测绘与国土信息工程系
GIS数据库设计及空间数据组织
实例,
城市规划管理图文办公信息系统
? GIS数据库设计
? 空间数据组织
? 系统实例
GIS数据库设计及空间数据组织
GIS数据库设计
1 GIS数据库设计任务
2 应用目的驱动的 GIS数据库设计过程
3 设计实例
GIS数据库设计任务
1 制定整个数据库的使用目的和目标
2 设计各种可行性方案
3 测试各种方案
4 根据测试结果来计划总体数据库实施方案
应用目的驱动的 GIS数据库设计过程
1 需求分析
2 概念化设计
3 GIS数据库的详细设计
4 自动化方案制定
5 试点项目实施
6 数据库总体实施
7 数据库维护及更新
用户需求分析
1 明白即将开发的 GIS所支持的功能
2 了解系统要求的数据内容和行为
3 了解数据之间的关系和优先次序
4 了解数据库和 GIS的整体要求和蓝图
概念化设计
1 数据库宏观地理定义
2 数据库地理特征设计
3 数据库表格及其关系的设计表达
4 数据库总体设计的评定
5 数据库概念设计书面报告
详细设计
1 数据源的选择
2 各种数据集的评价
3 各数据集的设计
4 数据字典的产生
5 数据库具体存储和管理结构的设计
数据库实施
1 制定实施计划
2 试点项目
3 数据库总体实施
4 数据库维护及更新
设计实例
1 业务流程图
2 数据库内容
3 数据流程图
4 E_R关系图
5 控制流程图
6 数据构成图
开始 窗口受理核实申报材料
业务类别?
选址意见书
审批并划选址
范围红线图
现场勘测并提出
建筑规划设计条件
划建筑红线图
现场调研并
产生现状图
填写《处罚呈报表》
核发选址意
见书及其附图
用地规划许可
证审批并且划
用地红线图
核收规划
管理费用
核发用地规划
许可证及附图
建筑规划设计方案审批
审核建设工程施工图
填写项目报建申请表
核收建设工程报建费用
核发建设工程规划
许 可 证 ( 临 时 证 ) 及 附 图
现场竣工验收
核发建设工程规划
许 可 证 ( 正 式 证 ) 及 附 图
建设工程规划
许可证审批并划
建筑用地红线图
核发开工通
知书并附图
核收规划管理费
竣工验收并
划验收图
核发建设工程规划
许可证及附图
立案并填写
《立案调查表》
现场调查取证
征询有关部门意见
局内部讨论形成
处理意见并签发
《行政处罚决定书》
处罚后期管理
档案科资料编号整理归档 结束
《建设项目
选址意见书》
《建设工程规划
用地许可证》
《建设工程规划
许可证 ( 建设工程 ),
《违法建设行
政处罚决定书》
《私房建设工程
规划许可证》
现场勘测并提出
建筑规划设计条件
划管线建设红线图
建筑规划设计方案审批
审核建设工程
设计施工图
审批建设工程
规划许可证
核收建设工程费
核发建设工程规划
许可证及附图
《建设工程
规划许可证
( 市政管线 ) ?
·
业务流程图
基础地形图数据 M D B
现状专题图数据 T D B
规划设计图形数据 P D G D B
规划设计文本数据 P D A D B
规划管理图形数据 P C G D B
项 目 文 本 数 据 P C A D B
项 目 控 制 数 据 C C D B
法 规 文 本 数 据 L D B
系 统 文 件 数 据 S D B
1, 5 0 0 M D B 5 0 0
1, 1 0 0 0 M D B 1 0 0 0
1, 5 0 0 0 M D B 5 0 0 0
1, 2 5 0 0 0 M D B 2 5 0 0 0
? 项目追踪登记表 C C D B 1 1
? 公示制时间控制表 C C D B 2 1
? 科室分工职能表 C C D B 3 1
? 人员分工职责表 C C D B 4 1
?,..
? 城 市 规 划 法? L D B 1 1
? 档 案 管 理 法? L D B 1 2
? 建 筑 定 额 标 准 L D B 2 1
?,..
? 规 划 设 计 说 明 P D A D B 1 1
? 现 状 文 字 描 述 P D A D B 2 1
? 各类多媒体数据 P D A D B 3 1
? 系 统 操 作 手 册 S D B 1 1
? 功 能 说 明 S D B 2 1
? 系 统 使 用 权 限 S D B 3 1
? 区 域 规 划 P D G D B 1 1
? 城 市 总 规 P D G D B 2 1
? 分 区 规 划 P D G D B 3 1
? 控 规 P D G D B 4 1
? 详 规 P D G D B 5 1
MDB
行 政 区 划 T D B 1 1
城 镇 用 地 T D B 2 1
城市道路交通
公建
市政管网
地籍
环卫
公安消防
文保风景
...
TDB
PDGDB
? 选 址 定 点 范 围 P C G D B 1 1
? 规 划 用 地 红 线 P C G D B 2 1
? 建 筑 工 程 范 围 P C G D B 3 1
? 市政管线工程位置 P C G D B 4 1
PCGDB
PDADB
? 选址定点表、证 P C A D B 1 1
? 垫划用地表、证 P C A D B 2 1
? 建筑工程表、证 P C A D B 3 1
? 市政管线工程表、证 P C A D B 4 1
PCADB
CCDB
SDB LDB图文集成数据库的基本数据内容
数据流程图
用地红线
征地红线
1
1
1
1
1 1
n
mm
n
1
1
1
1
1
n
1
n
1
n
1
1
1
1
1
1
1
n
1
n
1 1
1
1
1
1
n
m
n
n
m
n
规划建筑设计成果图
规
划
土
地
管
理
图
地形图
地籍图
1 1
1
1
1
1
1
剩余土地红线
建筑位置图
选址范围
规划红线
出让红线
撤组红线
区域规划图
总体规划图
分区规划图
控制性详规
修建性详规
地形图
工作底图
建筑设计图
地籍图
宗地图
1
1
1
1
各类
现状专题图
1
n
1
1
1
1
1
1
城市管理现状图
m
基于过程的空间 E_R建模
控制流程图
数据构成图
空间数据组织
1 空间数据分层
2 空间数据分幅
3 空间数据文件的索引管理
空间数据分层优点
(1) 使数据的含义明确可分辨 。 若将普通地形
图的所有信息存储在一个文件 （ 层 ） 中, 数据
会变得混杂而难以区分；
(2) 若被分析处理的数据的只涉及到所有数据
中的几种, 图形分层可以减少内外存数据交换
量, 提高系统的效率；
(3) 在某些情况下，数据分层后容易获得理想
的显示效果。例如在 GIS平台不提供透视功能
的时候，将填充的面状对象与其它对象叠置时
就必须考虑面覆盖的问题。
空间数据分层方法（一）
按图形的逻辑特征划分,
以属性分层 例如普通地形图, 在录入系统
时一般将各类要素分层, 其属性数据可以用基于
关系数据库模型的数据结构存储, 便于检索与管
理；
以图形对象类型分层 这种方法主要考虑图
形的特点, 如将点状对象 （ 电杆, 水塔 ）, 线状
对象 （ 公路, 沟渠 ） 与面状对象 （ 水体, 用地 ）
分层存放, 从而使图形的显示容易控制 。
空间数据分层方法（二）
以存储 （ 物理 ） 特征划分,
独立存储 各层数据各自存放在独立的文件
中, 文件内只包含具有相同属性的数据, 易于管
理；
混合存储, 以程序控制分层 在程序中根据
属性特征将图形分层, 简化了存储方式, 但增加
了程序复杂性 。 这种方法对于一些无法同时操纵
不同层上数据的 GIS平台是适用的 。
空间数据分层缺点
(1) 分层过多增加了用户操作的步骤, 许多时候
用户无法一次获取所需要的所有信息；
(2) 文件名既要有明确含义又需限制长度, 使用
户为文件的取名费尽心思；
(3) 对于一些 GIS软件平台, 分层带来操作上的
不便 。
空间数据分幅优点
(1) 将大数据量的图形数据分存于适当数量的
文件中, 可以平衡文件的大小, 方便于数据输入
/输出与传输共享；
(2) 适当的分幅可以使用户致力于他所关心的
区域内的信息, 提高应用效率 。
空间数据分幅方法
(1) 等间隔分幅法 如地形图的分幅, 对于小比例尺图,
遵循国家规定的图幅编号规则, 对于大比例尺图 （ 如
1:500,1:1000）, 各管理部门都有自己的编号规则 。 这
种方法完全是为了适应纸质地图的特点, 对地理要素,
图形对象的具体特点不加考虑, 仅以地理位置范围对图
形进行划分 。
(2) 区域分幅法 如以行政区划进行分幅。这时，当用
户只感兴趣某区域内对象时，他可以不考虑其它区域的
对象。图幅编号一般考虑区域的特征，如名称等。这种
分幅法可能因区域的覆盖范围、复杂程度不同而造成文
件大小的较大差异。
空间数据分幅缺点
(1) 等间隔分幅法损害了地理要素的完整性,
会引起拼幅, 拓朴关系维护, 拓朴分析方面的困
难；
(2) 区域分幅法不能使数据均匀分布到各文
件中；
(3) 分幅过多有利于数据的输入 /输出，但给
用户操作带来了麻烦，不熟悉系统的用户往往对
繁多的文件难以适存。
空间数据文件的索引管理
1 分层文件索引管理
GIS应用系统的各层图形数据具有各自的特
征，如视图的显示范围、显示形式、比例尺、
各层在同一视图中的显示顺序等。另外系统一
般应提供便于用户识别的内部数据文件名以对
应于外部数据文件名。
2 分幅文件索引管理
分幅文件相对来说数量更多，因而更有必
要用索引方法来管理。
空间数据组织实例
系统实例
1 系统体系结构
2 系统软件结构
3 演示系统
.....,
客户机（工作站） 客户机（工作站）
工作站 —— 系统维护管理
网络集线器
服务器
网络共享打印机,绘图仪
分布式的 Client/Server结构
图形数据库 图形部分
项目文本数据
项目流转
控制数据
图形控制数据
文本部分
OLE方法
BDE引擎
SQL 查询
MapInfo MapBasic
办
公
自
动
化
信
息
系
统
利用组件,
控件集成
项
目
编
号
关
联
软件总体结构
谢谢
GIS数据库设计及空间数据组织
实例,
城市规划管理图文办公信息系统
? GIS数据库设计
? 空间数据组织
? 系统实例
GIS数据库设计及空间数据组织
GIS数据库设计
1 GIS数据库设计任务
2 应用目的驱动的 GIS数据库设计过程
3 设计实例
GIS数据库设计任务
1 制定整个数据库的使用目的和目标
2 设计各种可行性方案
3 测试各种方案
4 根据测试结果来计划总体数据库实施方案
应用目的驱动的 GIS数据库设计过程
1 需求分析
2 概念化设计
3 GIS数据库的详细设计
4 自动化方案制定
5 试点项目实施
6 数据库总体实施
7 数据库维护及更新
用户需求分析
1 明白即将开发的 GIS所支持的功能
2 了解系统要求的数据内容和行为
3 了解数据之间的关系和优先次序
4 了解数据库和 GIS的整体要求和蓝图
概念化设计
1 数据库宏观地理定义
2 数据库地理特征设计
3 数据库表格及其关系的设计表达
4 数据库总体设计的评定
5 数据库概念设计书面报告
详细设计
1 数据源的选择
2 各种数据集的评价
3 各数据集的设计
4 数据字典的产生
5 数据库具体存储和管理结构的设计
数据库实施
1 制定实施计划
2 试点项目
3 数据库总体实施
4 数据库维护及更新
设计实例
1 业务流程图
2 数据库内容
3 数据流程图
4 E_R关系图
5 控制流程图
6 数据构成图
开始 窗口受理核实申报材料
业务类别?
选址意见书
审批并划选址
范围红线图
现场勘测并提出
建筑规划设计条件
划建筑红线图
现场调研并
产生现状图
填写《处罚呈报表》
核发选址意
见书及其附图
用地规划许可
证审批并且划
用地红线图
核收规划
管理费用
核发用地规划
许可证及附图
建筑规划设计方案审批
审核建设工程施工图
填写项目报建申请表
核收建设工程报建费用
核发建设工程规划
许 可 证 ( 临 时 证 ) 及 附 图
现场竣工验收
核发建设工程规划
许 可 证 ( 正 式 证 ) 及 附 图
建设工程规划
许可证审批并划
建筑用地红线图
核发开工通
知书并附图
核收规划管理费
竣工验收并
划验收图
核发建设工程规划
许可证及附图
立案并填写
《立案调查表》
现场调查取证
征询有关部门意见
局内部讨论形成
处理意见并签发
《行政处罚决定书》
处罚后期管理
档案科资料编号整理归档 结束
《建设项目
选址意见书》
《建设工程规划
用地许可证》
《建设工程规划
许可证 ( 建设工程 ),
《违法建设行
政处罚决定书》
《私房建设工程
规划许可证》
现场勘测并提出
建筑规划设计条件
划管线建设红线图
建筑规划设计方案审批
审核建设工程
设计施工图
审批建设工程
规划许可证
核收建设工程费
核发建设工程规划
许可证及附图
《建设工程
规划许可证
( 市政管线 ) ?
·
业务流程图
基础地形图数据 M D B
现状专题图数据 T D B
规划设计图形数据 P D G D B
规划设计文本数据 P D A D B
规划管理图形数据 P C G D B
项 目 文 本 数 据 P C A D B
项 目 控 制 数 据 C C D B
法 规 文 本 数 据 L D B
系 统 文 件 数 据 S D B
1, 5 0 0 M D B 5 0 0
1, 1 0 0 0 M D B 1 0 0 0
1, 5 0 0 0 M D B 5 0 0 0
1, 2 5 0 0 0 M D B 2 5 0 0 0
? 项目追踪登记表 C C D B 1 1
? 公示制时间控制表 C C D B 2 1
? 科室分工职能表 C C D B 3 1
? 人员分工职责表 C C D B 4 1
?,..
? 城 市 规 划 法? L D B 1 1
? 档 案 管 理 法? L D B 1 2
? 建 筑 定 额 标 准 L D B 2 1
?,..
? 规 划 设 计 说 明 P D A D B 1 1
? 现 状 文 字 描 述 P D A D B 2 1
? 各类多媒体数据 P D A D B 3 1
? 系 统 操 作 手 册 S D B 1 1
? 功 能 说 明 S D B 2 1
? 系 统 使 用 权 限 S D B 3 1
? 区 域 规 划 P D G D B 1 1
? 城 市 总 规 P D G D B 2 1
? 分 区 规 划 P D G D B 3 1
? 控 规 P D G D B 4 1
? 详 规 P D G D B 5 1
MDB
行 政 区 划 T D B 1 1
城 镇 用 地 T D B 2 1
城市道路交通
公建
市政管网
地籍
环卫
公安消防
文保风景
...
TDB
PDGDB
? 选 址 定 点 范 围 P C G D B 1 1
? 规 划 用 地 红 线 P C G D B 2 1
? 建 筑 工 程 范 围 P C G D B 3 1
? 市政管线工程位置 P C G D B 4 1
PCGDB
PDADB
? 选址定点表、证 P C A D B 1 1
? 垫划用地表、证 P C A D B 2 1
? 建筑工程表、证 P C A D B 3 1
? 市政管线工程表、证 P C A D B 4 1
PCADB
CCDB
SDB LDB图文集成数据库的基本数据内容
数据流程图
用地红线
征地红线
1
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mm
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n
n
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规划建筑设计成果图
规
划
土
地
管
理
图
地形图
地籍图
1 1
1
1
1
1
1
剩余土地红线
建筑位置图
选址范围
规划红线
出让红线
撤组红线
区域规划图
总体规划图
分区规划图
控制性详规
修建性详规
地形图
工作底图
建筑设计图
地籍图
宗地图
1
1
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各类
现状专题图
1
n
1
1
1
1
1
1
城市管理现状图
m
基于过程的空间 E_R建模
控制流程图
数据构成图
空间数据组织
1 空间数据分层
2 空间数据分幅
3 空间数据文件的索引管理
空间数据分层优点
(1) 使数据的含义明确可分辨 。 若将普通地形
图的所有信息存储在一个文件 （ 层 ） 中, 数据
会变得混杂而难以区分；
(2) 若被分析处理的数据的只涉及到所有数据
中的几种, 图形分层可以减少内外存数据交换
量, 提高系统的效率；
(3) 在某些情况下，数据分层后容易获得理想
的显示效果。例如在 GIS平台不提供透视功能
的时候，将填充的面状对象与其它对象叠置时
就必须考虑面覆盖的问题。
空间数据分层方法（一）
按图形的逻辑特征划分,
以属性分层 例如普通地形图, 在录入系统
时一般将各类要素分层, 其属性数据可以用基于
关系数据库模型的数据结构存储, 便于检索与管
理；
以图形对象类型分层 这种方法主要考虑图
形的特点, 如将点状对象 （ 电杆, 水塔 ）, 线状
对象 （ 公路, 沟渠 ） 与面状对象 （ 水体, 用地 ）
分层存放, 从而使图形的显示容易控制 。
空间数据分层方法（二）
以存储 （ 物理 ） 特征划分,
独立存储 各层数据各自存放在独立的文件
中, 文件内只包含具有相同属性的数据, 易于管
理；
混合存储, 以程序控制分层 在程序中根据
属性特征将图形分层, 简化了存储方式, 但增加
了程序复杂性 。 这种方法对于一些无法同时操纵
不同层上数据的 GIS平台是适用的 。
空间数据分层缺点
(1) 分层过多增加了用户操作的步骤, 许多时候
用户无法一次获取所需要的所有信息；
(2) 文件名既要有明确含义又需限制长度, 使用
户为文件的取名费尽心思；
(3) 对于一些 GIS软件平台, 分层带来操作上的
不便 。
空间数据分幅优点
(1) 将大数据量的图形数据分存于适当数量的
文件中, 可以平衡文件的大小, 方便于数据输入
/输出与传输共享；
(2) 适当的分幅可以使用户致力于他所关心的
区域内的信息, 提高应用效率 。
空间数据分幅方法
(1) 等间隔分幅法 如地形图的分幅, 对于小比例尺图,
遵循国家规定的图幅编号规则, 对于大比例尺图 （ 如
1:500,1:1000）, 各管理部门都有自己的编号规则 。 这
种方法完全是为了适应纸质地图的特点, 对地理要素,
图形对象的具体特点不加考虑, 仅以地理位置范围对图
形进行划分 。
(2) 区域分幅法 如以行政区划进行分幅。这时，当用
户只感兴趣某区域内对象时，他可以不考虑其它区域的
对象。图幅编号一般考虑区域的特征，如名称等。这种
分幅法可能因区域的覆盖范围、复杂程度不同而造成文
件大小的较大差异。
空间数据分幅缺点
(1) 等间隔分幅法损害了地理要素的完整性,
会引起拼幅, 拓朴关系维护, 拓朴分析方面的困
难；
(2) 区域分幅法不能使数据均匀分布到各文
件中；
(3) 分幅过多有利于数据的输入 /输出，但给
用户操作带来了麻烦，不熟悉系统的用户往往对
繁多的文件难以适存。
空间数据文件的索引管理
1 分层文件索引管理
GIS应用系统的各层图形数据具有各自的特
征，如视图的显示范围、显示形式、比例尺、
各层在同一视图中的显示顺序等。另外系统一
般应提供便于用户识别的内部数据文件名以对
应于外部数据文件名。
2 分幅文件索引管理
分幅文件相对来说数量更多，因而更有必
要用索引方法来管理。
空间数据组织实例
系统实例
1 系统体系结构
2 系统软件结构
3 演示系统
.....,
客户机（工作站） 客户机（工作站）
工作站 —— 系统维护管理
网络集线器
服务器
网络共享打印机,绘图仪
分布式的 Client/Server结构
图形数据库 图形部分
项目文本数据
项目流转
控制数据
图形控制数据
文本部分
OLE方法
BDE引擎
SQL 查询
MapInfo MapBasic
办
公
自
动
化
信
息
系
统
利用组件,
控件集成
项
目
编
号
关
联
软件总体结构
谢谢
