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重庆大学B区空间数据库的设计与分析
一、设计目的
根据重庆大学B区的部分数字地图,完成数据库的设计和数据库的实现,掌握数据库的设计与实现的方法与流程。
二、设计内容
1.数据来源:
数字测图实习中用CASS生成的重庆大学B区部分电子地图。
(数字测图实习第二组测得的数字地图)
2.设计内容:
完成重庆大学B区空间数据库的设计和实现。
空间数据库的设计——空间部分:
单个图层(属性表和拓扑关系)
图层间(拓扑关系);
属性部分:
属性表设计。
空间数据库的实现——修改拓扑错误;
生成道路中线;
将控制点的点名和高程设计为属性信息。
3.设计步骤:
(1)根据CASS软件所测得的数字地图中地物的种类,在ArcCatalog中新建一个个人数据库,并在该数据库下建立一个数据集,用于容纳不同类型的地物,并根据不同地物建立不同的要素类,并对每个要素类的属性表进行设计(要素属性表和非空间属性表);
(2)将CASS软件所测得的数字地图转换为Geodatabase的格式(数据格式的转换),并将CASS所得到的图上的数据转换到对应的要素类中;
(3)对每个图层所要遵循的拓扑规则进行设计,并对图层之间所遵循的拓扑规则进行设计;
(4)往设计的空间数据库中适当的添加数据。
(属性数据和空间数据的录入,包含对对错误的编辑);
(5)对设计的要素进行数据显示;
(6)设计的空间数据库的元数据。
三、设计过程
(一)个人数据库的建立及数据库的分层设计
在ArcCatalog中新建个人数据库,并命名为“重大B区空间数据库”,并在该数据库里面新建数据集“B区数字地图要素集”,然后在设计的数据集中新建各种要素类。
根据数字地图中的内容,把要素分为控制点、建筑物、植被、道路、水域、独立地物6个不同要素类。
其中,建筑物、植被、水域选择面状要素,空间属性为面的周长及面积;
道路选择线状要素,空间属性为长度;
控制点和独立地物选择点状要素。
所有的要素的非空间属性将在属性表中显示。
设计操作过程如下图:
个人数据库建立
要素集和要素类的建立
(二)将CASS软件所测得的数字地图转换为Geodatabase的格式并转换到相应的要素类中
1.将CAD格式数据转换为GeoDatabase格式
在ArcToolbox中选择ConversionTools,并在下拉菜单中选择ToGeodatabase,在其子菜单中选择ImportfromCAD,将数字地图成功的转换为Geodatabase格式的数据,转换结果如下:
2.转换数据说明,转化后的数据包括:
(1)数据集CADStaging,数据集包含面状要素(Area)、地图范围(CadDoc)、线状要素、点状要素。
所有要素只含有空间属性。
(2)6个数据表:
Attibut、CadLayer、Entity、MSLink、TxtProp、XData、XtrProp。
其中用于提取信息的为Entity。
3.将转换后的数据再转换到设计的对应数据集中
(1)启动ArcMap,在图层中添加设计数据库和转换数据库中所有的数据,在Editor的下拉菜单中选择StartEditing。
将目标图层选为“jianzhu”,将“jianzhu”图层和Entity属性表进行连接,并在属性表中通过属性选择图中的建筑物,选中后复制到“jianzhu”图层中。
以同样的方法将图中所有内容复制到设计的相应的要素类中。
分层后,结果如下图所示:
(三)图层的拓扑设计及图层间的拓扑设计
1.为面状图层建立拓扑规则,以“jianzhu”图层为例,进行说明:
(1)启动ArcCatalog,在“重大B区空间数据库”中建立要素集,命名为“jianzhu_topology”,以原来的坐标系统为参考。
将要素集“B区数字地图要素集”中建筑物要素复制到该要素集。
右键单击要素集,建立新的拓扑关系,图层“zhibei”、“shuiyu”拓扑关系的建立方法一样。
操作过程如下:
(2)层间拓扑关系的建立,以”jianzhu”和”zhibei”图层为例,它们之间的拓扑关系应该为不能有重叠,操作步骤如下图:
(3)在ArcMap中打开由拓扑规则产生的文件,将数据集导入ArcMap中,点击editor按钮开始编辑,选择要检查拓扑的数据,打开topolopy工具条点击打开errorinspector按钮,在errorinspector对话框中点击searchnow,找出所有拓扑的错误,对错误记录信息进行修改,这里测图质量良好,没有拓扑错误,操作过程如下:
同理,对其他要素层进行拓扑错误的检查,面状要素均采用以上规则。
2.线状要素的拓扑规则的建立,以及中线的生成
对于本课程设计,线状要素只设计道路,因此拓扑规则设为“MustNotoverlap”和“MustNotinterect”在ArcMap中导入此数据集,共发现错误。
对于道路的端点均采用作为特例进行修改,其他未闭合的线都采用编辑工具,放大区域,用snap进行捕捉,使其闭合,并生成中线。
(四)对设计的空间数据库进行属性数据编辑
启动ArcMap,导入前几步建立好的图层,为每个图层要素添加非空间属性。
激活相对应的图层,这里以“jianzhu”图层为例,在Editor的下拉菜单中选择StartEditing。
右键单击“jianzhu”,选择OpenAttributeTable。
激活相应的行,地图上便选择相对应的要素。
以CASS地图为参照,为建筑物添加名称属性。
各图层的的属性如下:
控制点——名称和高程建筑物——名称
其操作如下表如下图:
为建筑物编辑名称:
为控制点编辑名称:
(五)对设计的要素进行数据显示
经过前面的设计,所有要素如下图所示:
(六)设计的空间数据库的元数据
在ArcCatalog里面选中个人地理数据库相应的空间要素集,在视窗上方选择元数据,选择元数据“编辑”命令对元数据进行编辑,主要包括标识信息、数据质量信息、空间参照等。
其中数据质量信息一项,点位质量精度以所采用的数字地图的质量指标为准。
空间参照一项,亦同于所测数字地图的独立坐标系,之前已将坐标系统一,现只需对具体参数进行描述。
操作步骤如下图:
(七)相对路径设置:
由于默认的数据保存方式为绝对路径,为了在不同的终端实现数据使用,这里要修改路径。
设置方式为:
File—DocumentProperty—DataSourceOptions里面的相对路径复选框打钩确认。
至此便完成了空间数据库的分析设计。
四、设计总结
经过一周的设计与实际操作,最后终于完成了重大B区空间数据库的设计与分析,在整个设计过程中,遇到了很多的问题。
通过网上和图书馆查阅相关资料,使问题一步一步得到了解决。
ArcGIS是全英文的软件,虽然在实验课上对照书本进行了一些操作,但真要运用到实践中时,才发现并不是那么简单。
对于一些较为简单的操作,包括数据的导入、建立属性数据表、建立拓扑关系等,可以通过自己尝试顺利完成,但到遇不熟悉的理论和概念时,感觉很难入手,只有通过查阅相关资料才能慢慢理解。
总之,在这次课程设计过程中,使自己掌握了ArcGIS软件的基本操作,掌握了空间数据库设计的一般步骤,进一步加深了对GIS和空间数据库的理解,感受到了GIS功能的强大和灵活。