GIS空间数据库建库：如何高效管理地理信息？ (gis空间数据库建库)-www.88531.cn资享网

GIS空间数据库是指以空间数据为核心的数据库，它能够对地理空间信息进行管理、存储、查询、分析和可视化等处理。GIS空间数据库在应用领域广泛，如城市规划、环境保护、交通管理、资源利用等方面都有着重要的应用价值。本文将从如何高效管理地理信息的角度出发，阐述GIS空间数据库建库的一些关键技术和方法。

一、GIS空间数据库的特点

GIS空间数据库不同于一般的关系型数据库，它的数据具有空间信息属性和关系，因此在数据库的设计和构建中，需要充分考虑空间数据的结构和特点。GIS空间数据库具有以下特点：

1. 空间数据类型复杂：在GIS空间数据库中，空间数据类型包括点、线、面等多种类型，且各自具有不同的属性和关系。

2. 空间数据存在重叠：在实际应用中，很多空间数据存在重叠的情况，如交叉口、区域等，需要考虑如何有效管理这些重叠部分的信息。

3. 空间数据存在拓扑关系：在GIS空间数据库中，空间对象之间存在拓扑关系，如相邻、相连等关系，需要考虑如何表达和管理这些关系，以支持空间查询和分析。

4. 数据量大且复杂：由于GIS空间数据的特殊性，其数据量往往较大，并且数据结构和格式比较复杂，需要采用专业的数据库管理软件和技术。

以上这些特点对GIS空间数据库的建库过程提出了更高的要求，需要充分考虑空间数据的特殊性，采用合适的建库技术和方法，以实现高效管理地理信息的目标。

二、GIS空间数据库建库技术

在GIS空间数据库建库的过程中，需要充分考虑数据的质量、一致性、完整性等方面，以下是一些关键技术和方法：

1. 数据结构设计

GIS空间数据库的数据结构设计是建库的关键环节之一，需要充分考虑空间数据的类型和特点，采用合适的数据结构和格式进行表达，以实现数据的高效存储、查询和分析。常见的数据结构包括栅格模型、矢量模型、TIN模型等，需要根据应用需求和数据特点进行选择和优化。

2. 空间索引技术

空间索引是加速空间查询和分析的重要手段，能够实现快速的空间数据检索和匹配，提高数据操作的效率。常见的空间索引技术包括四叉树、R树、网格索引等，需要根据实际应用需求进行选择和优化。

3. 数据质量控制

GIS空间数据库中的数据质量对应用结果的精度和可靠性有着重要影响，因此需要采用相应的数据质量控制方法和工具，如数据清洗、有效性检测、完整性检查、拓扑一致性检查等，以确保数据的准确性和一致性。

4. 数据更新和维护

GIS空间数据库中的数据是动态变化的，需要进行及时更新和维护。常见的数据更新方法和工具包括数据采集、差分更新、批量更新等，需要根据数据类型和更新频率进行选择和实施。

以上这些技术和方法有助于实现GIS空间数据库的高效管理和应用，但也需要充分考虑数据安全和隐私保护等方面的问题，以保障数据的安全性和可信度。

三、GIS空间数据库应用实例

GIS空间数据库在实际应用中具有广泛的应用价值，以下是一些典型应用实例：

1. 城市规划

GIS空间数据库可以对城市的基础设施、土地利用、环境污染等方面的信息进行管理和分析，对城市规划和管理具有重要的应用价值。

2. 环境保护

GIS空间数据库可以对环境监测、环境评估、污染源排放等方面的信息进行管理和分析，支持环境保护和生态建设的决策和实施。

3. 交通管理

GIS空间数据库可以对交通流量、交通事故、道路网络等方面的信息进行管理和分析，对交通管理和智能交通系统的建设具有重要的应用价值。

4. 资源利用

GIS空间数据库可以对资源的分布、利用、保护等方面的信息进行管理和分析，对资源开发和利用的规划和管理具有重要的应用价值。

综上所述，GIS空间数据库是一种重要的地理信息管理和分析工具，需要充分考虑数据的特殊性和应用需求，采用合适的建库技术和方法，以实现高效管理地理信息的目标。同时，需要注重数据安全和隐私保护等方面的问题，以确保数据的安全性和可信度。

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工作流程与建库方法

松嫩平原地下水资源及其环境问题调查空间数据库包括野外数据采集系统、数据录入系统、数据库信息应用系统、数据库检查验收系统和综合成果管理系统五个组成部分。系统具备了数据录入、编辑、管理、浏览、查询、质量控制等功能，同时可以进行简单的数据处理操作。

属性数据库的录入是按照《水文地质环境地质调查信息系统使用手册》中的数据格式及要求在数据录入系统中完成的。

空间数据库的建设是按照《地下水资源调查评价数据库标准》的具体要求进行的，调查资料和收集资料的录入是主要由黑龙江和吉林两省地质调查院完成，之后实施单位进行汇总、检查。

一、工作流程

包括资料准备（图形图像资料、文字资料、专业数据资料的收集、图件预处理、图件的分层及清绘处理）、数据采集、属性表编制、图形数字化、属性库的录入、图形属性挂接、图形编辑修改、图形误差校正、图形投影转换、建立图库、质量检查、成果汇交、文档管理等工作（图14—1）。

二、建库方法

（一）资料准备

资料准备工作包括1∶25万地理底图的转化及修编；资料的收集、筛选、分类、整理；熟悉数据库信息系统和数据库标准等。首先对工作区内以往的水文地质环境地质资料进行收集、整理、筛选，进行资料的可靠性、准确性及实用性分析，把内容完整、数据可靠、内容可用的资料分类挑选出来，作为准备入库的资料。由于收集的原始资料时间跨度大，格式、资料内容与数据库要求的格式不一致，在录入之前必须对收集资料内容进行整理，有的还需要进行单位换算，提炼出所需资料。对实测资料有缺少项目等情况，及时与调查人员联系，进行了必要补充。将整理好的收集资料及实测资料，按照技术要求进行统一编号，为了确保图元编码的唯一性，统一编号由17位数字组成，即：经度8位＋纬度7位＋识别码2位。

（二）属性数据的录入与检查

将整理、筛选出来的资料，分门别类地分配给不同的工作人员进行计算机录入。由于所录入资料的专业性较强、数据量大、内容参差不齐，录入时需要随时进行分析，因此入库资料全部由专业人员完成，以保证入库数据的质量和准确性。地下水资源调查的数据表是一对多个主从表结构关系，因此在数据录入过程中，必须先输入主表数据，再录入从表数据。特别是野外水文地质点基础表是所有此搜相关数据关联的基础，在输入新的调查点资料之前，必须先输入该表中的数据。为了保证录入数据的质量，采取的保障措施是每录入完一份资料马上与原始资料对照检查，避免时间过长容易忘记。

图14—1 空间数据库建设工作流程图

1.水文地质钻孔综合表的录入

按照数据库提供的录入表内容，主表水文地质钻孔综合表包括地层描述、井径变化、井管结构、填砾止水、测井曲线和含水层划分6个分表。

由于以往资料各家使用的钻孔综合成果表的内容表达方式不尽相同，与数据库中给定的表格内容不是一一对应，特别是松嫩平原的含水层多，白垩系含水层划分不明确，所以这部分资料内容录入整理的工作量很大。在收集到的钻孔资料中给出的位置坐标全部是大地坐标，首先要把大地坐标转换成经纬度，然后进行统一编号，再进行录入。由于钻孔综合成果表中内容多，数据库表中所需的内容要到成果表中各项目中查找，查找起来需要很长时间森凳历，并且有一些项目需要进行计算，如填砾厚度，需要用孔径和井径进行计算；钻孔变径描述、钻孔井管结构、水文地质钻孔填砾止水结构、地质钻孔含水段厚度等是在柱状图中按比例尺量算的，然后按比例尺换成深度。含水层厚度的确定，在钻孔综合成果表中给出的含水层厚度是整个钻孔揭穿的含水层总厚度，但数据库需要分段填写，这部分数据根据岩性描述确定出含水段的位置，计算含水层厚度，分段含水层的厚度之和与成果表中的含水层总厚度保持一致。在录入过程中，钻孔资料按原始数据100%录入，不遗漏每一项数据（图14—2、图14—3）。

图14—2 数据库中钻孔资料关联表

图14—3 数据库中的钻孔资料

2.抽水试验成果表的录入

收集的抽水试验资料一般都在钻孔综合成果表中，没有原始的抽水试验记录，在钻孔综合成果表中只有不同落程抽水试验总的观测时间、稳定时间、水位恢复时间、水位降深、涌水量及抽水试验成果。为了避免在录入完成综合成果表后，漏录抽水试验成果表，在录入过程中，对钻孔资料首先录入抽水试验成果表，然后再录入综合成果表。对于本次获得的实测资料，由于观测记录中涌水量单位为m

/d，数据库中要求为L/s，必须先进行换算，然粗册后再进行录入，工作比较繁琐，在转换过程中容易出现数据错误，所以在录入前先进行涌水量单位换算，然后再进行录入和检查。本次施工的钻孔抽水试验则依据原始抽水试验记录录入。

3.水、土样品采集记录表的录入

（1）野外水样采集记录表的录入

野外采样是按年度工作区分三年完成的，录入工作也是按年度进行。地下水水质分析样包括水质全分析、简分析、微量元素分析、同位素分析样和地表水样。野外水样采集记录表与水质分析综合成果数据表及同位素测试综合成果数据表是一套相关联表（图14—4），首先录入测试数据表，然后录入野外水样采集记录表，再录入水质分析综合成果表和同位素测试数据。

（2）野外土壤样品采集记录表的录入

该表包括土壤易溶盐分析和土壤污染分析成果表，在录入过程中先录入野外土壤样品采集记录表中相关内容，然后录入土壤易溶盐分析调查表中的各项内容。

4.野外调查卡片的录入

野外调查卡片随着野外工作的开展按年度分期录入，野外工作分三年进行，录入过程也分三年进行。

（1）机民井调查记录表的录入

在野外调查过程中，不同地区分潜水和承压水分别进行调查。在录入中有时同一个点既调查了深层水、又调查了浅层水，同一个点，两个不同的内容，这时就要特别注意，不能将之一个点替换掉，只能用统一编号来区分。调查点平面位置示意图和地形地貌、含水层剖面图采用灰度扫描，扫描精度为300 dpi，扫描后部分进行矢量化，生成JPEG图像插入录入系统中，部分直接生成JPEG图像插入录入系统中（图14—5）。

图14—4 数据库中水样采集记录与水质分析综合成果数据表

图14—5 数据库中机民井调查表

（2）土地盐渍化野外调查表的录入

在录入该表格时，表中有“年内更高水位”和“年内更低水位”，由于在野外仅靠一次观测没办法查明这两项内容，所以该项内容录入不全或不够准确。表中的样品采集情况一栏，字段数少、取样较多，有的时候各取样深度不能全部录入。

表中调查点平面示意图，采用扫描精度为300 dpi，进行灰度扫描，扫描后进行矢量化，生成JPEG图像插入录入系统中（图14—6）。

（3）地表水点综合调查数据表的录入

地表水体调查点包括湖泊、河流等调查点，按照野外提供的表格直接进行录入，地貌、地质剖面素描图及调查点平原位置示意图采用扫描精度为300 dpi，灰度扫描，扫描后部分进行矢量化，生成JPEG图像插入录入系统中，部分直接生成JPEG图像插入录入系统中（图14—7）。

（4）地下水污染综合调查表的录入

该项工作只在黑龙江省做了少量调查，已全部录入，调查点平面位置示意图，采用精度为300 dpi，灰度扫描，将扫描图直接生成JPEG图像插入录入系统中。

（5）泉点野外调查记录表、水源地综合调查表、野外水文地质点调查表、野外水文地质调查路线表、土地荒漠化野外调查表的录入。

这些表的数据整理及录入均按照录入表式填写录入，所涉及的剖面或平面示意图采用精度为300 dpi，灰度扫描，将扫描图直接生成JPEG图像插入录入系统中。

图14—6 数据库中土地盐渍化野外调查表

图14—7 数据库中地表水综合调查表

5.地下水观测井基本情况表的录入

这部分内容按照数据库中提供的表格逐项目录入，主要录入了地下水位人工监测数据记录表、地下水位监测数据成果汇总表、地下水水温监测原始记录表，地下水位监测资料从2023年8月至2023年8月，每5天监测一次，共监测2年。

6.地下水位统测野外记录表的录入

该表录入的资料为2023年、2023年、2023年不同时期的统测资料，该表在录入过程中，由于技术要求下达较晚，野外统测时，定位点坐标精度差，资料取得后，录入人员将数据全部录入数据库中，待技术要求下达后，对统测点又重新进行野外定位，使得录入资料全部重新录入。

7.地下水位统测汇总表的录入

该表由地下水位统测野外记录表自动生成，共体现了2023～2023年3年4次统测资料，2023年丰水期1次、2023年枯、丰水期2次统测、2023年枯水期1次统测。在3年4次的统测中，有一部分统测井由于某种原因，不能在同一个井连续进行，只能换成其他点进行统测。有一些点坐标没有改变，只是水位及标高改变，这一类点，在录入过程中在井口标高和井深中都已经填写上了新换点（图14—8）。

8.试坑渗水试验观测记录表的录入

该表录入了2023年和2023年资料，该项工作做得不多，资料较少，但作为之一手资料，比较宝贵。内容按数据库中的表格要求录入。试坑平面位置示意图采用扫描精度为300 dpi，灰度扫描，扫描后进行矢量化，生成JPEG图像插入录入系统中（图14—9）。

9.汇总与数据备份

由于数据库录入工作量大、内容多，必须由多人分工完成，因此要通过数据汇总将多台机器上的数据库中的数据汇总到一个数据库上。分头录入的资料一般每周汇总一次，汇总时由汇总人员对录入的资料进行抽查，一般抽查率在20%～30%。为了避免数据丢失，在进行数据汇总前先将数据做一备份，以防万一。

（三）图形数据库的建立

空间图形数据库的建立分为7个阶段进行：

之一阶段：完成属性库的录入工作。属性数据录入的完成是《地下水资源调查应用系统》中自动生成各类调查点图层的前提。

图14—8 数据库中地下水位统测数据汇总表

图14—9 数据库中试坑渗水试验综合成果汇总表

第二阶段：编绘1∶25万地理底图。根据技术要求，进行修编，涵盖了主要交通干线、河流、居民地、省、市、县界线、松嫩平原界线等。图面清晰明了，满足绘制成果图件的要求。

第三阶段：成果图件矢量化。每张成果图件均由编图人员在喷绘的1∶50万地理底图上绘制，然后采用300 dpi扫描，形成栅格化文件，再由建库人员利用Map GIS将图像配准到已矢量化、修编好的地理底图上，所有经纬网交叉点都作为控制点采集对象，保证了图像配准的精度，最后完成数字化制图。

第四阶段：检查、修改成果图件，熟悉《地下水资源调查应用系统》和《地下水资源调查评价数据库标准》对地下水资源数据库图层的划分及其属性结构，做好图形入库的准备工作。

第五阶段：从已有的成果图件中提出数据库中所需要的图层，并赋予属性。每个图层文件都要在Map GIS中设置好投影参数，并且与成果图件投影参数保持一致，均为兰伯特等角圆锥平面直角坐标系。

第六阶段：将属性库文件和成果图件中提出的图层文件导入《地下水资源调查应用系统》中。具体操作如下：①在该系统中增加一个新工作区，连接属性数据库文件，设置投影参数为兰伯特等角圆锥1∶25万平面直角坐标系；②导入已修编好的地理底图；③根据系统中空间数据库部分的目录树所列图层和属性库中各类调查点的数据，依次生成点图层，并且由系统自动挂接属性文件；④将已编辑好的线、区图层导入本系统；⑤更新地图参数，系统会将各类图层重新投影为新建工作区时所设的投影参数，保证了各类图层在空间位置上相对一致性（图14—10～图14—13）。

图14—10 数据库中的地貌分区图层

图14—11 数据库中潜水含水岩组岩性分区图层

图14—12 数据库中潜水富水性分区图层

图14—13 数据库中2023年丰水期水位埋深等值线图