5.4.1 需求分析

1. 信息需求

数据是信息的载体，是数据库的基础和核心。矿产资源规划空间数据是指基础地理、基础地质及最终的规划成果图件数据，它们反映了矿产资源分布状况、矿产资源规划分区及区块(勘查、开采)的位置、范围及其相互间的空间关系及拓扑关系等信息，具有空间性、抽象性、多时空等空间数据特征。

2. 应用需求

矿产资源规划空间数据库的建立是矿产资源规划管理信息化建设和形成信息化建设体系的首要任务。考虑到矿产资源管理部门、矿山企业及社会公众对矿产资源规划、管理以及信息化建设的需求，设计与实现矿产资源规划空间数据库时不仅仅定位于存储规划的成果数据，更为重要的是需充分发挥规划的龙头作用，将大量的规划研究成果充分地应用起来，为矿产资源的规划审批与监管工作服务、为国土资源政务管理服务。同时，通过开发各类应用服务系统、专题应用系统以及与土地、环境等行业的已建和在建信息系统的集成等方式，实现为矿产资源管理及相关部门提供本地区甚至跨区域的经济发展对矿产资源需求的战略分析服务，为矿山企业及社会公众提供必要的信息服务。因此，其应用需求可表达为如图5.4所示的层次结构。

图5.4 矿产资源规划空间数据库应用需求层次图

5.4.2 数据库架构方案

考虑矿产资源规划空间数据库的应用需求，一方面需满足基于GIS专业软件平台(如Map GIS、Arc GIS等)对规划成果数据的直接调用，如矿产资源统计分析、矿产资源空间查询、矿产资源规划及专题图件的制作等之类的小数据量、单用户的桌面应用; 另一方面，同时兼顾考虑基于GIS二次开发应用的需求，如基于该数据库研发矿产资源规划数据库管理系统、矿产资源规划信息服务平台等，从而实现大数据量、多用户并发编辑与互访及分布式应用的企业级DBMS应用需求。因此，本实例以对象关系型数据库存储理论为支撑，基于Geodatabase数据模型 + Arc SDE空间数据库引擎 + SQLServer2005数据库，实现矿产资源规划数据的存储与管理，进而构建矿产资源规划空间数据库。

5.4.3 平台的搭建

目前，技术的迅速发展导致空间数据库创建及应用系统平台软件版本的更新日渐频繁。为确保空间数据库创建及应用实践工作顺利进行，必须搭建科学高效的软、硬件环境。

本案例具体做法如下: 首先安装Arc GISDesktop9.3软件; 安装SQLServer2005数据库管理系统，并对其进行相应的配置，包括为其指定一个数据库实例名(SQL Server instance); 接着，在保证SQL服务器处在正常运行的状态下，安装Arc SDE9.3空间数据库引擎。需特别注意的是: 在Arc SDE的Post Installation过程中，安装程序将会出现Create Spatialdatabase对话框，提示用户为空间数据库设定数据库名称及用户密码，因SQLServer2005不支持创建SDE用户使用简单密码“sde”，此处需要设定至少6位以上字符的密码。用户按照Arc SDE安装程序提示将会自动完成空间数据库的创建第一个过程，但此时仅是一个包含数据库系统信息的空库。待Arc SDE完全成功安装后，用户需要注意以下信息: Servicename、Serviceportnumber、Arc SDELogin、Arc SDEPassword、Database name、SQLServerinstance、Servername。

关于上述各个软件的安装及配置的内容，相关资料已介绍较多，此处限于篇幅不再赘述。下面将着重介绍矿产资源规划空间数据库的创建过程，并给出相应的应用示例，以此为其他领域空间数据库的构建及应用提供参考。

5.4.4 创建Geodatabase

Arc Catalog是Arc GIS地理信息平台的基础模块之一。利用Arc Catalog可以创建和管理本地Geodatabase(Personal Geodatabase，File Geodatabase)和Arc SDEGeodatabase地理空间数据库，定制和应用元数据，从而大大简化用户组织、管理和维护数据的工作。本地Geodatabase的创建较为简单，可以直接在Arc Catalog环境中建立，而Arc SDEGeodatabase则需首先在网络服务器上安装数据库管理系统与Arc SDE 空间数据库引擎，然后在Arc Catalog环境下建立空间数据库连接，进而创建空间数据库。

下面以矿产资源规划Arc SDEGeodatabase的创建为例，在5.4.3节已建实验平台的基础上，具体展示空间数据库的创建过程。

1. 建立空间数据库连接

①在Arc Catalog目录树窗口(图5.5)，将鼠标放置在Database Connections文件夹之上，双击鼠标左键，展开该文件夹(图5.6)。

图5.5 Arc Catalog目录树窗口

图5.6 Add Spatial Database Connection窗口

②鼠标双击图5.6中“Add Spatial Database Connection”，打开空间数据库连接配置对话框(图5.7)。

③在Server文本框中输入需要连接的SDE服务器名字或IP地址。

④在Service文本框中键入需要连接的服务名称或端口号。

⑤本实例中，数据将被存储在SQLServer2005数据库管理系统中，且在安装Arc SDE数据引擎过程中已经创建了名为“geodata”的空间数据库实例(SQLServerinstance)，因此，在Database文本框中输入“geodata”。

⑥在Account选项组中的User Name和Password文本框，分别输入用户名和口令。

⑦单击Test Connection按钮，进行连接测试。如果连接成功，将会弹出一个连接成功提示窗口(图5.8)。

图5.7 空间数据库连接配置

图5.8 连接成功提示窗口

⑧如果连接失败，会弹出相应的错误提示信息，此时，需要根据提示信息找出错误原因，直至连接测试成功。

⑨单击“确定”按钮，空间数据库连接配置对话框随之关闭。目录树中的Database Connections文件夹将出现一个新空间数据库连接“Connectionto127.0.0.1”。为见名知义，将该连接标识“Connection to127.0.0.1”改为与空间数据库“geodata”名称相对应的“Connectionto GEODATA”，按Enter完成空间数据库的连接操作(图5.9)。

图5.9 连接成功

2. 创建要素数据集

空间数据库连接成功之后，便可创建要素数据集。创建要素数据集，首先必须明确其空间参考，包括坐标系统和坐标值的范围域。并且需要注意两个问题: 一是数据集中的所有要素类需具有相同的坐标系统; 二是所有要素类的要素坐标必须在坐标值域范围之内。具体创建过程如下:

①在Arc Catalog目录树窗口，将鼠标放置在Connectionto GEODATA空间数据库连接标识之上，单击鼠标右键，选择“New”→“Feature Dataset”(图5.10)。

②此时，打开New Feature Dataset对话框(图5.11)。在图5.11中的Name文本框中输入要素数据集名称，点击“下一步”按钮，弹出坐标系统设置对话框(图5.12)。

坐标系统分为地理坐标系统(Geographic Coordinate Systems)和投影坐标系统(Projected Coordinate Systems)两种。地理坐标系统采用地球表面的经纬度表示，投影坐标系统则利用数据换算将三维地球表面上的经纬度坐标转换到二维平面上。因此，在定义坐标系统之前，需了解数据来源，以便选择合适的坐标系统。图5.12中，单击“Import”或“New”按钮均可设置要素数据集的坐标系统。单击“New”按钮，选择“Geographic”，打开地理坐标系统设置对话框(图5.13); 选择“Projected”，打开投影坐标系统设置对话框(图5.14)。定义地理坐标系统包括定义或选择参考椭球体、测量单位及起算经线; 定义投影坐标系统，需选择投影类型、设置测量单位及相应的投影参数等。

图5.10 创建要素数据集弹出菜单

图5.11 New Feature Dataset对话框

图5.12 坐标系统设置对话框

图5.13 地理坐标系统设置对话框

图5.14 投影坐标系统设置对话框

而当已知原始数据与某一数据的投影相同时，则可单击“Import”按钮，打开数据浏览窗口(图5.15)，用具有相同坐标系统的数据的投影信息来定义原始数据较为方便。此处，单击“Add”按钮，为新建的要素数据集导入坐标系统信息，单击“下一步”，按照提示完成要素数据集的创建。

图5.15 Import坐标系统设置对话框

③此时，在目录树窗口，将鼠标放置在新建立的要素数据集名称之上，单击鼠标右键，选“Properties”，打开“Feature Dataset Properties”对话框(图5.16)，可以查看或重新定义要素数据集的坐标系统。

图5.16 Feature Dataset Properties对话框

3. 创建要素类

要素数据集创建完毕后，便可在该要素数据集下新建要素类。需要注意的是: 要素类分为两类，即独立要素类和简单要素类。独立要素类存放在数据库中的要素数据集之外，不属于任何要素数据集。独立要素类的建立方法与在要素数据集中建立简单要素类相似，不同的是，当新建独立要素类时还必须定义其空间参考; 而简单要素类存放在要素数据集中，直接使用要素数据集的坐标系统，所以不需要重新定义其空间参考。下面以简单要素类的建立为例，演示在要素数据集中建立要素类的过程。(www.daowen.com)

①在Arc Catalog目录树窗口，将鼠标放置在需要建立要素类的要素数据集上，单击鼠标右键，选择“New”→“Feature Class”命令(图5.17)。

②弹出New Feature Class对话框(图5.18)。在Name文本框输入要素类名称，在Alias文本框输入要素类别名，在Type下拉选项中选择要素类的存储类型。

图5.17 建立要素类命令菜单

图5.18 New Feature Class对话框

③单击“下一步”按钮，弹出要素类数据库存储关键字配置对话框(图5.19)。单击“Useconfigurationkeyword”，选择配置关键字及相应参数; 或单击“Default”单选按钮，使用默认的存储参数。此处，使用“Default”默认参数。

④单击“下一步”按钮，弹出要素类的字段名、类型及其属性设置对话框(图5.20)。单击Field Name列表下面的第一个空白行，输入新字段名，单击Datatype列，为该新设字段选择相应的数据类型。在Field Properties栏中编辑字段的属性，包括该字段的别名、是否允许空值、默认值、长度等参数。当单击Field Name列表下面的SHAPE字段，在Field Properties栏中，可分别在Grid1、Grid2、Grid3位置设置该要素类的空间索引格网的大小(注意: Grid1必须大于0，Grid2、Grid3可以是0)。

图5.19 要素类数据库存储关键字配置对话框

图5.20 要素类数据库存储关键字配置对话框

⑤单击“Finish”按钮，完成简单要素类的创建。

4. 创建关系表

①在Arc Catalog目录树窗口，将鼠标放置在需要建立关系表的Geodatabase数据库连接之上，单击鼠标右键，选择“New”→“Table”命令(图5.21)。

图5.21 建立关系表命令菜单

②在弹出的New Table对话框中(图5.22)，在Name文本框中输入表名，在Alias文本框中输入表的别名。

图5.22 New Table对话框

③单击“下一步”按钮，弹出关系表数据库存储关键字配置对话框(图5.23)。单击“Useconfigurationkeyword”，选择配置关键字及相应参数; 或单击“Default”单选按钮，使用默认的存储参数。此处，使用“Default”默认参数。

④单击“下一步”按钮，弹出关系表属性字段编辑对话框(图5.24)。在该对话框中分别设置关系表的字段名、类型及其属性。

图5.23 存储关键字配置对话框

图5.24 关系表属性字段编辑对话框

⑤单击“Finish”按钮，完成关系表的创建。

5.4.5 数据加载

这里讨论的数据加载，主要指两种方式: 即数据的导入(Import)或装载(Load)。数据导入不同于数据装载，数据导入指将已有的Shapefile、Coverage、Raster、d BASE、INFO等格式的数据通过Import系列工具直接导入到空间数据库或要素数据集之中，会自动在数据库或要素数据集下生成一个相应的要素类; 而数据装载则要求空间数据库中事前必须存在与被载入的数据具有结构匹配的数据对象(要素类或关系表)，然后利用Load工具完成库内库外数据的匹配。下面结合前述创建的要素数据集及要素类，分别介绍空间数据的导入与装载过程。

1. 数据导入

①在Arc Catalog目录树窗口，将鼠标放置在需要导入数据的Geodatabase数据库或要素数据集之上(此处以导入Shapefile到空间数据库为例)，单击鼠标右键，选择“Import”→“Feature Class(single)”命令(图5.25)。

②打开Feature Classto Feature Class对话框(图5.26)。在Input Features中选择要导入的Shapefile数据，在Output Location中选择目标数据库或要素数据集，在Output Feature Class中输入新要素类的名称，而在Field Map(optional)栏中，可以根据实际需选择导入的字段，或另外添加新的字段。

③单击“OK”按钮，出现数据导入进度条，成功导入后，在目标数据库或要素数据集中将出现新导入的Shapefile数据。

图5.25 数据导入命令

图5.26 Feature Classto Feature Class对话框

当然，在图5.25中，我们也可以选择“Feature Class(multiple)”，成批导入Shapefile至目标数据库或要素数据集中。其他格式数据的导入过程与此类似，此处不再一一详述。

2. 数据装载

①在Arc Catalog目录树窗口，右键单击要装载数据的要素类或关系表，单击“Load”→“Loaddata”命令，出现Simple Data Loader对话框(图5.27)。

图5.27 Simple Data Loader对话框

②单击“下一步”按钮，打开数据输入对话框(图5.28)。单击浏览按钮，找到要输入的要素类或表，单击Add按钮，添加数据到源数据列表中。

图5.28 数据添加对话框

③单击“下一步”按钮，打开数据装载确认对话框(图5.29)。选择“Idonotwantto loadallfeaturesintoasubtype”，表示不想把数据装载到一个指定的子类型中。

图5.29 数据装载确认对话框

④单击“下一步”按钮，打开字段匹配对话框(图5.30)。若源数据字段名称、属性与目标数据字段名称、属性均相同，则软件会自动完成匹配; 若不相同，则需手工在Matching Source Field窗口中选择同目标字段匹配的源数据的字段; 如果不想让源数据字段的数据装载到目标字段，则可在Matching Source Field窗口中选择“None”。

图5.30 字段匹配对话框

⑤单击“下一步”按钮，打开源数据装载对话框(图5.31)。选择“Loadallofthesource data”表示需要装载全部源数据。进一步单击“下一步”按钮，出现参数总结信息框(图5.32)。单击完成“按钮”，完成源数据的装载操作。

图5.31字段匹配对话框

图5.32 参数信息总结对话框

⑥如果只需载入部分源数据，则选择“Loadonlythefeaturesthatsatisfyquery”，点击“querybuilder”按钮，打开数据筛选窗口，在此窗口设置筛选条件(图5.33)。

⑦点击“OK”按钮完成条件筛选。同时打开条件装载对话框(图5.34)。点击“下一步”按钮，按提示完成源数据筛选装载操作。

图5.33 数据筛选窗口 图5.34 条件装载对话框

⑧经过以上系列操作，最终完成矿产资源规划空间数据库的创建(图5.35)。

图5.35 矿产资源规划空间数据库