城市市政GIS數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘 要】介紹ArcGIS的Geo database數(shù)據(jù)模型，并在Geo database的基礎(chǔ)上構(gòu)建城市市政GIS數(shù)據(jù)模型，并利用ESRI公司的空間數(shù)據(jù)庫引擎（Spatial Database Engine），分析模型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模式，最后基于Arc Objects組件對(duì)象實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的入庫。

【關(guān)鍵詞】Geo database；GIS；ArcGIS

1.市政GIS數(shù)據(jù)模型

1.1 Geo database數(shù)據(jù)模型概述

Geo database數(shù)據(jù)模型是在汲取以往數(shù)據(jù)模型工作成果的基礎(chǔ)上，采用面向?qū)ο蟮乃枷胩岢龅囊环N適用于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)模型。該數(shù)據(jù)模型包括對(duì)象類、要素類、要素?cái)?shù)據(jù)集、關(guān)系類、幾何網(wǎng)絡(luò)、域、規(guī)則、柵格數(shù)據(jù)集等。Geo database數(shù)據(jù)模型在邏輯上統(tǒng)一了以往空間數(shù)據(jù)模型，為上層應(yīng)用提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。在基于Geo database模型的應(yīng)用中，面向用戶的不再是抽象的點(diǎn)、線、面，而是面向具體應(yīng)用的一些實(shí)體。將行為、關(guān)系、規(guī)則引入地理要素，不僅可以充分表達(dá)空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，同時(shí)也使應(yīng)用中的空間數(shù)據(jù)的錄入和編輯更加準(zhǔn)確。Geo database模型的幾何網(wǎng)絡(luò)中引入了復(fù)雜型交點(diǎn)、復(fù)雜型邊線的概念。

1.2 Geo database數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)

（1）Geo database的空間對(duì)象集不僅可以表達(dá)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的地理數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以表達(dá)Coverage和Shape file格式的空間數(shù)據(jù)。

（2）Geo database數(shù)據(jù)模型不僅接近于人類對(duì)現(xiàn)實(shí)事物對(duì)象的認(rèn)識(shí)和表述方式，而且還具有較好的客戶化能力和可擴(kuò)展能力。

（3）將行為、關(guān)系、規(guī)則引入地理要素，不僅可以充分表達(dá)空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，同時(shí)也使應(yīng)用中的空間數(shù)據(jù)的錄入和編輯更加準(zhǔn)確。

（4）Geo database可將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)集成在同一關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，改變了傳統(tǒng)模型中兩者僅通過ID聯(lián)系的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格意義上的地理空間數(shù)據(jù)庫；同時(shí)，它也可以充分利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫高效的數(shù)據(jù)管理能力。

（5）Geo database對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞拿枋龇浅ＸS富（如：市政設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和街道網(wǎng)絡(luò)），而且隨著各種編輯操作的產(chǎn)生，Geo database會(huì)主動(dòng)維護(hù)現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，從而避免了拓?fù)渲亟ㄟ@樣一個(gè)重復(fù)、冗長(zhǎng)的操作。

（6）Geo database模型的幾何網(wǎng)絡(luò)中引入了復(fù)雜型交點(diǎn)Complex Junction Feature、復(fù)雜型邊線（Complex Edge Feature）的概念。一般復(fù)雜型的交點(diǎn)或邊線在幾何網(wǎng)絡(luò)中是由許多復(fù)雜的圖素組成，但是在創(chuàng)建幾何拓?fù)鋾r(shí)，其邏輯網(wǎng)絡(luò)不會(huì)關(guān)心其復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)，而是將其整體作為簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)或邊線看待。

1.3 基于Geo database的市政數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建

由于Geo database數(shù)據(jù)模型讓用戶更容易、更自然地表示GIS數(shù)據(jù)要素，更容易地建立要素之間的各種關(guān)系，因而在城市人防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用Geo database數(shù)據(jù)模型來設(shè)計(jì)各種實(shí)體以及它們的關(guān)系。所用到的城市市政數(shù)據(jù)主要是由城市基礎(chǔ)地理信息，城市交通專題信息和城市建筑專題信息3個(gè)數(shù)據(jù)集組成的。每個(gè)城市市政數(shù)據(jù)集是由按照地理要素的特征進(jìn)行分類的要素類構(gòu)成的。

2.數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模式

本系統(tǒng)采用ArcSDE（空間數(shù)據(jù)庫引擎）存儲(chǔ)模式來對(duì)市政數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。ArcSDE使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理空間數(shù)據(jù)，解決存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)接口問題，是空間數(shù)據(jù)進(jìn)出關(guān)系數(shù)據(jù)庫的通道。

ArcSDE是ESRI公司推出的一套空間數(shù)據(jù)庫管理軟件，同多ArcSDE，用戶可以將多種數(shù)據(jù)產(chǎn)品按照Geo database模型存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，并獲得高效的管理和檢索對(duì)象。

本系統(tǒng)采用C/S與B/S并存的結(jié)構(gòu)體系，在分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由ArcSDE負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)或服務(wù)的查找，然后將查找的信息返回給客戶端。

3.市政數(shù)據(jù)的入庫

市政數(shù)據(jù)的入庫是建立城市市政數(shù)據(jù)庫的一項(xiàng)重要工作，而矢量數(shù)據(jù)又是最核心的部分。所以，本文主要討論了矢量數(shù)據(jù)的入庫，主要通過ArcObjects編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)市政數(shù)據(jù)的入庫，整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程主要分為以下5個(gè)步驟：

（1）定義連接數(shù)據(jù)庫的屬性。

主要源代碼如下：

//

//連接數(shù)據(jù)庫

//

Public void ConnectSQLServer（string server，string instance，string user，string password，string data-base，string version，AxMapControl axMap）

{

//設(shè)置連接屬性

IPropertySet m_Property=new PropertySetClass（）；

m_Property1SetProperty″SERVER″，server（ ）；

m_Property1SetProperty″INSTANCE″，instance（ ）；

m_Property1SetProperty（″DATABASE″，database）；

m_Property1SetProperty（″USER″，user）；

m_Property1SetProperty（″PASSWORD″，password）；

m_Property1SetProperty（″VERSION″，version）；

//打開工作區(qū)

IWorkspaceFactory m_WorkspaceFactory；

m_WorkspaceFactory=new SdeWorkspaceFactoryClass（）；

m_Workspace=m_WorkspaceFactory.Open（m_Property，axMapControl1.hWnd）；

//向工作區(qū)加載數(shù)據(jù)

IFeatureWorkspace m_FeatureWorkspace；

m_FeatureWorkspace=m_Workspace as IFeatureWorkspace；

IFeatureClass m_FeatureClass；

m_FeatureClass=m_FeatureWorkspace.OpenFeatureClass（″PARKS″）；

//在地圖上顯示加載的圖層

IFeatureLayer m_FeatureLayer=new FeatureLayerClass（）；

m_FeatureLayer.FeatureClass=m_FeatureClass；

axMap.ActiveView.FocusMap.AddLayer（m_FeatureLayer as ILayer）；

axMap.ActiveView.Refresh（）；

}

（2）定義要入庫的數(shù)據(jù)源所對(duì)應(yīng)的要素類名稱。

（3）定義庫中的要素集和要素類名稱。

（4）得到原數(shù)據(jù)的所有字段并檢查其合法性。

由于市政工作涉及面廣、領(lǐng)域多，因而市政數(shù)據(jù)的建立及數(shù)據(jù)入庫時(shí)最終建立市政GIS系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文在Geo database的基礎(chǔ)上構(gòu)建城市市政GIS數(shù)據(jù)模型，并利用ESRI公司的空間數(shù)據(jù)庫引擎（Spatial Database Engine），分析模型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模式，最后基于Arc Objects組件對(duì)象實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的入庫。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李清泉，李德仁.三維空間數(shù)據(jù)模型集成的概念框架研究[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，1998，27（4）：325-330.

[2]張耀東基于GIS的高速公路建設(shè)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].中南公路工程，2004，（1）.