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空间数据库实验报告

发布时间: 2023-07-29 13:02:35

‘壹’ 数据库SQL实验报告:视图与索引怎么写啊

如果是SQL Server的视图与索引都会写,但是实验报告不会,不清楚报告要写什么。。。没写过。。。

‘贰’ 地理空间数据集成

早期GIS系统几乎是完全独立的系统,拥有自己特定的软件组件、文件格式和自己专门采集的空间数据,不同GIS系统之间很少进行交互和集成。随着网络和数据库技术发展及GIS应用领域的扩大,发展了许多空间数据集成理论和方法。

根据侧重点的不同,地球空间数据集成的概念有如下几类:①GIS功能观点,认为数据集成是地理信息系统的基本功能;②简单组织转化观点,认为数据集成是数据层的简单再组织;③过程观点,认为地球空间数据集成是在一致的拓扑空间框架中地表描述的建立或使同一个地理信息系统中的不同数据集彼此之间兼容的过程;④关联观点,认为数据集成是属性数据和空间数据的关联。这些观点,从不同角度揭示出地球空间数据集成的多样性和综合性(李军,2000)。

按照数据集成的类型及实际应用中数据集成需求,地球空间数据集成分为4大类:①区域集成,指根据一定区域范围集成各种类型的数据(Eugene,1992);②专题集成,以要素作为数据集成主要指标的集成;③时间集成,以时间为集成主体,内容包括多时间尺度数据集成、时间序列数据集成等;④数据综合集成,即综合度差异数据之间的集成,从数据与其表达的地学过程空间尺度的关系分析即是多空间尺度数据集成。

这四类集成中每一类都包含具体的集成类型,其中数据的综合集成是最为复杂的一类,常规意义的制图综合和数据细化都包含在该类数据集成中。

按照数据集成模式可以把GIS数据集成分为3种模式:①数据转换模式,是经专门的数据转换程序进行不同数据格式的集成;②数据互操作模式,是根据OGC颁布的规范,所有数据源的软件(数据服务器)需要提供统一的数据访问接口以便数据客户进行访问,并处理数据客户的请求从而完成数据服务;③直接数据访问模式,指在GIS系统中实现对其他数据格式的直接访问、存取和分析,利用空间引擎的方法实现多源数据的无缝集成(宋关福等2000;闾国年等,2003)。

这三种集成模式各有利弊,其中,①模式是传统的一种模式,但由于不同数据格式描述空间对象时采用的数据模型不同,因而转换后不能完全准确表达源数据信息,此外由于这种数据格式转换的涉及输出和输入两个过程,相对比较复杂;②模式,由于实现各种数据格式宿主软件的数据访问接口,一定时期内还不现实,且对于数据客户来讲,同时需要拥有两种格式的GIS软件,并同时运行才能完成数据的互操作,给数据的集成带来了局限性,因此目前还有很大的局限性。而③模式虽然提供了更为经济实用的多源数据集成模式,是实现空间数据共享的理想方式,但由于构建成本比较大,且需要具备多源空间数据无缝集成技术和一种内置于GIS软件中的特殊数据访问体制,目前是相对比较困难且技术要求较高的集成模式。

综上所述可知,关于地理空间数据集成,目前主要集中于物理实现和逻辑模型层次上的集成方法,是从数据本身入手来研究数据集成,属一种微观的数据集成。因此,数据集成必须同时集成数据的语义,才能满足用户应用的需要。

2.2.1.1 接口规范与标准

自从20世纪70年代开始,许多国家加强了地理信息标准化工作,迄今,已取得了长足进步。国际上地理信息产业的标准和规范发展十分迅速,各国对地理信息产业的标准和规范空前重视,在地理信息标准化的研究和标准的制定方面合作十分密切,国际标准化组织地理信息技术委员会(ISO/TC211)和以开放地理空间信息联盟(OGC)为代表的国际论坛性地理信息标准化组织,以及CEN/TC287等区域性地理信息标准化组织,在其成员的积极参与下建立了完整的地理信息标准化体系,研究和制定出了一系列的国际通用或合作组织通用的标准或规范。国际地理信息标准化工作大体可分为两部分:一是以已经发布实施的信息技术(IT)标准为基础,直接引用或者经过修编采用;二是研制地理空间数据标准,包括数据定义、数据描述、数据处理等方面的标准。

我国于1997年成立了全国地理信息标准化技术委员会(CSBTS/TC230),负责我国地理信息国家标准的立项建议、组织协调、研究制定、审查上报等。

2.2.1.2 分布式空间查询处理技术

国际上的研究主要集中在分布式空间索引技术和分布式查询处理策略等方向上。英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的Abel和新加坡国立大学的Ooi等人(1995)基于分布式数据库理论中的半连接思想,首先研究了分布式空间数据库的空间连接查询处理问题,提出了空间半连接算子,并基于空间对象的一维索引结构,提出了一种空间半连接查询处理算法。新加坡国立大学的Tan等人(2000)将上述算法扩展到多维索引结构,并分析了算法在不同数据分布和网络带宽情况下的性能。实验结果表明,采用空间半连接操作可以极大地降低网络数据传输量,这对于网络带宽有限的分布式环境来说,如网络将很好地改善查询的整体响应时间。但是,空间半连接操作也带来了额外的CPU和I/O开销,在高速网络环境下,且传输数据量较小时,采用基于空间半连接操作的查询处理策略反而可能引起性能的下降。此外,还有学者研究了在并行计算体系结构下的分布式空间查询处理问题,Patel等(2000)提出在并行计算体系结构下的两种空间连接查询处理策略。

2.2.1.3 组织管理与集成体系结构

对于组织管理与集成体系结构即空间数据组织管理与集成技术研究,分为三个阶段:①传统的空间数据组织管理与集成阶段。②面向服务的空间数据的组织管理与集成阶段。③网格环境下空间数据的组织管理与集成阶段。海洋时空数据属于地理空间数据的范畴,但是由于海洋现象的复杂性、多样性以及海洋时空数据自身的特点,决定了海洋时空数据与其他空间数据的组织管理与集成有着很大的区别。

‘叁’ 建立空间数据库的原理、方法和步骤

一、目标任务

1.主要工作任务

《1∶25万内陆干旱区地下水资源评价塔里木盆地地下水勘查空间数据库》是在综合研究已有资料的基础上,补充野外实际工作,建立了58个标准图幅的1∶25万空间数据库。

2.技术要求

采用中国地质大学开发的MAPGIS软件平台,完全依照中国地质调查局提出的各项技术标准,执行中国地质调查局最新修订的《西北地下水资源勘查评价空间数据库工作指南》2.0版及其他相关标准。对选定的58幅1∶25万标准图幅综合水文地质图、地质图、生态环境水文地质图、地貌图、地下水开发利用规划图、地下水水化学类型图、地下水资源分布图、平原区地下水质量分区图、综合水文地质剖面图、重点流域等水位线图等图件进行数字化处理和空间数据库的建立。

参考标准或引用标准:

GB 2260中华人民共和国行政区划代码

GB 9649地质矿产术语分类代码

GB/14157水文地质术语

GB/T 14538-93综合水文地质图图例及色标(1∶200000~1∶500000)

GB/T 14848地下水质量标准

GB/T 13923-92,国土基础信息数据分类与代码(中国标准出版社,1992)

DZ/T 0197-1997数字化地质图图层及属性文件格式(国家行业标准)

西北地下水资源勘查评价空间数据库工作指南

3.提交成果

1)数据库成果(光盘汇交):见表6-1。

2)文档:属性表、图幅基本概况表、工作日志、自检表、互检表、质检组检查表、图面检查表。

表6-1 成果汇交光盘物理存储结构

3)塔里木盆地地下水勘查包括58个标准图幅的水文地质专业图件共7张彩色喷墨全要素图各1张、重点流域等水位线图3张和综合水文地质剖面图1张。

4)《1∶25万内陆干旱区地下水资源评价塔里木盆地地下水勘查空间数据库》建库报告一份。

二、工作方法及流程

(一)项目组织与实施

项目由新疆地质调查院组织,由水文地质工程地质、绘图、计算机等专业技术骨干组成,严格按照规范和技术要求实施。

(二)工作方法

概据任务书的要求,收集、购买已出版的塔里木盆地58幅图的地理信息数字化成果数据,采用中国地质大学开发的MAPGIS6.1软件平台,将此数据在经纬秒格式下进行拼接,按《西北地下水资源勘查评价空间数据库工作指南》标准对地理属性进行了修改。各类专业图件经过专业人员的编图,经审查合格后,采用彩色或灰度扫描,进行图形数字化,做到图元丢失率为0,误差小于0.02mm,其精度均达到设计要求。数据在矢量化过程中以作者原图为主的原则,属性内容以报告和图面内容相结合的方法采集,成果资料中没有的不予反映。

(三)工作流程

本次数据库建设完全按照《西北地下水资源勘查评价空间数据库工作指南》的具体要求,对相关数据资料进行整理。在MAPGIS支持环境下完成图形数据的输入和编辑,利用Access系统下创建的满足《西北地下水资源勘查评价空间数据库工作指南》数据结构要求的数据表,完成外挂属性数据的录入,并实现图层与属性数据的连接。

1.数据信息组成

根据新疆塔里木盆地地下水勘查总体设计书的要求,确定此次工作数据信息的内容为基础地理、基础地质、社会经济信息、水文地质信息(含水文地质条件、水文地质观测、地下水资源等)、环境地质信息、元数据信息,具体的数据信息与内容见表6-2。

表6-2 主要数据类型与数据特征

2.图层划分

新疆塔里木盆地空间数据库的建设,从基础资料图件到成果表达图件,多数内容涉及大量的矢量图形。因此,标准化处理必须确定各种图件的图层划分、图元、属性等方面的内容,以使图形库最大限度地达到共享。图形分层主要考虑到便于图形的操作、管理和计算,同时考虑数据本身的专业数据特点。图层划分详见表6-3 。

表6-3 塔里木盆地地下水勘查空间数据库图层划分

续表

注:#代表含水层编号,含水层未分时,#用“0”替代。

图6-1 工作流程示意图

3.数据准备阶段

作者原图及简单图件用二值或灰度,以300dpi精度扫描,复杂图件用彩色以300DPI精度扫描。所有图件的图式图例参数说明文件放入README文件夹中。

4.数据矢量化阶段

放大70倍进行图件的数字化处理。点线数字化时,要保证其准确性和自然光滑,有坐标的点采用单点展绘的方法直接投影到1∶25万图中,保证了精度。线数字化时,为确保拓扑时弧段不变形,未采用MAPGIS系统提供的线圆滑功能。

5.检查矢量化图件

喷绘数字化图件,对照原图进行自检、互检、抽检,并由水文地质专家进行100%的检查,确保矢量化后的图形数据与原图件一致性和完整性。

6.误差校正

塔里木盆地面积大,横跨4个带。各带图件经检查无误后,生成基于原图高斯北京投影带方式的理论图框,进行误差校正。每标准图幅采集13个控制点,除4个角点外,其余点均匀分布在图幅内。

7.无投影格式下重新拓扑

将检查无误的数据投影到经纬度格式。在经纬度下再进行各带各类图件的拼接,为确保套合精度,重新进行拓扑,录入面属性,再将参与做面的线从整体拓扑图层中弧转线中分离出来,做线属性。

8.喷绘图件

对参与整体拓扑的图层进行拓扑处理、错误检查、修改,然后编辑区颜色。将各图层形成工程文件后,彩喷出图。再由绘图专业人员和水文地质专家对照原图检查,检查出错误进行修改,再出图,再次检查,直至完全无误,最后彩喷成果图件。

9.填写属性卡片

属性卡片的内容以原图和原报告为主要依据。

10.录入属性

在MAPGIS属性库管理模块中将各图层ID号和图元编号做唯一。

11.转换文件格式

将经纬度格式下的属性文件,生成E00文件,转入ARCINFO中,形成最终的ARCINFO格式数据。

工作流程见图6-1。