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地学（空间）数据模型建模技术研究

作　者: 李丰丹
导　师: 傅平
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 地学空间数据数据模型 GEODATABASE 建模方法数据服务
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 3次
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内容摘要

地学(空间)数据模型的研究能为地质科学数据的共同理解提供基础。在已有数据模型或建模中,由于侧重于项目需求的建模,加上受于个人数据库技术的限制,使领域内的数据建模在数据(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,数据模型规定数据的内容、结构、行为和语义方面缺乏一致性描述,这在一定程度上影响了为地质科学数据的共同理解基础,而且使基础数据模型可以被设计成能够适合各种数据结构数据的结构能力也相当有限。因此根据目前数据模型技术发展趋势,需要建立地质调查领域的领域数据模型来满足需求。本文据此在研究地理数据库数据模型(GEODATABASE)的基础上,详细讨论了建立综合地学基础地学数据模型框架的技术方法: 为避免数据库模型研究几十年不变的模式,本文提出了一种新的研究模式:建立完整地学数据模型的基础内容标准、通过选择和限制制定专用标准,最后通过扩展和包含建立应用模式的方法来建立新一代数据模型的研究模式,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。在数据模型建模过程中,本文将地质要素做为基本研究对象,以面向对象技术、基于大型数据库技术作为原则,利用UML建模语言,采用有步骤地从概念信息模型、逻辑数据模型和物理数据模型获得数据的三层模型的建模方法,充分考虑了逻辑模型与物理模型的关系。本文利用分布式数据库的特点研究基于地质空间要素的分布式空间数据组织模型;通过元数据与UDDI实现空间数据的一体化发现机制。这样,对于多源数据库的范围内,建立实现对多源、多比例尺和异构数据一体化管理的综合数据模型(包括逻辑模型和物理模型),描述相关的对象及对象之间的关系,形成对所述数据的共同理解,为实现多源地学数据的有效存储、管理、交换和共享奠定基础,能真正建立我国的地学领域数据模型。本文还通过分析数字区域地质图数据模型的建模过程来详细说明上述建模方法的具体步骤;并概括性地介绍了地学空间数据的建库情况。最后,通过介绍国家地质空间信息网格(NGSIG)体系下的地学数据服务应用示范,阐述了对地学空间数据模型的验证,从应用实施上说明了所建立的地学数据模型的合理性。

全文目录

第一章绪论  8-13
  1.1 课题研究背景与意义  8-9
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 课题研究的目的  8
    1.1.3 课题研究的意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外现状研究  9-10
    1.2.2 国内研究概况  10-11
  1.3 课题研究要解决的问题  11-13
第二章 GIS空间数据模型发展过程  13-23
  2.1 CAD数据模型  14
  2.2 Coverage数据模型  14-15
  2.3 地理数据库模型  15-23
    2.3.1 地理数据库模型(GEODATABASE)描述  15-17
    2.3.2 GEODATABASE体系的数据组织模型  17-21
    2.3.3 GEODATABASE数据模型的优点  21-23
第三章地学空间数据模型建模方法  23-37
  3.1 建模的研究模式标准化  24-27
    3.1.1 建立完整地学数据模型的基础内容标准  24-25
    3.1.2 定义专用标准  25
    3.1.3 建立专用标准中类型和元素的规则  25-26
    3.1.4 专用标准规则总则  26-27
    3.1.5 对使用专用标准的应用模式的规则  27
  3.2 基于大型数据库技术的原则  27-28
  3.3 UML和开发过程  28-29
  3.4 使用三层模型的方法进行研究  29-32
    3.4.1 第一阶段:需求分析与概念信息建模  30
    3.4.2 第二阶段:采用面向对象的建模方法建立逻辑数据模型  30-31
    3.4.3 第三阶段:将逻辑模型映射到 ESRI的地理数据库模型  31-32
  3.5 充分考虑逻辑模型与物理模型的关系  32
  3.6 建立基于地质空间要素的空间数据模型  32-34
  3.7 空间数据的一体化发现机制:元数据与UDDI机制  34-37
    3.7.1 元数据  34-35
    3.7.2 UDDI  35-37
第四章地学空间数据模型  37-42
  4.1 地质调查领域数据模型—地理数据库数据模型描述与组织特点  37-38
  4.2 空间数据概念模型类图  38-39
  4.3 地学数据领域概念包  39
  4.4 地质调查信息分类、编码规则  39-41
  4.5 有关数据模型的格式规定  41-42
第五章数字区域地质图数据模型  42-47
  5.1 主要建模原则  42
  5.2 地质图空间数据库数据模型整体框架  42-45
  5.3 地质图空间数据库概念模型  45-46
  5.4 基于地理数据库模型的地质图类图设计  46-47
第六章地学空间数据一体化描述与组织  47-56
  6.1 构建SIG分布式数据库结点  47-50
  6.2 建立面向分布式地质空间要素的空间数据组织模型和空间数据组织(表空间)  50-54
    6.2.1 建立面向分布式地质空间要素的空间数据组织模型  50-51
    6.2.2 数据改造  51-54
  6.3 表空间设计  54
  6.4 元数据的管理  54-56
    6.4.1 地质调查元数据标准的介绍  54-55
    6.4.2 元数据转换  55-56
第七章基于 NGSIG体系的空间数据服务应用示范  56-62
  7.1 国家地质空间信息网格  56-57
  7.2 实现共享与服务的过程  57-58
    7.2.1 服务部署特点  57-58
    7.2.2 访问流程介绍  58
    7.2.3 体系优势  58
  7.3 地质图数据服务应用示范  58-62
第八章结论  62-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
附录A 有关数据模型的格式规定  67-70
  A.1 领域概念包  67
  A.2 数据库定义与表示(GEODATABASE)  67
  A.3 数据产品空间参照系的表述格式  67-68
  A.4 实体定义格式(对于空间数据库本表用于定义图层)  68
  A.5 定义对象及其表达与关系  68
  A.6 实体关系  68-69
  A.7 实体属性  69
  实体名称  69-70
附录B 数字地质图空间数据库要素、对象和外挂表描述一览表  70-75
附录C 元数据转换过程部分源码  75

地学（空间）数据模型建模技术研究

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