陜西省農產品信息系統數據庫建設與管理研究

張麗萍

（陜西國際商貿學院,712046）

陜西省農產品基礎地理數據體系包括1:500、1:1000、1:2000、1:10000、1:50000 等多種尺度、多種形式的數據，遵照國家強制性標準GB 21139《基礎地理信息標準數據基本規定》的要求，綜合考慮現有數據情況和共享需求，系統數據數學基礎確定為：統一采用1980 西安坐標系、1985 國家高程基準和高斯-克呂格投影。

1 三維數據采集

建設陜西省城區的三維模型。三維數據的采集與建模采用集成低空無人駕駛飛行器遙感、單影像立體量測、精細三維建模等的技術體系。首先通過地面拍攝方式獲取數字化的高清晰影像，其分辨率可達到0.1 米；然后利用有別于立體像對三維測繪傳統方法的單像解析軟件，對每一張影像分別進行判讀處理，提取農產品的范圍信息和外表面紋理信息；進而基于上述信息，結合本省大比例尺地形圖數據，構建地物影像的精細三維模型。

三維模型數據采集技術流程見圖1-1。

1.1 數據整理與建庫

通過對現有數據和采集獲取的各種地理信息數據進行檢查和處理，遵循《基礎地理信息數據庫基本規定》標準的要求，建立陜西省多形式、多尺度、現實性強的基礎農產品地理信息數據庫。

1.2 數據檢查與處理

數據質量檢查內容包括數據的整體質量和實體元素質量。整體質量檢查主要是數據完整性檢查，主要包括以下幾個方面：

（1）數據層的完整性檢查；

（2）數據層數據文件和屬性文件的完整性檢查；

圖1-1 三維模型數據采集技術流程

（3）屬性項完整性檢查，檢查應有的屬性文件中屬性項是否有缺項、順序是否正確。即使數據所在圖幅中沒有要采的屬性數據，其屬性項也應設置完整、順序正確；

（4）數據范圍檢查；

（5）要素完整性檢查，檢查各數據層應有的要素是否有遺漏或多余，包括數據中是否存在重復點、冗余點、重復線等。實體元素質量檢查主要是對點、線和面目標進行屬性精度、邏輯一致性與接邊檢查。

（6）屬性精度檢查，檢查各層要素的各屬性項中的屬性代碼或屬性值的正確性。

（7）邏輯一致性檢查，包括屬性一致性檢查，包括屬性項定義檢查，屬性項之間關系檢查，屬性值邏輯一致性檢查，代碼一致性檢查；格式一致性檢查，對數據的數據格式進行檢查等。依照系統的整體要求，能夠把多種常見的數據格式轉入至本系統，保留原有格式下的線型、顏色、字體、屬性等信息；數據分層一致性檢查，包括數據層名檢查，各層要素檢查；拓撲一致性檢查，包括線拓撲、面拓撲和點拓撲的檢查，及編輯后是否重建拓撲關系；要素空間關系檢查，要素之間如等高線與水系、等高線與高程點、居民地與道路、面狀居民地與其幾何中心點、境界與河流、道路等，應有合理的空間關系。DLG 數據的檢查與處理擬采用數據質量檢查軟件進行，通過模型和算法，將數據中不符合規律、邏輯關系矛盾的要素自動挑選出來，并進行人機協同處理。

1.2.1 DOM 數據檢查與處理

（1）數學基礎檢查，包括影像的空間參考系統、分辨率、左上角坐標及影像行數、列數是否正確，可通過數字正射影像圖信息文件中相關內容來檢查；

（2）影像點平面精度檢查，可通過影像圖上選取的一定數量的檢查點，通過檢驗檢查點的精度來度量整幅圖的精度。每幅圖的檢查點數量視地形情況而定，一般不少于20 點，且在圖幅內盡量分布均勻，地形復雜地區需要多選點，地勢平坦地區可以適當減少檢查點的個數；

（3）接邊檢查，接邊效果檢查，用目視檢查法看相鄰數字正射影像的接邊處影像亮度、反差、色彩是否基本一致；接邊精度檢查，取相鄰兩正射影像圖重疊區域處同名地點作為檢查點，分別量取兩同名點的距離，或者是讀取同名點的坐標，算出兩點間的距離，檢查同名點的坐標差是否符合限差；

（4）影像質量檢查，目測檢查影像是否清晰易讀、反差是否適中、色調是否均勻一致、紋理是否清楚，對于彩色影像，目視檢查影像色彩是否鮮明有真實感，影像上不能有因作業過程中的失誤而造成的肉眼可見的重影；經過鑲嵌的影像，其鑲嵌處色彩應過渡自然，無明顯的色彩變換；在鑲嵌處不應有因鑲嵌引起的重影、模糊或斷裂等現象。

1.2.2 DEM 數據檢查與處理

對于數字攝影測量方法生產的DEM，檢查內容應包括網格間距、DEM 范圍即起止點坐標的正確性、高程數據的完整性及明顯的高程異常等。DEM 數據檢查應以程序檢查為主，結合人機交互檢查。可將DEM 按高程分層設色，與等高線或影像疊加顯示檢查，或將DEM 生成的三維暈渲圖與等高線疊加檢查。

2 數據建庫

在對DLG、DOM、DEM 等各種基礎地理信息數據進行質量檢查和處理之后，進行統一入庫，建立由元數據庫、基礎控制數據庫、DLG 數據庫、DEM 數據庫、DOM 數據庫、地名數據庫、三維模型數據庫等組成的陜西省農產品信息系統數據庫，其結構組成如下圖所示。

圖2.1 基礎地理信息數據庫組成

（1）元數據庫

元數據庫是存儲說明數據內容、質量、狀況和其它有關特征信息的數據庫。它可以用來組織和管理空間信息，并挖掘空間信息資源，可以幫助數據使用者查詢所需空間信息，可以根據不同的地理區間、指定的語言、具體的時間查找空間信息。元數據的主要內容應涵蓋元數據實體集信息、標識信息、限制信息、數據質量信息、維護信息、空間表示信息、參考系信息等內容。

（2）DLG 數據庫

該數據庫用于存儲和管理地貌、植被與土質等內容的矢量數據，包括圖形信息和屬性信息。

（3）DEM 數據庫

DEM 數據庫主要用于存儲數字高程模型數據。

（4）DOM 數據庫

該數據庫用于存儲數字正射影像，在該數據庫中應實現多種分辨率影像的無縫集成，在數據入庫時應構建影像金字塔，并通過分層分塊建立多級索引結構。

（5）基礎控制數據庫

該數據庫用于存儲基礎控制數據，包括平面控制點、高程控制點、和其他測量控制點的位置、屬性及點之記。

（6）地名數據庫

該數據庫用于存儲地名數據，通過從多尺度的地形圖數據中提取整理建成，其內容應包括自然地理實體名稱和人文地理實體名稱，前者如山、山峰、山丘、河等地名；后者包括省、縣、市、鄉、鎮等行政區域地名。

（7）三維模型數據庫

該數據庫用于存儲農產品分布信息的幾何、紋理及屬性信息。

3 數據管理系統

數據管理系統用以實現城市基礎地理信息的編輯、處理、管理以及維護，具備以下功能：

3.1 數據編輯處理功能

（1）空間數據編輯

具備結點、線、面對象的編輯與處理功能，數據檢查與處理功能，以及各種編輯操作的撤銷與恢復功能；

（2）屬性數據編輯

具備屬性項的插入、刪除、修改功能，在數據編輯過程中檢驗非法屬性值的功能，以及利用查詢函數批量更新地物屬性記錄的功能；

（3）數據接邊

具備將被相鄰圖幅分割開的同一圖形對象的不同部分拼接成一個完整的數據對象的功能；

（4）數據轉換

具備坐標轉換、投影轉換、數據格式轉換、矢量柵格轉換等數據轉換功能；

（5）數據提取

具備定制條件下的不同范圍、不同形式、不同尺度、不同內容以及給定屬性條件、空間條件的數據提取功能。

3.2 數據查詢分析功能

（1）查詢統計

具備屬性關鍵字查詢、定制查詢、空間選擇查詢、空間關系查詢以及固定區域、任意區域的要素統計及結果可視化功能；

（2）空間量算

具備距離、面積以及角度的量算功能，支持用戶直接在地圖上量算任意多個點之間的距離、任意多個點構成的多邊形面積和任意方向角度；

（3）疊加分析

具備多個數據集的無縫疊加功能，可進行集成顯示、空間關系比較、屬性關系比較等；

（4）緩沖分析

具備緩沖分析功能，能夠對一組或一類地物按緩沖距離條件建立緩沖區多邊形圖，并與指定圖層進行疊加分析；

（5）顯示控制

具備數據分層、分類型顯示的控制功能。

3.3 數據輸入輸出功能

（1）數據輸入

具備主流地理信息管理軟件開放格式數據的直接讀取功能，并能無損轉換成本系統的內部格式；

（2）數據輸出

具備空間數據輸出和制圖輸出的功能。空間數據輸出包括格式轉換和數據形式轉換。制圖輸出應具備國家標準圖幅及自定義圖幅輸出功能。

3.4 數據維護功能

（1）元數據管理

具備元數據的建立、刪除、輸入、編輯、檢查、查詢、檢索、合并、導入、導出等功能；

（2）空間索引

具備各種空間索引的建立和撤銷功能，包括圖幅索引、行政區索引、對象范圍索引、格網索引等；

（3）符號配置管理

具備各種符號的增加、刪除以及配置功能；

（4）數據字典管理

支持依據定義的相關屬性字段名和字段值以及數據描述等信息建立并編輯數據字典。

4 結論

數據庫用戶分為管理員用戶和普通用戶，不同用戶具有不同操作權限，用戶管理功能應包括創建不同級別的用戶、修改用戶權限、刪除用戶、鎖定用戶、解鎖用戶等功能；也可以用以記錄數據庫登錄用戶、操作動作、操作時間、操作類型以及服務器的關閉和啟動時間等信息。數據是由其他部門或單位按照統一標準規范，在業務數據基礎上經整合加工形成的可用于共享的數據，以擴展圖層的形式提供服務。這些數據可采用物理集中的方式，也可以部署在各部門數據中心，經確認后統一管理，并提供服務。

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