渤海区域地质信息管理系统数据库设计方案

 

摘要：数据库是GIS的基础。本文以渤海区域地质信息管理系统数据库为例，阐述了基于GIS的海洋地学管理信息系统中数据库的组织方法，包括空间数据库与属性数据库数据分类、分层方案，命名及编码规则，以及二者之间的联接。

关键词： GIS；空间数据库；属性数据库；基础表

中图分类号：P208

1 前言

在渤海区域地质信息管理系统中，不仅要解决庞大的地理图形，而且地理图形还必须依赖与数据而存在，这样才能发挥出地理信息系统（GIS）强大的空间分析能力与属性分析能力。目前，在GIS数据库设计中，大都采用空间数据库与属性数据库分开设计的原则，但在图层分类、命名上没有统一的规则，这样不利于数据的共享。在参照国家和相关行业的数据标准[1][2][3][4]的基础上，本文提出了一套解决方案。此方案既避免了数据的冗余，又实现了空间数据库与属性数据库的相互对应，为我国海域地学数据库的建立提供了新的思路。

2 空间数据库设计方案

GIS对数据的管理是基于图层的，并通过关键字段将空间数据和属性数据连接起来。为了能对数据合理地分层，首先必须进行合理地分类，设立主题、亚层主题等。其次，应对每一层的空间符号（点、线、面）进行定义，制定出合理分类、分层体系。

    根据国家和相关行业已公布的数据标准，并考虑到渤海地学数据的实际情况，我们规定对数据的分类、分层是按照以下的原则进行的：（1）按地理、区域构造、重力、磁力四大类进一步划分成若干图层，以适应不同的需要；（2）相同逻辑内容空间信息尽量放在一个图层；（3） 图层划分要适合GIS软件功能特点；（4）图层划分要满足我国海洋信息系统的需求。前述原则，将海域地质数据划分成地理、区域构造、重力、磁力4大主题图层、29亚图层。

2.1空间图层划分与命名：

    在GIS 中空间数据是分图层管理的，我们采用了下列分组码命名规则来对图层文件进行命名，它可以保证多幅拼接后每个图形信息及相应属性信息的独立性，防止图层名重复出现。图层名编码结构为图2。

△   ×  △△△  ××   △△

                                   同一图层的分幅序号（无分幅时取0）

                                某一图类中划分的图层数字编号

                        图名的汉字拼音编写，最长3位

                   比例尺代码（1—1：1000000；2—1：500000；3—1：250000

                         4—1：200000；5—1：100000；6—1：50000）

               图类代码（地质D，重力G，磁力M，地理L）

图1  图层命名规则

Fig.1 The rule of layer coding

    若图名超过3个汉字时则取前两个汉字和最后一个汉字的拼音首字母。若出现重名时，则前两位不变，第三位改为数字顺序号

对于每个图层中的点、线、面等图元，除给出了帷一的图元编码外，还按有关规定定义了其空间属性（点符号、线形、线色等）。

3 属性数据库设计方案

属性数据通常用来反映与空间实体对应的属性，一般是通过分类、量算、命名、统计等方法得到的[5]。简单地说，它就是对应空间实体属性的数据库，例如，在渤海区域地质管理信息系统中，断层的名称、走向、倾向、倾角、估计距离、断层岩的类型、断层期次和年代等都属于断层图层的属性特征。

3.1 属性数据库命名、编码规则

△  ×  △△△ ××  △                  

                                   图层属性表的识别码

                             图层数字编号

                        图名

                    比例尺代码（1—1：1000000；2—1：500000；3—1：250000

                         4—1：200000；5—1：100000；6—1：50000）

图类代码（地质D，重力G，磁力M，地理L）

图2 图层属性表命名规则

Fig.2 The rule of attribute table coding

每个图层的图元（点、弧段、多边形）的性质、意义等通过属性数据描述，这些数据的集合构成了一个图层的属性文件，为保证其帷一性与相应空间图层的相关性，采用了图2的图层属性文件命名规则。编码方式与图层名编码相同，识别码采用字符，取属性表主要含义的一个汉语拼音的首字母。对于图层属性表中每一个属性字段均按GB9649-88中定义进行了编码。

3.2 基础表的引用

属性数据既有定性数据，也有定量数据，为了对数据形成准确的描述，我们引进了基础表，每一个属性表可以有多个基础表。基础表是专门用来管理具有表值的属性的。将具有表值的属性作为实体集，建立起新的数据库，即为基础表。一个表值包括一系列单个数据项。引入基础表的目的主要是使所有数据库都更加规范化。图层属性表与基础表之间的关系如图3表示。每一个表的格式也并不完全固定，用户可以根据需要增加或减少其中的字段。

 


图3  图层属性表与基础表的关系

Fig.3 The relation between attribute tables and basic tables

4 空间数据库与属性数据库的连接

图元编号是GIS连接空间图元与属性的关键字（图4），在两者之中必须保持一致。图元编码由顺序码和识别码两段组成，顺序码视图元数可取1∽4位数字填写；为保证多幅图拼接相同图素的图元编号不重码，应在不同的图幅的图元顺序前分别加识别码。应将原有图幅统一的顺序编码的顺序号（1∽3）作为识别码加在图元顺序码前构成图元编码。

 


                                  图元  

                                   编码

 

 

图 4 空间图形与属性数据的连接

Fig.4 The relation between spatial metafile and attribute data

在渤海区域地质管理信息系统中，空间数据库按照MAPX的图层来管理的，每一图层对应一种类型的空间实体，而其属性数据库采用ACCESS来管理的。例如断层图层空间数据层的图层命名为（D2dcc0901），其属性数据表的命名为（D2dcc09D），要将二者连接起来，在Visual Basic 环境下使用MAPX组件可以这样来实现[6][7][8]：

//空间数据库与属性数据库进行挂接

//定义数据库

Dim db As Database

//定义数据集

Dim ds As dataset

//定义记录集

Dim rs As Recordset

//打开属性数据库

Set db = DBEngine.Workspaces(0).OpenDatabase(App.Path & "\database\渤海区域地质属性数据库.mdb")

//打开断层图层的属性表, “D2dcc09D”为断层属性表名称

Set rs = db.OpenRecordset("D2dcc09D ")

//利用关键字段“图元编码”进行绑定, “D2dcc0901”为断层图层名称

Map1.Datasets.Add miDataSetDAO, rs, rs.Name, "图元编码", , "D2dcc09D"

如果属性数据库采用Foxpro或Oarcle来管理的，我们可以采用ODBC来进行连接，具体方法只需。Map1.Datasets.Add miDataSetDAO, rs, rs.Name, "图元编码", , "D2dcc09D"中的miDataSetDAO改为miDataSetODBC即可。

5 结束语

数据库是GIS的基础，本文根据国家和相关行业已公布的数据标准，并考虑到渤海地学数据的实际情况，制定了适合我国海域的地学数据库分类体系和编码方案，空间数据库和属性数据库既相互对应，又相互独立，这样既避免了数据冗余、混乱，又有利于对数据库的更新、维护，保证了数据在时空上的延续性，为渤海区域地质管理信息系统的二次开发和维护奠定了基础。特别在属性数据库中引入了基础表提高了数据库更加规范化和代码化程度。

 

 

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准，GB9649-88，地质矿产术语分类代码（上、中、下），[S]                                      

[2]中华人民共和国地质矿产部，DZ/T0127-94 固体矿产矿点（床地质数据文件格式）， 中华人民共和国矿产行业标准 [S]      

[3]中华人民共和国地质矿产部，DZ/T0126-94固体矿产（钻孔地质数据文件格式）中华

     人民共和国矿产行业标准 [S]

[4]中华人民共和国地质矿产部地质调查局，DDZ 970，资源评价工作中地理信息系统

[5]张凡，吕汉兴，使用MAPX组件实现地理图形与数据库的结合，电脑与信息技术，2000（4），4-6[J]

[6]MAPX Reference Guide.  Mapinfo corporation.

[7]MAPX Develop’s Guide.  Mapinfo corporation

[8]MAPX Online Help. Mapinfo corporation

A Scheme about Database of BoHai sea management Information System

ZHANG Yong1, YANG Zuo-sheng1, LIU Zhan1, Qu Fang1

 (1.Ocean University of Qingdao，Institute of Estuarine and Costal Studies ,Qingdao  266003,  China)

 

Abstract   Database is basic element of GIS. This paper mainly presented the organizing methods of spatial data, including data standard, such as classifying, layering, naming and how to form spatial database, attribute database and the relation among them, e.g., the BoHai seas information system are mainly presented. On the base of those, discussing the relation between the spatial database and attribute database by MAPX in the condition of Visual Basic.

Keywords: GIS(geographic information system); Spatial database;                       Attribute database; Basic table