藏傳佛教寺廟地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

王海濤，任 福，曹學(xué)誠(chéng)，王 蕓，李晨瑞

（1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢430079；2.68029部隊(duì)，甘肅 蘭州 730020；3.68011部隊(duì)，甘肅 蘭州730020）

甘青藏區(qū)內(nèi)藏傳佛教盛行，寺廟數(shù)量眾多。對(duì)寺廟地理信息實(shí)施高效管理，是宗教寺廟信息化建設(shè)的重要目標(biāo)。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的方式管理空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)已成為主流[1-3]。建立基于甘青藏區(qū)藏傳佛教寺廟地理信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，是解決當(dāng)前寺廟地理信息管理分散、效率低，信息資源共享難度大的有效途徑，也是構(gòu)建寺廟地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作。

1 寺廟地理信息系統(tǒng)概述

寺廟地理信息系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)甘青藏區(qū)宗教寺廟資源信息化建設(shè)和管理的基礎(chǔ)平臺(tái)。該系統(tǒng)依托寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建，主要面向民族宗教管理部門(mén)，同時(shí)可服務(wù)于社會(huì)公眾領(lǐng)域，對(duì)開(kāi)展民族宗教理論研究，促進(jìn)甘青藏區(qū)旅游資源開(kāi)發(fā)，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。系統(tǒng)是一個(gè)以基礎(chǔ)地理信息為基礎(chǔ)，以寺廟信息為主要管理對(duì)象的應(yīng)用型輔助決策系統(tǒng)，通過(guò)顯示在數(shù)字地圖上的靜態(tài)信息和與寺廟關(guān)聯(lián)的圖片信息，可以直觀、清晰地掌握當(dāng)前寺廟分布的基本情況和寺廟的基本信息。該系統(tǒng)建立了一個(gè)能真實(shí)反映寺廟地理信息，實(shí)現(xiàn)信息查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)、空間分析、導(dǎo)航定位、地形三維顯示等功能的綜合運(yùn)作體系[4]，是政府決策的重要輔助支持。

2 寺廟地理信息數(shù)據(jù)內(nèi)容

寺廟地理信息數(shù)據(jù)由以下4部分構(gòu)成。

1）寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)：是寺廟地理信息數(shù)據(jù)的核心，是標(biāo)識(shí)寺廟空間位置信息的唯一數(shù)據(jù)源。

2）矢量數(shù)據(jù)：以甘肅和青海2省的1︰25萬(wàn)和1︰5萬(wàn)數(shù)據(jù)為主，部分城鎮(zhèn)和重要寺廟所在地區(qū)還包括1︰1萬(wàn)數(shù)據(jù)。

3）柵格數(shù)據(jù)：包括像素地圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)互為補(bǔ)充，用于彌補(bǔ)矢量數(shù)據(jù)在地理信息表達(dá)方面存在的不足。影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)用于構(gòu)建三維地理環(huán)境，是三維空間分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以清晰表達(dá)寺廟所在地區(qū)的地貌特征。

4）屬性數(shù)據(jù)：包括文本數(shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)等。文本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寺廟屬性項(xiàng)中以文字描述性為主的信息內(nèi)容。圖片數(shù)據(jù)主要為實(shí)景照片，可以真實(shí)反映寺廟及周邊的基本情況。

3 寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)目標(biāo)

數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)是為基于GIS技術(shù)構(gòu)建的寺廟地理信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，提供一個(gè)多元異構(gòu)的寺廟地理信息數(shù)據(jù)的集成方案[5]，以實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)。

1）多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的管理。通過(guò)寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，將多元異構(gòu)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和寺廟屬性數(shù)據(jù)移植到數(shù)據(jù)庫(kù)中，解決數(shù)據(jù)信息的孤島問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)寺廟地理信息數(shù)據(jù)的有機(jī)整合。

2）信息資源的發(fā)布與共享。數(shù)據(jù)庫(kù)是寺廟地理信息成果發(fā)布與共享的基礎(chǔ)平臺(tái)，可為宗教事務(wù)管理、社會(huì)科學(xué)研究、旅游資源開(kāi)發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域提供有力的數(shù)據(jù)支持，是構(gòu)建各類(lèi)宗教寺廟資源信息應(yīng)用平臺(tái)的基礎(chǔ)。

3）提供輔助決策支持。建立一個(gè)資料翔實(shí)、內(nèi)容豐富的寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，是國(guó)家制定民族宗教政策的重要信息來(lái)源與依據(jù)，也可為各類(lèi)相關(guān)政府部門(mén)的決策提供輔助支持。

4 寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)

4.1 ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎

針對(duì)系統(tǒng)功能需求和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合ArcSDE和Oracle在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方面的優(yōu)勢(shì)，采用ArcSDE+Oracle的模式建立數(shù)據(jù)庫(kù)。Oracle是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，適合于大數(shù)據(jù)量的管理，具有較高的可靠性、安全性和可擴(kuò)展性，能有效地進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)處理，可為基于寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的互操作和信息共享提供技術(shù)支持[6]。

Geodatabase是ESRI推出的第3代空間數(shù)據(jù)模型概念，它是建立在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之上的空間數(shù)據(jù)庫(kù)[7]，采用層次方式對(duì)矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)和TIN數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一組織、存儲(chǔ)與管理。Geodatabase還是一種面向?qū)ο蟮腉IS數(shù)據(jù)模型，可以將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)有效地組織在一起，這對(duì)于處理復(fù)雜的對(duì)象具有極大的優(yōu)勢(shì)。

ArcSDE是基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)構(gòu)建的空間數(shù)據(jù)引擎，具有獨(dú)立的系統(tǒng)軟件和服務(wù)程序[8]，提供了對(duì)海量數(shù)據(jù)高效操作的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，是一種中間件技術(shù)。ArcSDE通過(guò)Geodatabase數(shù)據(jù)模型，在寺廟地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)之間提供了一個(gè)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的通路，將基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)集成在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的有機(jī)組織、管理與存儲(chǔ)。同時(shí)，ArcSDE采用商用數(shù)據(jù)庫(kù)的安全運(yùn)行機(jī)制，保障了數(shù)據(jù)的安全[6]。

4.2 寺廟地理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

寺廟地理信息系統(tǒng)立足于服務(wù)宗教寺廟資源的管理與應(yīng)用，功能設(shè)計(jì)緊貼用戶(hù)需求。數(shù)據(jù)庫(kù)與寺廟地理信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)結(jié)合，在充分發(fā)揮數(shù)據(jù)共享性的基礎(chǔ)上[9]，基于信息安全保密的考慮，采用基于網(wǎng)絡(luò)的C/S+B/S結(jié)構(gòu)，C/S系統(tǒng)負(fù)責(zé)信息的管理與維護(hù)，主要面向宗教寺廟資源信息管理部門(mén)，用戶(hù)設(shè)定為最高級(jí)別的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。B/S系統(tǒng)以社會(huì)公眾為主要服務(wù)對(duì)象，系統(tǒng)功能方面?zhèn)戎厮聫R地理信息的應(yīng)用。系統(tǒng)通過(guò)用戶(hù)管理模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)及權(quán)限的管理，確保系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)安全?；跀?shù)據(jù)的高效組織與管理考慮，將數(shù)據(jù)庫(kù)分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)和寺廟屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，分別對(duì)兩類(lèi)寺廟地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)的3層體系結(jié)構(gòu)，分別為數(shù)據(jù)層、中間層、應(yīng)用層，具有結(jié)構(gòu)清晰、便于設(shè)計(jì)和維護(hù)的特點(diǎn)[10]。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)層：通過(guò)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)寺廟地理信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。

中間層：該層是數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層之間的“橋梁”，使用ArcSDE接口實(shí)現(xiàn)寺廟地理信息數(shù)據(jù)到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換[9]，便于用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的維護(hù)。

應(yīng)用層：用戶(hù)通過(guò)寺廟地理信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)。平臺(tái)采用ArcGIS Engine二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，圍繞系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、維護(hù)和應(yīng)用等相關(guān)功能模塊。

圖1 寺廟地理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

5 寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

5.1 寺廟地理信息分類(lèi)編碼

寺廟地理信息分類(lèi)編碼的目的，是在寺廟分類(lèi)的基礎(chǔ)上，為每個(gè)寺廟賦予一個(gè)能夠覆蓋寺廟多重意義的編碼，該編碼具有唯一性，是寺廟的“身份證號(hào)碼”。通過(guò)對(duì)寺廟屬性的分析，認(rèn)為所屬教派和所在地區(qū)2個(gè)屬性項(xiàng)分別標(biāo)識(shí)了寺廟的宗教屬性和空間位置屬性，是寺廟類(lèi)別劃分的“關(guān)鍵屬性”。設(shè)計(jì)分類(lèi)編碼結(jié)構(gòu)由3個(gè)碼段、10個(gè)碼位組成，如圖2所示。

圖2 寺廟地理信息分類(lèi)編碼

1）教派碼。 教派是劃分寺廟的重要標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)寺廟都?xì)w屬于一個(gè)教派。寧瑪派、薩迦派、格魯派、噶舉派和噶當(dāng)派是藏傳佛教的五大教派。苯教是甘南藏區(qū)藏族各部落曾經(jīng)普遍信仰的原始的土著宗教，為藏族所固有，根植于原始公社時(shí)期[11]。由于苯教與藏傳佛教之間有著密不可分的聯(lián)系，苯教寺院在甘青藏區(qū)范圍內(nèi)還有分布，因此本文將其視作藏傳佛教的一支。設(shè)定教派碼為1位英文字母，用N、J、D、S、G和B分別代表寧瑪派、噶舉派、噶當(dāng)派、薩迦派、格魯派和苯教6個(gè)派別。

2）行政區(qū)劃碼。 行政區(qū)劃碼表示寺廟所屬的行政區(qū)域。通過(guò)綜合分析甘青藏區(qū)內(nèi)各縣寺廟的數(shù)量情況，認(rèn)為縣級(jí)區(qū)域作為行政區(qū)劃的劃分標(biāo)準(zhǔn)較為合理，既能避免行政區(qū)劃范圍選取過(guò)大，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)寺廟數(shù)量過(guò)多、管理難度大的困難，又能減少行政區(qū)劃范圍選取過(guò)小導(dǎo)致行政區(qū)劃碼位增加，降低編碼的可讀性。行政區(qū)劃碼用9位數(shù)字表示，與現(xiàn)行的縣級(jí)行政區(qū)劃代碼一致，有利于編碼資源的兼容與共享。

3）標(biāo)識(shí)碼。標(biāo)識(shí)碼是同一個(gè)縣級(jí)行政區(qū)劃內(nèi)藏傳佛教寺廟的編號(hào)代碼，由3位數(shù)字構(gòu)成，取值范圍從0～999，可以滿(mǎn)足現(xiàn)有寺廟數(shù)量對(duì)編號(hào)位數(shù)的需要。

5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)基于Geodatabase數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中[4]，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與幾何類(lèi)型的差異，采用Dataset的組織管理方式，分別存放于FeatureDataset、RasterDataset和TIN等數(shù)據(jù)集中。屬性數(shù)據(jù)屬于非空間數(shù)據(jù)，與寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)通過(guò)編碼實(shí)現(xiàn)。文本數(shù)據(jù)以Table數(shù)據(jù)集的形式組織與存儲(chǔ)，作為寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)屬性表的擴(kuò)展屬性項(xiàng)存在[5]。圖片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為RasterDataset，通過(guò)與一定的命名規(guī)則與寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，例如名稱(chēng)為“G63 012 200 101”的圖片，其中“G63 0 122 001”是塔爾寺的編碼，“01”是塔爾寺圖片數(shù)據(jù)的序號(hào)。寺廟地理信息數(shù)據(jù)組織如圖3所示。

圖3 寺廟地理信息數(shù)據(jù)組織示意圖

寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)屬性表是寺廟屬性項(xiàng)的集合。屬性表的設(shè)計(jì)應(yīng)能體現(xiàn)出寺廟的基本信息。在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合宗教寺廟管理的需要，設(shè)計(jì)寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)屬性表的數(shù)據(jù)字典如表1所示。

5.3 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

采用合理的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)在物理上的存儲(chǔ)及優(yōu)化[5]，是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的重要步驟。矢量數(shù)據(jù)圖層要素的選擇圍繞系統(tǒng)的主要用途與服務(wù)對(duì)象，以能夠反映寺廟所在地區(qū)的自然、人文、社會(huì)環(huán)境信息為標(biāo)準(zhǔn)，保留水系、居民地及設(shè)施、交通、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)等6類(lèi)要素中的全部或部分要素作為入庫(kù)的主要基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余。影像數(shù)據(jù)采用金字塔的分級(jí)構(gòu)建方式，保留重要寺廟所在地區(qū)及城鎮(zhèn)周邊的高分辨率影像，對(duì)非重點(diǎn)地區(qū)的影像數(shù)據(jù)作壓縮處理，從而提高影像的顯示速度。

表1 寺廟專(zhuān)題數(shù)據(jù)屬性表數(shù)據(jù)字典

6 結(jié) 語(yǔ)

構(gòu)建寺廟地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，是實(shí)現(xiàn)宗教寺廟資源信息化管理的基礎(chǔ)工作。本文依托現(xiàn)有信息資源，采用ArcSDE+Oracle的方式，完成了數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和寺廟屬性數(shù)據(jù)的整合，實(shí)現(xiàn)寺廟地理信息的高效管理。數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建立足于甘青藏區(qū)的藏傳佛教寺廟，信息分類(lèi)編碼與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法存在一定的局限性，數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化與普適性設(shè)計(jì)將是下一步改進(jìn)與完善的重點(diǎn)。

[1]李安利.西藏地區(qū)寺廟管理地理信息系統(tǒng)建成[N].中國(guó)測(cè)繪報(bào)，2011-03-01(1)

[2]馬磊.清代民國(guó)時(shí)期甘青藏區(qū)回商、市場(chǎng)與族際互動(dòng)[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2013

[3]李明，李?yuàn)檴?，張小?基于Oracle Spatial的多元重力場(chǎng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].測(cè)繪科學(xué)，2007,32(6)：110-112

[4]李國(guó)慧.基于ArcSDE的人防地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)[J].地理空間信息，2008,6(2)：84-86

[5]譚德寶，程學(xué)軍.基于ArcSDE+Oracle9i的防洪減災(zāi)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建及應(yīng)用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2006，31(3)：90-93

[6]郭朝輝，齊清文，鄒秀萍，等.基于ArcSDE的云南沿邊境地帶生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2007(3)：53-56

[7]王萌，張超.基于ArcSDE的信息基礎(chǔ)設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪與空間地理信息，2007,30(6)：96-100

[8]劉永偉，劉永，劉曉慧，等.國(guó)家基礎(chǔ)地理信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].地理空間信息，2010,8(3)：27-29

[9]楊品福，吳曉艷.基于ArcSDE的長(zhǎng)江航道測(cè)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].地理空間信息，2008,6(4)：78-8

[10]杜紅悅，劉先林，宮輝力.基于ArcSDE的空間數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪科學(xué)，2009,34(5)：171-173

[11]嚴(yán)永孝.甘南藏區(qū)藏傳佛教的寺院文化研究[D].蘭州：西北民族大學(xué)，2007