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基于开源GIS软件的矿山基础测绘空间数据管理和服务

作　者: 宋海萍
导　师: 张锦
学　校: 太原理工大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 基础测绘空间数据空间数据服务开源软件地理信息系统矿山
分类号: TD17
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

矿山测量是煤矿安全生产的重要保障,矿山基础测绘空间数据是矿山测量的重要数据类型,主要是指矿区地面不同比例尺(分辨率)的数字线划图、数字地面模型和数字正射影像图。随着矿山建设和生产的迅速发展,如何有效管理矿山基础测绘空间数据,进而提供应用服务是数字矿山建设的重要技术问题。企业级地理信息系统技术的快速发展为这一问题的解决提供了有效的技术途径,但是已有的应用主要是基于商业版本的企业级地理信息软件系统,而这些软件大多售价昂贵。近些年同样快速发展的开源地理信息软件系统,以源代码开放、非商业化等特征,越来越受到人们的关注。基于开源空间数据库PostgreSQL的应用研究目前主要是针对城市或一些相关行业,在矿山方面的应用研究还较少,未形成完整的技术应用体系。本文通过对矿山基础测绘空间数据的特点进行分析,利用开源空间数据库PostgreSQL/PostGIS实现对矿山基础测绘空间数据管理,构建开源WebGIS应用服务系统,实现基本的数据应用服务。论文首先对PostgreSQL数据库服务端到客户端的工作原理、空间扩展模块PostGIS的特点进行分析。研究了PostgreSQL中OGC简单要素模型和PostGIS中元数据表结构。进而对WebGIS体系结构进行研究,结合矿山空间数据的服务需求,搭建三层体系的数据管理服务系统。其次对PostgGIS中矢量、栅格数据各自的存储方法进行了研究,并建立了矿山基础测绘空间数据库。对矿山基础测绘空间数据的三大类型数据(DEM、DOM、DLG)进行入库,为保证数据库中数据的统一性,分别进行不同的数据处理、统一编码和坐标系统等规范化处理,使其满足入库标准。并基于开源空间数据库PostgreSQL分别将shp、tab、mid/mif、mdb、tif等矢量、栅格数据进行入库管理。最后利用GeoServer、OpenLayers、PostgreSQL/PostGIS等开源软件搭建了B/S三层架构的数据管理服务系统。以Myeclipse软件为开发环境,JAVA. JSP、HTML语言为基础进行开发。以实例详细介绍了满足OGC规范的WFS、WMS、SLD等服务的实现过程,通过利用Filterf和WFS定制服务功能,对服务进行扩展,满足不同用户的需求。利用已经入库的矿山基础测绘空间数据,实现了地点定位查询、空间信息查询、测量距离和面积等功能。通过以上研究,论文基本实现了基于开源地理信息系统软件的矿山基础测绘空间数据的入库管理,建立的数据管理服务系统初步实现了数据发布、地点定位查询、空间信息查询等功能,系统的建立为数字矿山的建设提供了科学依据和一定的借鉴作用。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-20
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-19
    1.2.1 开源空间数据库PostgreSQL的发展现状及应用研究  11-13
    1.2.2 WebGIS发展过程及技术应用现状  13-17
    1.2.3 GIS在矿山中的应用研究现状  17-19
  1.3 论文研究的主要内容与组织结构  19-20
    1.3.1 论文研究的主要内容  19
    1.3.2 论文的组织结构  19-20
第二章开源空间数据库PostgreSQL及WebGIS平台  20-30
  2.1 空间数据库PostgreSQL/PostGIS特点及基本原理  20-22
  2.2 PostgreSQL/PostGIS空间数据模型  22-25
    2.2.1 地理几何要素模型  22-23
    2.2.2 面向对象关系数据模型  23-25
  2.3 开源WebGIS服务平台  25-29
    2.3.1 WebGIS平台的基本特征及优点  25-26
    2.3.2 商业和开源WebGIS平台  26-27
    2.3.3 开源WebGIS实现原理及实现技术  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章开源软件对矿山基础测绘空间数据的管理  30-52
  3.1 矿山空间数据特点及类型  30-31
  3.2 矿山基础测绘空间数据标准化建立  31-35
    3.2.1 数据处理  31-32
    3.2.2 数据分类及编码  32-34
    3.2.3 统一坐标系统  34-35
    3.2.4 属性数据的组织  35
  3.3 空间数据存储方式  35-40
    3.3.1 矢量数据  35-38
    3.3.2 栅格数据  38-40
  3.4 基于PostgreSQL的矿山基础测绘空间数据入库  40-50
    3.4.1 矢量数据入库  41-49
    3.4.2 栅格数据入库  49-50
  3.5 本章小结  50-52
第四章矿山基础测绘空间数据平台和服务  52-66
  4.1 矿山基础测绘空间数据信息服务平台搭建  52-53
  4.2 OpenGIS地图服务技术  53-58
    4.2.1 Web地图服务  53-54
    4.2.2 Web要素服务  54-57
    4.2.3 Web覆盖服务  57-58
    4.2.4 SLD显示样式  58
  4.3 矿山基础测绘空间数据的信息服务平台  58-65
    4.3.1 系统用户管理  59-60
    4.3.2 数据发布  60-61
    4.3.3 矿区定位查询服务  61-63
    4.3.4 空间测量距离、面积  63-65
    4.3.5 空间信息查询  65
  4.4 本章小结  65-66
第五章结论和建议  66-68
  5.1 研究工作总结  66-67
  5.2 建议  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-74
硕士期间参加科研项目与发表论文情况  74

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