分类；其他公路按照与居民地相连通的原则选取。根据现势资料对近年来新建高速公路进行补充。由于数据及比例尺的不同，故补充信息的精度低于1∶250000比例尺的精度。

（5）地貌

地形等高线高差平原地区为50 m、100 m；低山区为300 m、500 m；中山区为1000 m、1500 m、2000 m。主要山峰及高程，按经差30′、纬差20′范围内选取3个山峰或高程点的标准。

3.地理要素分类代码

1∶500000数字地理底图要素分类代码采用中华人民共和国国家标准《国土基础信息数据分类与代码》（GB/T13923-92）。国土基础信息数据分为九个大类，并依次细分为小类，一级和二级。分类代码由六位数字码组成，其结构如下：

遥感·河南省国土资源综合调查与评价

大类码、小类码、一级代码和二级代码分别用数字顺序排列。识别位由用户自行定义，以便于扩充。在1∶500000数字地理底图数据库中没有用到识别位，故用前五位数字表示要素分类代码。

（1)1:500000数字地理底图数据所用到的大类码意义

2＝水系；3＝居民地；4＝交通；6＝境界；7＝地形。

（2）行政区划代码

1∶500000数字地理底图数据库中县级以上行政区划代码采用中华人民共和国国家标准《中华人民共和国行政区划代码》（GB/T2260-1995）。属性表中数据项为“行政区划代码”。县级以上行政区划代码结构如下：

a.采用六位数字代码。按层次分别表示我国各省（自治区、直辖市）、地区（市、州、盟）、县（区、市、旗）的名称。

b.行政区划代码从左至右的含义。第一、二位表示省（自治区、直辖市）；第三、四位表示省辖市（市、州、盟及国家直辖市所属市辖区和县的总码）其中01～20、51～70表示省辖市；21～50表示地区（州、盟）；第五、六位表示县（市辖区、地辖市、省直辖县级市、镇），其中01～18表示市辖区或地辖市，21～80表示县（镇），81～99表示省直辖县级市。

4.投影、坐标系、高程系

数字地理底图数据库采用高斯－克吕格（等角横切圆柱）投影，中央经线为113°30 ′00″，坐标系采用1954年北京坐标系，高程系采用1956年黄海高程系。

5.地理要素分层

河南省基础地理数字地图图层文件分类详见表5.3.1。

表5.3.1河南省基础地理数字地图图层文件分类表

6.河南省基础地理数据层描述

（1）基本信息图层名（L2HN01J）

数据描述 表5.3.2描述30′×20 ′的经纬网线及其经纬度值。

表5.3.2基本信息属性表

数据项代码及其描述95202＝经线；95203＝纬线。

（2）水系信息图层名

a.水系信息图层名（L2HN02S)

数据描述以多边形表示的水系要素，如河流、湖泊、水库、水塘等。

数据项代码及其描述22012＝常年双线河；22010＝运河；23000＝湖泊；24010＝水库；24150＝水塘；25050＝水中岛。

河流、湖泊、水库属性见表5.3.3。

表5.3.3河流、湖泊、水库属性表

b.水系信息图层名（★2HN022H、L2HN02CH）

数据描述 以线表示的水系要素，包括河流、湖泊、水库、运河等。

数据项代码及其描述21011＝常年单线河；21012＝常年双线河岸线；21021＝常年时令河；22010＝运河岸线；23000＝湖泊岸线；24010＝水库岸线；24150＝池塘岸线。

河流、海岸线属性见表5.3.4。

表5.3.4河流、海岸线属性表

（3）交通信息图层名

a.交通信息图层名（L2HN03T）

数据描述表5.3.5描述主要铁路和铁路线起止点城市名。

数据项代码及其描述41000＝铁路；41010＝电气化铁路；41011＝复线铁路；41012＝单线铁路；41013＝建筑中铁路；41030＝窄轨铁路。

铁路图层属性见表5.3.5。

表5.3.5铁路图层属性表

b.交通信息图层名（L2HN03G、L2HN03GD、L2HN03SD）

数据描述表5.3.6描述高速公路、国道、省道及起止点城市名称等。

数据项代码及其描述42010＝高速公路；42011＝建筑中高速公路；0＝一级公路（国道）；42070＝主要公路（省道）；42080＝一般公路；42110＝大路；42130＝小路。

公路图层属性见表5.3.6。

表5.3.6公路图层属性表

（4）居民地图层名

a.居民地图层名（L2HN04X）

数据描述 表5.3.7描述乡镇级以上居民地及其行政区划代码名称等。

数据项代码及其描述31020＝省政府驻地；31030＝地级市政府驻地；31060＝县政府驻地；31080＝镇政府驻地；31090＝乡政府驻地。

镇级以上居民地属性见表5.3.7。

表5.3.7镇级以上居民地属性表

b.居民地图层名（L2HN04D）

数据描述表5.3.8描述地级以上真型居民地及其类别和名称。

地区级居民属性见表5.3.8。

表5.3.8地区级居民地属性表

（5）政区图层名

a.政区图层名（L2HN05X、L2HN05D、L2HN05X）

数据描述 表5.3.9描述省级行政界、地级行政界、县级行政界、地区界等。

表5.3.9境界属性表

b.政区图层名（L2HN05DQ、L2HN05XD）

数据描述表5.3.10描述地级行政区、县级行政区。

表5.3.10行政区属性表

（6）地貌图层名

a.地貌图层名（L2HN06D）

数据描述表5.3.11描述等高线及其高程值。

数据项代码及其描述71000＝等高线。

表5.3.11地形等高线属性表

b.地貌图层名（L2HN06G）

数据描述表5.3.12描述主要山峰的名称及高程值，主要高程点的高程值。

数据项代码及其描述72000＝山峰。

表5.3.12山峰高程点属性表

7.工作流程

工作流程包括预处理、图形数字化、图形编辑、拓扑关系建立、属性输入、投影变换、输出图形等步骤，各步骤间均经过检查修改等过程。其工艺流程见图5.3.1。

图5.3.1河南省基础地理数字地图制作工艺流程图

㈢ 空间数据库的空间数据库的设计

数据库因不同的应用要求会有各种各样的组织形式。数据库的设计就是根据不同的应用目的和用户要求，在一个给定的应用环境中，确定最优的数据模型、处理模式、存贮结构、存取方法，建立能反映现实世界的地理实体间信息之间的联系，满足用户要求，又能被一定的DBMS接受，同时能实现系统目标并有效地存取、管理数据的数据库。简言之，数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。
空间数据库的设计是指在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程。主要包括需求分析、结构设计、和数据层设计三部分。
1、需求分析
需求分析是整个空间数据库设计与建立的基础，主要进行以下工作：
1）调查用户需求：
了解用户特点和要求，取得设计者与用户对需求的一致看法。
2）需求数据的收集和分析：
包括信息需求(信息内容、特征、需要存储的数据)、信息加工处理要求(如响应时间)、完整性与安全性要求等。
3）编制用户需求说明书：
包括需求分析的目标、任务、具体需求说明、系统功能与性能、运行环境等，是需求分析的最终成果。
需求分析是一项技术性很强的工作，应该由有经验的专业技术人员完成，同时用户的积极参与也是十分重要的。
在需求分析阶段完成数据源的选择和对各种数据集的评价
2、结构设计
指空间数据结构设计，结果是得到一个合理的空间数据模型，是空间数据库设计的关键。空间数据模型越能反映现实世界，在此基础上生成的应用系统就越能较好地满足用户对数据处理的要求。
空间数据库设计的实质是将地理空间实体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程，也就是地理信息系统中空间实体的模型化问题。
1）概念设计
概念设计是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象，最终形成空间数据库系统及其应用系统所需的模型。
具体是对需求分析阶段所收集的信息和数据进行分析、整理，确定地理实体、属性及它们之间的联系，将各用户的局部视图合并成一个总的全局视图，形成独立于计算机的反映用户观点的概念模式。概念模式与具体的DBMS无关，结构稳定，能较好地反映用户的信息需求。
表示概念模型最有力的工具是E-R模型，即实体-联系模型，包括实体、联系和属性三个基本成分。用它来描述现实地理世界，不必考虑信息的存储结构、存取路径及存取效率等与计算机有关的问题，比一般的数据模型更接近于现实地理世界，具有直观、自然、语义较丰富等特点，在地理数据库设计中得到了广泛应用。
2）逻辑设计
在概念设计的基础上，按照不同的转换规则将概念模型转换为具体DBMS支持的数据模型的过程，即导出具体DBMS可处理的地理数据库的逻辑结构(或外模式)，包括确定数据项、记录及记录间的联系、安全性、完整性和一致性约束等。导出的逻辑结构是否与概念模式一致，能否满足用户要求，还要对其功能和性能进行评价，并予以优化。
从E—R模型向关系模型转换的主要过程为：
①确定各实体的主关键字；
②确定并写出实体内部属性之间的数据关系表达式，即某一数据项决定另外的数据项；
③把经过消冗处理的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字
④根据②、③形成新的关系。
⑤完成转换后，进行分析、评价和优化。
3)物理设计
物理设计是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储结构，其结果是导出地理数据库的存储模式(内模式)。主要内容包括确定记录存储格式，选择文件存储结构，决定存取路径，分配存储空间。
物理设计的好坏将对地理数据库的性能影响很大，一个好的物理存储结构必须满足两个条件：一是地理数据占有较小的存储空间；二是对数据库的操作具有尽可能高的处理速度。在完成物理设计后，要进行性能分析和测试。
数据的物理表示分两类：数值数据和字符数据。数值数据可用十进制或二进制形式表示。通常二进制形式所占用的存贮空间较少。字符数据可以用字符串的方式表示，有时也可利用代码值的存贮代替字符串的存储。为了节约存贮空间，常常采用数据压缩技术。
物理设计在很大程度上与选用的数据库管理系统有关。设计中应根据需要，选用系统所提供的功能。
4)数据层设计
大多数GIS都将数据按逻辑类型分成不同的数据层进行组织。数据层是GIS中的一个重要概念。GIS的数据可以按照空间数据的逻辑关系或专业属性分为各种逻辑数据层或专业数据层，原理上类似于图片的叠置。例如，地形图数据可分为地貌、水系、道路、植被、控制点、居民地等诸层分别存贮。将各层叠加起来就合成了地形图的数据。在进行空间分析、数据处理、图形显示时，往往只需要若干相应图层的数据。
数据层的设计一般是按照数据的专业内容和类型进行的。数据的专业内容的类型通常是数据分层的主要依据，同时也要考虑数据之间的关系。如需考虑两类物体共享边界(道路与行政边界重合、河流与地块边界的重合)等，这些数据间的关系在数据分层设计时应体现出来。
不同类型的数据由于其应用功能相同，在分析和应用时往往会同时用到，因此在设计时应反映出这样的需求，即可将这些数据作为一层。例如，多边形的湖泊、水库，线状的河流、沟渠，点状的井、泉等，在GIS的运用中往往同时用到，因此，可作为一个数据层。
5)数据字典设计
数据字典用于描述数据库的整体结构、数据内容和定义等。 数据字典的内容包括： 1）数据库的总体组织结构、 数据库总体设计的框架 。 2）各数据层详细内容的定义及结构、 数据命名的定义 。 3）元数据（有关数据的数据，是对一个数据集的内容、质量条件及操作过程等的描述） 。

㈣ 地理信息系统数据库的介绍

《地理信息系统数据库（第2版）》全面、系统地论述GIS数据库的基本原理回、应用方法、最新答理论与发展趋势，以及在国土规划与管理、水资源规划与管理等方面的许多应用实例，所涉及的主要内容和相关关键技术是目前GIS数据库研究与开发最需要考虑的技术问题之一。全书共七章，内容包括：绪论；空间数据的表达与管理；GIS数据库设计；WebGIS数据库技术；GIS数据库标准化；GIS数据库基础应用；GIS数据库发展前沿。

㈤ 什么是“基础地理空间框架”具体的内容包括什么

基础地理空间框架建设是充分运用全球导航卫星系统(GNSS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和计算机网络等技术，制定相应的政策法规和标准体系，建立基础地理数据获取与更新、处理与管理、分发与服务的信息化体系，为建设多尺度、多分辨率、多种类的北京市空间数据体系和统一的北京市地理空间数据基础平台奠定基础，从而为城市政府、行业、社区和公众提供高质量的基于空间位置的应用服务，满足北京城市规划、发展、建设、运行、服务、管理的需要。
进入21世纪以来，北京市基础地理空间框架实现了从最初的传统模拟测绘技术体系向数字化测绘技术体系的跨越式发展，正朝着信息化测绘技术体系的方向快速推进，逐步形成了北京市基础地理空间框架的管理体系、标准体系和技术体系。20多年来，为北京市城市总体规划、城市建设重点工程、奥运工程、信息化城市管理，以及人民群众的工作生活，提供了及时、可靠、适用的测绘服务与保障。

一、基础地理空间框架建设现状
（一）数字化测绘生产体系的建立。从20世纪80年代开始，北京市测绘设计研究院（以下简称：北京院）率先开展了一系列数字化测绘生产体系的研究与建立工作，包括：大比例尺工程图机助成图系统的开发、北京市地下管网图形数据库系统的建设、全球卫星定位系统（GPS）技术的应用、数字化测绘生产工艺流程设计、北京市基础测绘信息4D系统产品体系的研究等，这些研究成果为数字化测绘体系的建设以及北京市基础地理空间框架的建设奠定了坚实的技术基础。
（二）北京市基础地理空间框架管理机制基本形成。随着数字化测绘生产体系的建立和完善，对建立相关的管理体系和法规体系的需求也越发强烈。北京市地理信息中心的成立、基础测绘工作纳入北京市国民经济和社会发展计划、ISO9001质量管理体系的建立、《北京市基础测绘更新规划方案》的制定以及《北京市测绘条例》的颁布等一系列举措，使得北京市的测绘事业逐步适应社会主义市场经济的管理体制，测绘队伍不断壮大，基础测绘的良性循环得到了保障，并为北京市基础地理空间框架建设的管理工作提供了法规保障。
（三）北京市基础地理空间框架技术体系初步建立。“十五”期间，北京市基础地理空间框架技术体系的建设逐步落实。国家基础测绘设施项目北京市单位工程按要求完成，各项技术指标达到并超过了《实施方案》的设计目标；依据《北京市测绘条例》，《北京市地方测绘技术系列标准》的编写工作基本完成；北京市基础地理空间框架基准体系建设的项目成果通过了专家鉴定；《北京市“十一五”时期测绘事业发展规划》列入市政府专项规划，有力地推动了北京市测绘事业的发展。

二、北京市基础地理空间框架数据与技术服务成果
（一）基础地理空间框架数据建设。
1．北京地形图分为1∶500、1∶2000和1∶10000三种，分别以2年、3年、4年（平原）、8年（山区）的周期进行更新。基础测绘成果以4D数据（DLG数字线划图、DEM数字高程模型、DOM数字正射影像、DRG数字栅格图）为表现形式，实现了全面覆盖、及时更新。测绘部门积极主动做好基础地理数据的推广应用工作，有力地保障了“新北京、新奥运”的战略构想和北京城市总体规划的实施。
2．基础地理信息数据库系统建设。依据北京市基础地理空间框架建设需要，北京市测绘设计研究院建成了1∶500、1∶2000和1∶10000基础地理信息数据库，其中，1∶500库存储管理了北京市四环范围约8800幅地形图、1∶2000库存储管理了六环范围约3300幅地形图，1∶10000库存储管理了全市域930幅地形图；初步建立了1∶2000～1∶10000数字正射影像数据库(DOM)、1∶500～1∶10000数字栅格地图数据库(DRG)、地名与地址数据库和元数据库。同时建设了数据库管理系统。
3．基础地理信息数据服务建设。近5年来，北京院共向建设单位提供1∶500、1∶2000和1∶10000纸质地形图30余万张单幅和1万余张单幅基础地理数据。向全市137家单位提供了较大范围（面积大于6km2）的基础地理数据和服务，其中包括121家各级政府委办局和信息中心，占88.3％；公司企业单位10家，占7.3％；科研院所6家，占4.4％。全市绝大部分的委办局均使用上了北京基础地理数据，不仅推动了全市各个委办局政务信息系统建设，也促进了基础地理数据的应用与更新。在向北京市公安局、市交管局、市交通委等约10家单位提供基础数据时，通过多种方式采集了专题数据，制作了专题电子地图和开发了基于电子地图的专业地理信息系统。
4．数字地形图分发服务系统建设。为了进一步做好现状地形图和历史地形图的管理，北京院建立了现状地形图数据库和历史地形图数据库，用于存储和管理北京市1∶500、1∶2000及1∶10000三种比例尺现状地形图和历史地形图，可为用户提供方便、快捷、优质的测绘成果服务。2004年，北京院建立了数字地形图分发服务系统和历史地形图综合查询系统。该系统的建立可缩短查询和出图时间，缩短了新图归档到对外提供服务的周期，提高了工作效率。
（二）地理信息技术服务。依托北京市基础地理空间框架支撑，北京院加强地理信息系统技术开发服务和工程应用工作，承担主要地理信息系统技术开发服务开发项目及应用工程三十余项，累计获得各级科技进步奖116项次、各级优秀工程奖76项次。依托北京市基础地理信息数据库提取数据，编制北京市政务版电子地形图数据，提供给北京市政府各个委办局使用。该数据的使用，推进政务信息化和信息共享，促进了基础地理信息数据服务与保障。
1．基础地理信息数据在北京城市总体规划修编中的应用。北京城市总体规划的修编，需要有准确可靠的基础地理数据的支持，而规划决策也都需要空间信息的定位，最终的规划成果需要表现在地形图上。为了提供及时有效的基础地理数据，以现有的各种基础地理数据为基础，进行各种专题数据的加工和整合，完成了北京市域规划汇总图和北京市域现状汇总图等GIS数据的加工,并对各种专题数据进行统计分析与应用服务，为各相关部门的各专项规划研究和规划编制工作提供了可靠信息和科学依据，从而保障了北京市总体规划修编工作的顺利实施。
2．为城市建设重点工程、奥运工程提供测绘服务。“新北京、新奥运”战略的实施，迎来了北京城市建设的高峰期，大量的重点工程、奥运工程、市政工程陆续开工建设。北京院为各个建设项目提供了优质测绘服务，保障“新奥运”从规划到实施全过程的用图，编撰了《“新北京、新奥运”地图集》，有力的扩展了测绘服务应用范围。
3．为信息化城市管理提供测绘服务。建立单元网格城市管理是信息化城市管理的新模式。北京院积极提供了基础测绘数据，还为系统建立开展了城市部件调查，采集了大量的专业信息和实施了相关信息整合。在海淀朝阳两区网格项目建设中，采集并整合了21个城市管理专业部门所掌握的空间和非空间信息，建成了18大类、40个专题、几十万条数据为系统建立提供优质测绘服务和保障。
（三）测绘服务社会经济效益稳步增长。近十年来，在市委市政府持续投入财政经费保证基础测绘工作稳步开展，北京院不断完善测绘管理体系和运行机制，积极推进地理信息资源建设与开发利用，测绘队伍不断壮大，地理信息应用服务明显提升，面向测绘市场服务的能力增强。全院的总收入获得快速的增长，职工平均收入水平也得到较大幅度的提高。
北京院在贯彻实施《北京市测绘事业“十一五”发展规划》工作中，积极加强基准体系建设，积极提高数字测绘产品的生产能力，积极加强质量管理体系建设，积极加强地理信息分发服务体系建设，积极做好测绘成果的推广应用工作，努力使北京院测绘服务保障能力达到一个新水平。

㈥ 5万基础地理信息数据库 有哪些地理要素 和数据层

国家基础地理信息数据库是存储和管理全国范围多种比例尺、地貌、水系内、居民地、交通、容地名等基础地理信息，
包括栅格地图数据库、矢量地形要素数据库、数字高程模型数据库、地名数据库和正射影像数据库等。

延伸：
国家基础地理信息系统是以形成数字信息服务的产业化模式为目标，通过对各种不同技术手段获取的基础地理信息进行采集、编辑处理、存贮，建成多种类型的基础地理信息数据库，并建立数据传输网络体系，为国家和省（市、自治区）各部门提供基础地理信息服务。它是一个面向全社会各类用户、应用面最广的公益型地理信息系统。是一个实用化的、长期稳定运行的信息系统实体。是我国国家空间数据基础设施（NSDI）的重要组成部分，是国家经济信息系统网络体系中的一个基础子系统。