地理信息数据库中数据字典的设计

地理信息系统

第,"卷第$期$##-年!月测绘工程

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地理信息数据库中数据字典的设计

肖计划，刘海砚，栾晓岩

（信息工程大学测绘学院，河南郑州!）"##"$

摘

要：叙述了地图数据库设计的基本思想，通过示例介绍了数据字典在地理信息数据库中的运用。在地理信息数

据库设计中，可以将数据字典分为三种类型，它们的应用增强了软件实现的灵活性和高效性，对于地理信息及数字地图制图软件的开发具有重要意义。

关键词：地理信息；数字地图制图；数据字典；软件开发；%&’(中图分类号：)$#*

文献标识码：+

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：；；；；E@P976A6>C@PH9I6@>1+’)$,F66I9BH96>F9I9F6AI6@>9PG@CIV9PEFEQEB@HE>I%&’(KKOKOOK=O*2

在’（管理信息系统）系统中，输入的名称不3(同，会给某些条件查询带来困难和混乱。为了解决专有名词的一致性问题，在数据库设计时需要大量地使用数据字典，将专有信息固化以供应用程序进行查阅和参考。这样的情况在D3(和地图制图软件系统中也同样存在。例如：“测量控制点”和“测控点”就是表达同样的意义，在设计数据库时就应当对它们进行固化。由于地理要素属性的不固定性，使得数据字典在D3(软件开发中的这种意义得到了更进一步的延伸。

属性数据，特点是理解起来非常直观。

图层,NB9GGN:9EP,UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU=图层$NB9GGN:9EP$UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU=

UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU

图层>NB9GGN:9EP>UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU=这种方式的缺点也非常明显，就是灵活性和可扩展性非常差。增加新图层时，需要相应地修改程序来增加一个N这种方法是极不方:9EP!。显然，=便的。

）半封闭、半开放式的程序设计$

在这种方式中，所有的矢量图层都使用同一个类进行对象的建立（例如可以称之为AB9GGNWEAI@PS）。在几何层面上，它是属于点、线、面或复合:9EP=

要素中的某一种类型。对于属性数据的管理，可以专门地抽象出一个类来进行图层属性字段结构的说明，举例如下。

定义一个类NX6EBF来管理一个属性项：

,地理信息数据库中数据字典设计的必要性

在介绍地理信息数据字典之前，先用一个地理属性数据项的不确定性实例来说明没有引入字典表之前地图图层管理程序设计的复杂性和不灵活性。

）封闭式的程序设计,

就是对每一个图层都设计一个类来管理几何和

收稿日期：$##".#".,!

作者简介：肖计划（，男，助教U万方数据　,0/0!）

地理信息系统

第P期

肖计划等：地理信息数据库中数据字典的设计

UO

!"#$$%&’(")

｛

［./；!*#+,-#,(0&1234-/.232-］!!字段名称［./；!*#+,%#6’780&1234-/.232-］!!字段标题5

；2&’(")9(,9(!!字段类型:5:5；;8$’8()’86,3(86*!!字段长度<<；!*#+!,5=#";(!!字段值

｝

再定义一个类%&’(")$来记录一个图层的所有字段的信息：!"#$$%>’(")$｛

成员变量!!

；?(!67+"%&’(")!#,3#(+&’(")$!!存放图层属性数据字段结构信息的数据结构:

；其属性数据’86,976#"/66+’@;6(4#6#A’B(18C6(!!该成员变量记录对于属于本图层的每个特征对象，:

所占的内存空间的总字节数。

［./］；其中数组的下标与&’86,/))+($$D>>$(60&1234A!!,/))+($$D>>$(6是一个整数数组，’(")E

每个数组元素记录该字段在存储属性数据的连18)(F对应，

续内存空间中的偏移地址。

成员函数!!

（，，）；@77"/))&’(")!78$6!*#+!8#,(，!78$6!*#+!!#6’782&’(")9(6(’86"(86*GH5:5:5<

｝

这样，就可以建立一个图层的字段结构信息了：IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

（“&“编号”，，))&’(")14”4/D1-92L2M9NJ2）；&’(")$18>7J6+K#/

（“.”“图号”，，）；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")#-74/DA9M1-L9NJ2，OH5（“9“类型”，，）；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")NJ2”4/DA9M1-L9NJ2，PH（“./“主码”，，；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")1-%D42”4/D1-92L2M9NJ2）（“A“识别码”，，；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")QC%D42”4/D1-92L2M9NJ2）（“4.“地名指针”，，；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")J9M”4/D-92L2M9NJ2）（“9“通行情况”，，）；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")M/&&1%A9/92”4/DA9M1-L9NJ2，R（“2“海拔高程”，，；&’(")$18>7J6+K#/))&’(")32=/91D-”4/D1-92L2M9NJ2）

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

很明显，半封闭、半开放式的程序设计较之封闭个外部的数据库表（也就是本文所说的数据字典）

中。当需要改变图层的属性字段的项数时，只要修式的设计大大降低了程序的代码量，所有图层的对

改和编辑这个数据库表即可。如表O所示，当前图象都是基于同一个类来构建的。只是在构建图层的

层只有R个属性字段，读取数据表在一个循环中调属性字段结构时，对于不同的地理层来说，只是

用&（）函数即可。（）函数调用的次数不同’(")$18>7J6+K#/))&’(")&’(")$18>7J6+K#/))&’(")而已。

但是，这种半封闭、半开放式的缺陷也是明显的。即对属性数据的处理中，它的前提条件是必须事先知道属性数据项的项数，以及每个属性字段的数据类型和长度等信息。当需要增加新的属性字段时必须显式地调用&（）函’(")$18>7J6+K#/))&’(")数。

）开放式的程序设计S

开放式的程序设计可以解决P）中的不足。在

万方数据　开放式设计中可以把图层的属性字段信息存储在一

表!不完全属性项说明数据字典

A*;0’8HO<A*;0’8HP<A*;0’8HS<A*;0’8HU<A*;0’8HR<

名称类型宽度水深泥深

SH$PH$OHTP>OHTP>OHTP>

HHHHH

当要修改属性字段，增加或删除时直接修改数

据库表就行了。增加属性项之后如表P所示。

这样不需修改程序代码就实现了地理属性数据

地理信息系统

/,

测绘工程

第)0卷

项的扩展。

表!增加属性项后的说明数据字典

!"#$%&()’!"#$%&(,’!"#$%&(*’!"#$%&(/’!"#$%&(0’!"#$%&(1’!"#$%&(4’!"#$%&(2’!"#$%&(5’!"#$%&)(’!"#$%&))’!"#$%&),’

名称类型宽度水深泥深时令月份长度高程比高水库容量吨位河流代码

*(+,(+)(-,.)(-,.)(-,.23)(-,.)(-,.)(-,.)(-,.23,(+

(((((((((((

的界面控件，也避免了层名的模棱两可和不同人输

入的不一致，这就是查询型数据字典，如表*所示。

表"地理层层名的数据字典

896:;<=:?7@>

))),)*)/)0)1)4)2)5

A9@=B=!;#?C:7@

)))))))))))))))

6:;<=:?D=E:>测量控制点工农业、社会、文化设施居民地及附属设施

陆地交通管线水域陆地!海底地貌及底质礁石、沉船、障碍物

水文陆地地貌及土质政界与政区

植被地磁要素助航设备及航道海上区域界线

在地理信息数据库设计中，可以将字典表分为

查询型数据字典、控制型数据字典、解译*种类型：

型数据字典。这三种类型数据字典的应用增强了软件实现的灵活性和高效性，对于地理信息及数字地图制图软件的开发具有重要意义。

,(,),,,*,/,0

,查询型数据字典

在目前基于平面图的点、线、面数据模型和基于

地理分层组织空间数据的条件下，67!和数字地图制图软件都离不了类似于表*所示的一种层管理方式。通过图示的方式在关系表中将层名的信息用数据字典进行固化就可以方便地提供给应用程序进行查询。例如，在软件的界面中需要了解系统的数据按层组织时就可以通过查询该数据字典来填充相应

当查询型数据字典的项数特别多时，界面中出现的选项会过于冗长，就可以考虑使用内部编码将一个关系分解成两个相互关联的明细表。例如，对于地理信息来说不同的要素层的数据项是不同的，即使在同一要素层中不同要素的相同属性项的备选内容也是不一样的，就可以采用明细数据字典来进行信息固化，如表/所示。

表#所有属性数据项及其可选择值明细数据字典

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

6:;<=:?D=E:管线管线管线水域陆地!水域陆地!

陆地水域!水域陆地!

陆地水域!水域陆地!水域陆地!水域陆地!

陆地水域!水域陆地!水域陆地!水域陆地!水域陆地!水域陆地!水域陆地!水域陆地!

海底地貌及底质海底地貌及底质海底地貌及底质海底地貌及底质

F;&B?;GF;3:

55()55(,55)5)1())1(,)1(*)1(/)1(0)1(1)1(4)1(5)1)()1((55)255)055()55(555(/55)4)4(*55(455(255(5

!"#$%&D=E:存在状态作用方式限制种类

类类型类型类型类型类型类型类型类型通航性质植被类型表面物质存在状态位置质量颜色与水面关系

类型测深技术测深质量位置质量

F;&B?;GF;3:)/(0)0())0())0(*)0(*)0(*)0(*)1())1())1(,)1(,)1(,)1(,)1(,)1(,)1(,)1(,)1(,)1(,)1(*)1(*)1(*)1(*

!"#$%&H=G#:冰期废)(千伏以上

油煤气蒸汽煤气无滩有滩一级河二级河三级河四级河五级河六级河七级河八级河九级河十级河—沟渠—

主次—干沟—

地理信息系统

第’期

肖计划等：地理信息数据库中数据字典的设计

3!

!控制型数据字典

由于地理信息各要素层中地理要素的属性项是

不相同的，势必导致不同层的要素的属性数据在数据库中的结构不一样。但是通过如表"所示的控制

型的数据字典对各层的属性信息固化后，通过查阅该数据字典的内容就可以动态地构建不同要素层的属性数据在数据库中的存放结构。这样既增强了程序的灵活性和应变能力，又大大地缩短了软件代码数量。

表!属性数据项说明数据字典

#$%’!3"&457%/%%%’%!%3%"%&%4%5%7’/’%’’’!’3’"’&’4’5’7!/!%!’!!!3!"!&

层标识%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%&%4%4%4%4%4%4%4%4%4%4%4%4%4%4%4

层内序’!!"!457%/%%%’%!%3%"%&%4%5%7’/’’’!%%3’!3"""57%/%%%’%!%"

字段名()*+,-/%.()*+,-/’.()*+,-/!.()*+,-/3.()*+,-/".()*+,-/&.()*+,-/4.()*+,-/5.()*+,-/7.()*+,-%/.()*+,-%%.()*+,-%’.()*+,-%!.()*+,-%3.()*+,-%".()*+,-%&.()*+,-%4.()*+,-%5.()*+,-%7.:)*;,<=,*=->?,=-@=A*+,-AB:)B-..()*+,-/%.()*+,-/’.()*+,-/!.()*+,-/3.()*+,-/".()*+,-/&.()*+,-/4.()*+,-/5.()*+,-/7.()*+,-%/.()*+,-%%.()*+,-%’.:)*;,

字段用户名

名称类型宽度水深泥深时令月份长度高程比高水库容量吨位河流代码通航性质植物类型表面物质存在状态位置质量颜色与水面关系注记编号数据来源编码图形特征代码

名称类型水深值水深值%水深值’测深技术测深质量位置质量作用方式表面物质物质形态危险级注记编号

字段类型!/0’/0%/1’2%/1’2%/1’256%/1’2%/1’2%/1’2%/1’256’/050!/0!/0%/0’/0’/0%/0565656%/0!/0’/0%/9’2%/9’2%/9’23/0’/0’/0’/0!/0!/0’/056

字段缺省值

///////8!’4&49//

////////////，’4//

，；CD，CE，<F，<(<((

/////////////

万方数据　

地理信息系统

!!

测绘工程

续表!

#$#%&’()%*+,%

/61/16/6101//61010/61016/6101!/61013#%&’()%*+,%-&.%

突出房屋

第/3卷

!解译型数据字典

对于地理信息系统和地图制图软件来说，都离不开地理要素的编码，对于系统开发这是不可避免的。用户也需要了解编码，但最终的用户往往对编码所代表的具体事物更感兴趣，这就需要在编码和名称之间进行解译，就象从一种语言翻译成另一种语言。如表"所示，这种解译型数据字典往往带有查询型数据字典的意义。

圈形居民地（逻辑中心）

高层房屋及街区

小居住区普通街区破坏房屋及街区表!编码及其名称对应数据字典

#$#%&’()%*+,%

#%&’()%*+,%-&.%

/0121!豁口/01213土城墙/0121"围墙

/01214栏栅、铁丝网、篱笆/0151/旧碉堡、旧地堡/01510独立大石/01516假石山/0151!土堆/01513土坑/0151"独立大坟/01514坟地/01512地表指示/02222无属性面/05551由面属性决定的边线/05554图幅内强制连接线/05552图幅内强制闭和线/05555图边强制闭和线

/61/1/突出庄院/61/10

独立房屋（单幢房屋）

万　

方数据/6101"居民区广场、空地

/610/1街区边线/6161/门洞

/61610

地下建筑物出入口

结束语

实际上，上述例子在789和数字地图制图软件

的数据库数据字典设计中只是一个方面，还有很多内容都可以使用类似的方法来进行设计，例如空间数据的符号化，参加拓扑计算的要素的控制等。

参考文献

/］萨师煊，数据库系统概论［:］;北京：高等教育出版社，0111;0］毋河海;地图数据库系统［:］;北京：测绘出版社，/55/;6］张锦;多分辨率空间数据模型理论［:］;

北京：测绘出版社，011!;!］9<&=<>9<%?<&);空间数据库［:］;谢昆青等，译;北京：机械工业出版社，011!;3］青润;软件工程之全程建模实现［:］;北京：电子工业出版社，011!;"］邬伦，刘瑜;地理信息系统导论［:］;

北京：科学出版社，011/;

［责任编辑：王黎］

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地理信息系统

地理信息数据库中数据字典的设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

肖计划， 刘海砚， 栾晓岩， XIAO Ji-hua， LIU Hai-yan， LUAN Xiao-yan信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052测绘工程

ENGINEERING OF SURVEYING AND MAPPING2006，15(2)2次

参考文献(6条)

1.萨师煊 数据库系统概论 20002.毋河海 地图数据库系统 19913.张锦 多分辨率空间数据模型理论 20044.Shashi Shekhar.谢昆青 空间数据库 20045.青润 软件工程之全程建模实现 20046.邬伦.刘瑜 地理信息系统导论 2001

相似文献(9条)

1.学位论文 朱蕊 军用数字测图系统的设计与实现 2006

地理信息空间数据生产，是建设数字化战场地理环境的前提和重要内容。这是一项投资巨大，技术要求十分复杂的工程，不仅成果精度要求高，而且信息的内容也包含广泛。传统的模拟测图系统和解析测图系统，已经无法满足基础地理空间信息生产的要求。随着数字地图制图技术的逐步成熟，有必要研制开发适合多比例尺数字矢量地形图生产的数字测图系统。 本文重点讨论数字测图系统开发的技术方案，确定系统开发的总体设计原则；通过分析软件需求，提出该系统的架构设计，从而实现地图制图与空间数据的一体化生产。本文对系统开发过程中的若干技术问题也进行了研究和探讨，主要包括：系统环境的设计与集成；地图符号化实现；数据立体采集与编辑处理；地图要素提取与拓扑入库；地图整饰与要素关系处理等。论文最后对相关功能进行了举例和说明，对全文进行了总结和展望。

2.期刊论文 龙毅.杜清运.邬国锋.蔡忠亮 数字地图制图向地理信息系统发展的若干问题分析 -地图2001(2)

一、引言 数字地图制图与地理信息系统(GIS)都以空间地理信息的存取、处理、分析与表达为研究对象，是地图学在数字信息时代的发展与延续。但相比而言，数字地图制图强调空间地理信息的传输和表达，而GIS则以空间地理信息的处理与分析为主，从应用的角度看，GIS无疑具有更广阔的发展空间。数字地图制图必须在现有技术发展的基础上加强空间（地图）分析功能，即在保持地图表达的模拟性、艺术性的基础上向GIS发展转化，才能够一方面提高GIS的可视化表达质量，另一方面深化数字地图制图的应用层次，拓展其应用范围。但到目前为止，两者结合的应用研究尚是一个薄弱环节，在很多研究中甚至忽视了两者的区别，或者仅对其中的一个进行单方面研究以回避这个问题，尚没有一个地图制图或GIS软件能够合理地兼顾两者的优势，其原因是多方面的。

3.会议论文 季晓林.刘海砚 基于模型驱动的数字地图制图自动化框架 2007

数字地图制图为社会提供大量的地理信息数据.传统的数字地图制图复杂、繁琐，影响了制图成果的时效性.本文引入模型驱动理论，提出了基于流程的自动数据制图系统框架及关键部件的实现方法.通过在制图环节中的初步试验，验证了自动框架的可行性。

4.期刊论文 王大力.WANG Dali 数字化地图制图要素分类编码 -地球信息科学2008,10(6)

数字化地图是地理信息系统建设的主要数据来源之一.数字化地图数据与地理信息数据的一致化,是地理信息系统建设,也是数字地图数据规范化的一项重要任务.实施地理信息系统数据工程时,人们往往在数字地图上对"地理信息要素"分类与代码进行工艺性扩展,没有有效区分数字地图制图要素与地理信息要素,从而导致不同的地理信息系统,形成不同的地理信息要素分类编码体系.本文认为,在本体论意义上,地图制图要素与地理信息要素是不同层面的概念.因此,本文根据功能特征,把数字地图制图要素划分为两类,一类是纯粹的地图制图要素,一类是GIS要素,并引入虚要素概念,把要素代码划分为GIS码、伪码、虚码三种类别,以此解决数字地图要素与地理信息要素的概念冲突,实现数字地图制图要素分类编码的可操作性,达到数字地图数据与地理信息数据一致化的目的.本文同时举例说明了符合地理空间信息要素分类代码标准要求的数字地图制图要素的分类编码方法.

5.期刊论文 王红.李霖.杨勇.朱海红.梅洋.贺彪.刘艳芸.WANG Hong.LI Lin.YANG Yong.ZHU Hai-hong.MEI Yang.HE Biao.LIU Yan-yun 基于基础地理信息的数字地图制图系统 -测绘科学2008,33(5)

基于国家基础地理信息,实现数字环境下的自动地图制图,是目前地图学研究的关键问题之一.本文根据国家现有图式表达规范,建立相应的符号库,实现地图的符号化,并以自动或半自动化方式解决符号配置过程中要素之间的各种关系;实现了点状、线状及面状注记的自动配置及移位处理,解决了地图的图外整饰配置与显示,初步实现了数字环境下普通地图的自动化制图.

6.期刊论文 莫瑞开.刘静.金玉平.MO Rui-kai.LIU Jing.JIN Yu-ping 数字地图制图技术的发展 -测绘与空间地理信息2005,28(6)

简单明了地阐述了地图的发展情况,尤其着重介绍了数字地图的制图基础、生产模式、采用的软件及功能、我国数字地图的现状与发展趋势等内容,对了解数字地图以及在数字地图的制作过程中具有一定的指导意义.

7.期刊论文 刘海砚.孙群.肖强.赵国成.李少梅.LIU Hai-yan.SUN Qun.XIAO Qiang.ZHAO Guo-cheng.LI Shao-mei 纸质地图与地理信息一体化生产技术研究 -测绘科学技术学报2007,24(4)

纸质地图制作和地理信息生产构成数字地图制图中两大相对独立的研究领域,在分析两者异同的基础上,设计了纸质地图与地理信息一体化生产流程,阐述了实现一体化生产必须解决一体化数据结构设计、多源数据综合利用、地图符号化机制建立、基于地理属性管理的地图编辑、地图数据质量检查、一体化地图输出等关键技术.纸质地图与地理信息一体化生产标志着数字地图制图发展进入了新阶段.

8.会议论文 刘海砚 地理信息管理在数字地图制图系统中的应用 1999

9.会议论文 李玲慧.李宏伟 GIS技术在数字地图制图中的应用----以《河南省城市地图集》为例 1999

结合应用MAPGIS地理信息系统制作《河南省城市地图集》的实践，分析了MAPGIS制图系统的基本原理及方法；总结了数字地图制图技术要点及优势；指出目前应完善MAP-GIS功能，强化MAPGIS智能化水平，以推动和加快GIS产业化进程。

地理信息系统

引证文献(2条)

1.肖计划.刘海砚.张吉才 设计模式在地图制图软件开发中的应用[期刊论文]-测绘工程 2008(5)

2.何殿源.林碧英 基于交易字典的通用动态交易程序构件的研究与实现[期刊论文]-四川大学学报（自然科学版）2008(4)

本文链接：/Periodical_chgc200602011.aspx

下载时间：2009年10月8日

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