地质图空间数据库数据模型与空间数据库质量基本概念

空间数据库技术与空间数

据库质量

李超岭

lchaoling@5f387e46b90d6c85ec3ac6a4

中国地质调查局发展研究中心

内容提纲

?一、空间数据的基本概念

?二、数据模型的基本概念

?三、地质图空间数据库数据模型特点?四、地质图空间数据库标准主要内容?五、地质空间要素编码体系

?六、空间数据库质量基本概念?七、空间数据评价要求与示范

(一)描述空间数据特征的基本术语?ARC

?NODE .

?VERTEX

?PSEUDO

?DANGLING NODE

?LABLE

?USER-ID

?TIC

?RMS ERR

(二)COVERAGE 的重要容限值

?1、 Fuzzy Tolerance（坐标距离容限）

?弧段坐标之间的最小距离。用CLEAN 时，间距小于坐标距离容差的两个或两个以上的坐标点就合并成一个（包括VERTEX、NOTE及弧段之间）

?2、 Dangle Length(悬挂长度)

?一段悬挂线段，其左右两边是同一个多边形。用CLEAN 命令使任何短于该长度的悬挂线段都删去。

?3 、 Node Match Tolerance(结点结合容限)?结点相互连接的距离

?4、Weed Tolerance(坐标间隔距离)

?用于平滑线段坐标点。采用Douglas-Pucker算法平滑各线段的坐标点，从线段起始出发到各个顶点产生一条趋势线，而坐标间隔距离即用来判明那些落在趋势线容差范围之内该删去的顶点。

?5、 RMS（残余均方误差----控制点转绘误差）?该值必须小于0.003。这是当控制点（TIC）用来把地图固定在数字化仪上时自动计算出来的RMS 值代表了数字化仪光标获取COVERAGE 上的控制点位置精度。

坐标距离

容限坐标

距离容限坐

标

间

隔

距

离坐标间隔距离坐标间隔距离

结点结合容限NODE MATCH

加入

ID

Build 加BUILD

入ID

(三)拓扑关系定义

要素（图元）之间的连通性或相邻的关系成为拓扑关系。

?空间实体之间的拓扑关系，点、线、面

三类实体的关系可以有六种组合，即点

与点，点与线，点与面，线与线，线与

面，面与面，这些组合表示了实体间拓

扑关系的相邻性、连接性、闭合性、一

致性等，是地理空间数据处理的依据。

3、空间数据之间的关系(与制图区别)

?（1）空间实体的点线面类型定义必须正确（ 岩脉）。

?（2）保证多边形空间实体的封闭性。

?（3）保证线状空间实体的连接性。

?（4）保证编码不重复(组合实体、基础图形要素)。

?（5）保证符合组合实体间和基础图形要素之间的关系原则，其中包括：

? 连接——如地质界线连接或分段路线的连接。

? 相交——如地质界线与分段路线的相交；

? 共享——地质体边线共享；

? 落于——ROUTing落于相应的地质体内；

? 包含——大地质体包含小地质体。

?（6）保证不出现悬挂节点和伪节点，所有线状要素相交处，都应建立节点。?（7）每个线状要素必须既有从左侧相关于它的面域，又有从右侧相关于它的面域。

? 保证空间数据之间拓扑关系的正确性是实现GIS系统数据处理和分析的基础，它的质量特性是GIS区别于CAD系统的重要内容之一。

3、空间数据之间的关系

3、空间数据之间的关系

3、空间数据拓扑关系容易出错的地方

3、空间数据拓扑关系容易出错的地方

二、数据模型的基本概念

?数据模型是一种数据（实体）、数据（实体）之间的联系以及有关语义约束规则的形式化描述，属数据管理的范畴。

?通俗地说，数据模型规定数据的内容、结构、行为和语义。

?（1）内容定义应该包括什么，不包括什么；?（2）结构是描述数据之间的关系；

?（3）行为用可执行的操作表示；

?（4）语义则对属性域的有效性进行约束，如数据类型、取值范围（包括代码范围）以及缺省值等

关系

?根据ISO 19109通用要素模型的定义，空间对象类之间主要存在两种关系。一种是泛化/特化关系，即类继承关系；二是关联。对象常用的关联又分两种类型：聚集（分为强聚集、弱聚集）、空间与拓扑。?继承是面向对象技术的重要特征，通过类继承子类继承父类的属性和行为，并增加新的属性和行为以实现类的扩展。该特征对地学数据模型具有特殊的意义。在基础地学数据模型的基础上，可通过要素或对象类的扩展建立具体数据库的数据模型，使得具体数据库的内容既有自己的特色，又可在主要内容上与基础数据模型保持一致。这种机制有利于实现基础数据模型的指导作用，有利于多源数据的集成与共享(下页图)。

关系

键

?实体的有些属性不仅仅能够描述她，还能唯一地区别她。实体的唯一特性可能通过一个属性来表达，也可能由许多属性组合起来表达。这些特性称为主键。当主键由多个特性组成时，则称为复合键。当有一个主键选择集合时，每种选择都被称为候选键。

域与基数

?域即属性域:是属性有效值的规则，用于限制在对象类的任何具体属性允许的值。每个要素类有一个属性域的集合，属性域可分为缺省值、值的范围、代码范围等。通过对属性域的有效性检查，可减少数据输入的错误。

?基数:A类对象与B类对象在数量上的对应称为基数。主要包括4种基本基数，即一对一、一对多、多对一和多对多。

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