陕西省农产品信息系统数据库建设与管理研究

张丽萍

（陕西国际商贸学院,712046）

陕西省农产品基础地理数据体系包括1:500、1:1000、1:2000、1:10000、1:50000 等多种尺度、多种形式的数据，遵照国家强制性标准GB 21139《基础地理信息标准数据基本规定》的要求，综合考虑现有数据情况和共享需求，系统数据数学基础确定为：统一采用1980 西安坐标系、1985 国家高程基准和高斯-克吕格投影。

1 三维数据采集

建设陕西省城区的三维模型。三维数据的采集与建模采用集成低空无人驾驶飞行器遥感、单影像立体量测、精细三维建模等的技术体系。首先通过地面拍摄方式获取数字化的高清晰影像，其分辨率可达到0.1 米；然后利用有别于立体像对三维测绘传统方法的单像解析软件，对每一张影像分别进行判读处理，提取农产品的范围信息和外表面纹理信息；进而基于上述信息，结合本省大比例尺地形图数据，构建地物影像的精细三维模型。

三维模型数据采集技术流程见图1-1。

1.1 数据整理与建库

通过对现有数据和采集获取的各种地理信息数据进行检查和处理，遵循《基础地理信息数据库基本规定》标准的要求，建立陕西省多形式、多尺度、现实性强的基础农产品地理信息数据库。

1.2 数据检查与处理

数据质量检查内容包括数据的整体质量和实体元素质量。整体质量检查主要是数据完整性检查，主要包括以下几个方面：

（1）数据层的完整性检查；

（2）数据层数据文件和属性文件的完整性检查；

图1-1 三维模型数据采集技术流程

（3）属性项完整性检查，检查应有的属性文件中属性项是否有缺项、顺序是否正确。即使数据所在图幅中没有要采的属性数据，其属性项也应设置完整、顺序正确；

（4）数据范围检查；

（5）要素完整性检查，检查各数据层应有的要素是否有遗漏或多余，包括数据中是否存在重复点、冗余点、重复线等。实体元素质量检查主要是对点、线和面目标进行属性精度、逻辑一致性与接边检查。

（6）属性精度检查，检查各层要素的各属性项中的属性代码或属性值的正确性。

（7）逻辑一致性检查，包括属性一致性检查，包括属性项定义检查，属性项之间关系检查，属性值逻辑一致性检查，代码一致性检查；格式一致性检查，对数据的数据格式进行检查等。依照系统的整体要求，能够把多种常见的数据格式转入至本系统，保留原有格式下的线型、颜色、字体、属性等信息；数据分层一致性检查，包括数据层名检查，各层要素检查；拓扑一致性检查，包括线拓扑、面拓扑和点拓扑的检查，及编辑后是否重建拓扑关系；要素空间关系检查，要素之间如等高线与水系、等高线与高程点、居民地与道路、面状居民地与其几何中心点、境界与河流、道路等，应有合理的空间关系。DLG 数据的检查与处理拟采用数据质量检查软件进行，通过模型和算法，将数据中不符合规律、逻辑关系矛盾的要素自动挑选出来，并进行人机协同处理。

1.2.1 DOM 数据检查与处理

（1）数学基础检查，包括影像的空间参考系统、分辨率、左上角坐标及影像行数、列数是否正确，可通过数字正射影像图信息文件中相关内容来检查；

（2）影像点平面精度检查，可通过影像图上选取的一定数量的检查点，通过检验检查点的精度来度量整幅图的精度。每幅图的检查点数量视地形情况而定，一般不少于20 点，且在图幅内尽量分布均匀，地形复杂地区需要多选点，地势平坦地区可以适当减少检查点的个数；

（3）接边检查，接边效果检查，用目视检查法看相邻数字正射影像的接边处影像亮度、反差、色彩是否基本一致；接边精度检查，取相邻两正射影像图重叠区域处同名地点作为检查点，分别量取两同名点的距离，或者是读取同名点的坐标，算出两点间的距离，检查同名点的坐标差是否符合限差；

（4）影像质量检查，目测检查影像是否清晰易读、反差是否适中、色调是否均匀一致、纹理是否清楚，对于彩色影像，目视检查影像色彩是否鲜明有真实感，影像上不能有因作业过程中的失误而造成的肉眼可见的重影；经过镶嵌的影像，其镶嵌处色彩应过渡自然，无明显的色彩变换；在镶嵌处不应有因镶嵌引起的重影、模糊或断裂等现象。

1.2.2 DEM 数据检查与处理

对于数字摄影测量方法生产的DEM，检查内容应包括网格间距、DEM 范围即起止点坐标的正确性、高程数据的完整性及明显的高程异常等。DEM 数据检查应以程序检查为主，结合人机交互检查。可将DEM 按高程分层设色，与等高线或影像叠加显示检查，或将DEM 生成的三维晕渲图与等高线叠加检查。

2 数据建库

在对DLG、DOM、DEM 等各种基础地理信息数据进行质量检查和处理之后，进行统一入库，建立由元数据库、基础控制数据库、DLG 数据库、DEM 数据库、DOM 数据库、地名数据库、三维模型数据库等组成的陕西省农产品信息系统数据库，其结构组成如下图所示。

图2.1 基础地理信息数据库组成

（1）元数据库

元数据库是存储说明数据内容、质量、状况和其它有关特征信息的数据库。它可以用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源，可以帮助数据使用者查询所需空间信息，可以根据不同的地理区间、指定的语言、具体的时间查找空间信息。元数据的主要内容应涵盖元数据实体集信息、标识信息、限制信息、数据质量信息、维护信息、空间表示信息、参考系信息等内容。

（2）DLG 数据库

该数据库用于存储和管理地貌、植被与土质等内容的矢量数据，包括图形信息和属性信息。

（3）DEM 数据库

DEM 数据库主要用于存储数字高程模型数据。

（4）DOM 数据库

该数据库用于存储数字正射影像，在该数据库中应实现多种分辨率影像的无缝集成，在数据入库时应构建影像金字塔，并通过分层分块建立多级索引结构。

（5）基础控制数据库

该数据库用于存储基础控制数据，包括平面控制点、高程控制点、和其他测量控制点的位置、属性及点之记。

（6）地名数据库

该数据库用于存储地名数据，通过从多尺度的地形图数据中提取整理建成，其内容应包括自然地理实体名称和人文地理实体名称，前者如山、山峰、山丘、河等地名；后者包括省、县、市、乡、镇等行政区域地名。

（7）三维模型数据库

该数据库用于存储农产品分布信息的几何、纹理及属性信息。

3 数据管理系统

数据管理系统用以实现城市基础地理信息的编辑、处理、管理以及维护，具备以下功能：

3.1 数据编辑处理功能

（1）空间数据编辑

具备结点、线、面对象的编辑与处理功能，数据检查与处理功能，以及各种编辑操作的撤销与恢复功能；

（2）属性数据编辑

具备属性项的插入、删除、修改功能，在数据编辑过程中检验非法属性值的功能，以及利用查询函数批量更新地物属性记录的功能；

（3）数据接边

具备将被相邻图幅分割开的同一图形对象的不同部分拼接成一个完整的数据对象的功能；

（4）数据转换

具备坐标转换、投影转换、数据格式转换、矢量栅格转换等数据转换功能；

（5）数据提取

具备定制条件下的不同范围、不同形式、不同尺度、不同内容以及给定属性条件、空间条件的数据提取功能。

3.2 数据查询分析功能

（1）查询统计

具备属性关键字查询、定制查询、空间选择查询、空间关系查询以及固定区域、任意区域的要素统计及结果可视化功能；

（2）空间量算

具备距离、面积以及角度的量算功能，支持用户直接在地图上量算任意多个点之间的距离、任意多个点构成的多边形面积和任意方向角度；

（3）叠加分析

具备多个数据集的无缝叠加功能，可进行集成显示、空间关系比较、属性关系比较等；

（4）缓冲分析

具备缓冲分析功能，能够对一组或一类地物按缓冲距离条件建立缓冲区多边形图，并与指定图层进行叠加分析；

（5）显示控制

具备数据分层、分类型显示的控制功能。

3.3 数据输入输出功能

（1）数据输入

具备主流地理信息管理软件开放格式数据的直接读取功能，并能无损转换成本系统的内部格式；

（2）数据输出

具备空间数据输出和制图输出的功能。空间数据输出包括格式转换和数据形式转换。制图输出应具备国家标准图幅及自定义图幅输出功能。

3.4 数据维护功能

（1）元数据管理

具备元数据的建立、删除、输入、编辑、检查、查询、检索、合并、导入、导出等功能；

（2）空间索引

具备各种空间索引的建立和撤销功能，包括图幅索引、行政区索引、对象范围索引、格网索引等；

（3）符号配置管理

具备各种符号的增加、删除以及配置功能；

（4）数据字典管理

支持依据定义的相关属性字段名和字段值以及数据描述等信息建立并编辑数据字典。

4 结论

数据库用户分为管理员用户和普通用户，不同用户具有不同操作权限，用户管理功能应包括创建不同级别的用户、修改用户权限、删除用户、锁定用户、解锁用户等功能；也可以用以记录数据库登录用户、操作动作、操作时间、操作类型以及服务器的关闭和启动时间等信息。数据是由其他部门或单位按照统一标准规范，在业务数据基础上经整合加工形成的可用于共享的数据，以扩展图层的形式提供服务。这些数据可采用物理集中的方式，也可以部署在各部门数据中心，经确认后统一管理，并提供服务。

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