基于ArcSDE面向對象集成數據庫管理系統(tǒng)的設計和實現

摘 要：本文基于ArcSDE技術和GIS技術，對市級基礎數據庫進行基礎庫管理系統(tǒng)的設計。該設計以新一代地理信息系統(tǒng)的要求為目標，采用集成化管理影像、矢量和DEM三庫集成的的空間數據為模型。此空間數據庫的管理系統(tǒng)已經被用于省市級的各個空間數據設施，參與集成化管理各級的多比例尺和多數據源的空間數據。

關鍵詞：ArcSDE技術；GIS技術；集成化管理；面對對象

中圖分類號：TP311

隨著城市規(guī)模不斷的發(fā)展和壯大，建設市級綜合資源的基礎數據庫已經成為必須。運用現代的數據庫信息技術，面向對象集成化管理各級多源的空間數據?，F在常采用的數據庫管理技術有ArcSDE技術、GIS數據庫、CAD平臺、MapGIS、Maplnfo、SuperMap、Arcels等矢量數據格式、遙感影像數據、航空影像數據、衛(wèi)星影像數據等。建設市級綜合資源信息系統(tǒng)，不僅可以加快服務工作的信息化，提高日常的辦公效率和市級政府的管理水平，同時，也對整個信息化和經濟化的社會帶來好的影響。這些年來，計算機技術、軟件更新、硬件設施和空間信息技術的發(fā)展壯大，已經有大量的城市綜合信息為市級政府提供支持和服務。城市綜合信息數據庫的建設也有很好的發(fā)展。在GIS技術不成熟之前，城市的信息數據是相分離的，空間數據和非空間數據不能集成在一起，因此對城市信息的收集和管理缺乏統(tǒng)一的認識。在GIS空間數據庫技術成熟之后的今天，已經實現了空間數據庫管理空間數據的可能性，集成空間數據與屬性數據為一體整理存檔在空間數據庫管理系統(tǒng)中，早前出現的大量文件形式的數據存取難、多名使用者同時發(fā)送和數據遠程共享等多方面的限制已經被解決。城市綜合信息集成化空間數據庫的建立為城市的管理和信息共享提供了可能，只有標準化、面對對象的、集成型的資源共享平臺，才能更好的服務于城市建設和管理，綜合應用一體化空間數據庫管理各式各樣的內容、格式、尺度、時間的空間數據，才是科學有效的城市綜合信息數據庫。在城市綜合信息數據庫中，基礎的地理信息數據庫是城市公用性最重要的數據庫。能否建立一個健全的市級基礎地理信息數據庫，是檢驗一個城市的數字信息化程度的一個重要標準。為推動不同地理空間數據集的非重復采納，避免浪費，調節(jié)地理空間數據的采用，對地理信息進行高效且經濟的管理，需要建設地理基礎信息數據庫。國家測繪局提出的4D產品戰(zhàn)略已經基本完成了全國范圍內的1：5萬、1：25萬、1：100萬的基礎地理數據庫的管理。我市與其他各省市正在按照國家的標準建立屬于自己的基礎地理數據庫。本文結合我市基礎地理數據庫的建設開展研究，對如何建立面向對象的集成化數據庫系統(tǒng)進行設計并實現。

1 城市地理數據特點

（1）地理數據類型。城市地理數據類型按數據的類型劃分，有屬性文件數據、空間圖形數據、多媒體數據、相關的文檔數據等內容。數字線劃圖是帶有拓撲關系的用矢量描述的空間信息，同時還包含關系結構屬性信息。涵蓋的內容有居民居住地、政府部門所在區(qū)域、交通和管理網、水系統(tǒng)以及配套設施、地形地貌、街區(qū)名測量控制點等內容。此數據庫的建立可以方便的用于城市規(guī)劃建設、資源管理方面、商業(yè)規(guī)劃等各個方面。也可以為某些專業(yè)信息系統(tǒng)提供空間定位系統(tǒng)。也可以生產關于地形圖方面的產品。（2）地理空間數據的格式。地理空間圖形數據的格式有多種多樣，地理空間圖形數據的測繪大多是在CAD平臺的基礎上，在地理空間數據中應該包括建成的GIS數據。另外地理空間數據還應該包含關于遙感的影像數據的處理，其中衛(wèi)星影像數據和航空影像數據應包含在遙感的影像數據中。只有地理空間數據格式多種多樣才能保證數據在應用中和共享方面的復雜多樣。（3）地理空間數據的尺度。地理空間數據的尺度需求為多尺度的，同類型的地理空間要素要表現不同的性質在不同類型的尺度中。多尺度類型的數據可以更好更全面的表現基礎地理數據庫的業(yè)務差異和需求。在區(qū)縣的地籍管理中，空間地理位置要求更高的精確度，常采用很大的比例尺作為空間數據尺度。（4）地理空間數據的時間。時間特性是基礎地理空間數據庫的一個重要的特點。地理空間數據在實踐方面總處于變化之中，每次的變化都是用空間數據來更新體現。在地理空間數據庫中，也經常要對過去的變化信息進行分析更新，以此提高判斷的科學性和高效性。

2 數據庫的設計思路

我市的基礎地理空間數據庫管理系統(tǒng)運用ArcSDE技術的建庫模式，采用面對對象這一基本組件進行開發(fā)。運用工具VB和ArcObjects開發(fā)。用Oracle9i作為數據庫的管理層面，Oracle9i的優(yōu)點是大數據庫支持可以實現安全以及完整性的控制要求，并且可兼容、可連接、可移植?？臻g數據引擎引用ArcSDE，該空間數據引擎與Oracle的結合實現了空間數據的大量存儲管理。同時這兩者的結合也是至今為止世界上最成熟穩(wěn)定的空間數據管理技術，同樣也是我市建設基礎空間數據庫的主要形式。

數據庫管理系統(tǒng)的總體有以下幾部分組成，有軟硬件、網絡環(huán)境、空間數據庫、數據庫的管理服務系統(tǒng)等，具體如一些工作站、服務平臺、微型空間數據庫、存儲裝置、網絡設備等等?？臻g數據庫則包括了數字線劃圖、數字柵格地圖、數字高程模型、地名以及數字正射影像地圖等數據庫。數據庫的管理系統(tǒng)中對服務系統(tǒng)的維護和使用是利用軟件系統(tǒng)的開發(fā)實現的，譬如數據入庫、處理、管理、維護、制圖等。

我市地理基礎空間數據庫采用GeoDatabase數據模型，面向對象進行數據模型的組織，利用這個GeoDatabase數據模型定義不同的客戶，因而為不同客戶提供不同的且完整的數據平臺。根據基礎地理信息的數據結構與GeoDataBase的數據模型相結合，將空間數據庫劃分為五個等級：總庫、分庫、子庫、邏輯層、物理層。總庫通過命名Oracle數據庫自定義為市基礎空間數據庫。分庫命名也根據Oracle數據庫自定義為1：25萬為“250K”、1：5萬為“50K”、1：1萬為“10K”。每個分庫在劃分子庫，命名為“DLG”為矢量數據庫，“DOM”為數字正射影像數據庫等。接下來是邏輯層和物理層，根據DLG數據庫的要求，按每個邏輯層和Feature Class進行分層，ArcSDE中相對應Feature Class的命名規(guī)定為總庫名+分庫名+“_”+子庫名+帶號+“_”+邏輯層代碼+“_”+物理層層代碼。

多個空間的數據服務器應用系統(tǒng)一體化集成是地理空間數據庫必須解決的問題，數據量特別龐大，且常用一臺服務器進行管理，在數據的大量處理中必然會帶來一定影響。所以可以將空間數據庫進行多臺服務器存放，服務器可分不同區(qū)域存放，分散空間數據庫的方式是一種高效的管理途徑。通過數據管理器對不同空間數據服務器的集成管理滿足了大規(guī)模空間數據庫應用系統(tǒng)的建設需要。

3 結束語

GeoStar的核心是面向對象的集成數據庫的管理系統(tǒng)，它高效、適應性廣、直觀。已經應用在全國的基礎地理信息系統(tǒng)上。本文介紹的利用ArcSDE技術和GIS技術，并且采用集成化管理影像、矢量和DEM三庫集成的的空間數據為模型。

對市級基礎地理數據庫進行基礎庫管理系統(tǒng)的設計，已經在應用中，并且為“數字地球”的目標提供了一個可以實施的方案。

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作者簡介：劉群娣（1975.10-），女，本科，講師。

作者單位：湖北省咸寧職業(yè)技術學院信息與軟件工程系，湖北咸寧 437000