毕业论文课题相关文献综述

1研究背景及意义

近年来，随着计算机技术的飞速发展，地理信息产业的发展日趋成熟，行业内所获取和应用的基础地理信息数据资源越来越多。如何高效利用已有数据资源、有效组织和管理海量的基础地理信息数据成为城市基础空间数据库要解决的核心问题^[1]。

空间数据的特征决定了基础地理空间数据库的设计方法有别于传统的数据库设计方法，因此，深入研究空间数据库的设计方法和实现手段具有重要意义^[2]。Geodatabase是ESRI公司推出的第三代地理空间数据模型，目前已经广泛应用于各类空间数据库的设计和建立。本课题通过分析和研究Geodatabase模型体系结构及数据模型的构建方法，提出利用Geodatabase模型建立空间数据库的步骤和方法，实现南京市基础地理数据库的组织与建立。南京市基础地理空间数据库可作为管理城市基础空间数据的支撑，同时为规划、国土、环保、城管、旅游等专题数据库建设提供数据来源^[3]。

2研究现状

随着GIS技术在各行业领域中的应用与发展，基于Geodatabase模型的数据库已成为空间数据库应用研究领域的热点，备受各行各业用户的青睐^[4]。目前，对于空间数据库的研究主要集中在理论体系、设计方法和组织管理以及实际应用等方面。

在基于Geodatabase模型的数据库建设实际应用方面，程丽华等学者进行了深入研究^[3-9]。宋亮等在2010年研究服务于山区村镇防灾的Geodatabase数据库设计的文章中提到，Geodatabase的建立方法主要有三种：第一种是建立新的ArcCatalog，ArcCatalog是ArcGISDesktop中最常用的应用程序之一，它是地理数据的资源管理器，用于组织、管理和创建GIS数据。第二种是导入现有的地理数据到Geodatabase，对于已经存在的如shapefile，coverage等格式的地理数据，可通过ArcCatalog将这些格式的数据转化存储到地理数据库中。第三种方式是利用UML和CASE工具创建Geodatabase^[6]，这是目前最常用的建立Geodatabase模型的方法。程丽华等在2011年关于利用Geodatabase建立土地利用数据库方法的研究中，分析了Geodatabase模型结构及数据模型优点的同时，也使用了CASE工具设计了土地利用数据库模型。Geodatabase作为建立在DBMS之上的统一的、智能的新一代地理数据模型，正以其更加人性化的特点越来越广泛地应用在各行业的空间数据库的建立中^[5]。

数据模型的发展经历了CAD数据模型、Coverage数据模型再到最新的Geodatabase数据模型，Geodatabase模型是将空间对象的属性和行为结合起来的智能化地理数据模型，可定义并应用于不同用户或专业应用模型，为各种用户数据模型的定义提供强大的平台，支持面向对象的矢量数据。Geodatabase模型的优点在于要素具有内置状态，能完全存储在一个数据库中，大型的地理要素类型可进行无缝存储，不需分割^[10]。同时Geodatabase引入了地理空间要素的行为、规则和关系，可通过在空间参考、属性精度、逻辑一致性等方面设置约束，对空间数据输入和更新进行约束检查，减少数字在输入、存储、变更等过程中的错误，在一定程度上加强了地理数据的应用质量^[11-12]。

基于Geodatabase在空间数据应用方面的各项优点，其在城市管理、交通领域、环境监测等领域都发挥了重要作用，极大的满足了人们在生产和生活中的需求^[13]。随着我国数字城市建设不断推进，基础地理数据库建设工作日益重要，合理的基础地理数据库结构是实现海量数据存储、数据网络化应用、数据更新、保密处理等方面的重要工作，是其生命力的重要体现^[14]。

基础地理信息具有多源性、多尺度性、多应用性的特点，这决定了基础地理数据的获取和组织比一般数据的处理技术要求更高。地理数据库的设计通常包括地理实体划分、数据分层设计、属性结构设计、数据编码设计等过程。Geodatabase允许用户为它们的数据添加行为、属性和关系，对空间实体实行逻辑上的划分，是为了在编码中体现设计的合理性和对实体的物理存储进行统一的管理^[15-16]。由于设计的数据种类繁多，内容复杂，在进行数据库结构设计时就必须充分考虑数据的层次组织结构，在数据分层设计中可根据地理信息数据分类国家标准及空间基础数据库对数据分类分层的要求，结合实际数据资料的特点，进行地理信息数据的分层。GIS系统的分析、检索及表示是通过属性的操作运算实现的，Geodatabase模型的空间数据库的图形数据和属性数据均保存在关系数据库中，实现了图形数据与属性数据的无缝集成，对空间数据库图层进行属性设计时，不同类地物要素对数据的要求不同，因此其关系数据表属性字段也不一致。数据库矢量数据编码是GIS系统实现基础地理空间信息共享的基础，在进行基础地理数据和规划数据编码设计时，必须遵循并符合国家行业标准。

目前国内对基于Geodatabase的空间数据库的设计和实现方面已有不少研究，在理论探索和实践的应用上也相对成熟，对空间数据库的设计与实现已经形成了相对一致的体系方法。由于Geodatabase本身所具有的海量数据存储、多用户并发访问等强大优势，应用Geodatabase空间数据模型的空间数据库在应用系统中将会变得越来越普遍。本课题将结合南京市基础地理信息的实际，探究空间数据库的设计与实现方案。