江苏省交通管理PGIS平台数据库设计标准.doc

江苏省交巡警PGIS平台数据库设计江苏省交通管理PGIS平台数据库设计标准 第- 28 -页 目 录1.引言11.1文档编制目的11.2背景12.数据库的软硬件环境12.1软件环境12.1.1选型依据12.1.2选择软件22.2硬件环境22.2.1选型依据22.2.2配置方案23.数据库服务器：24.警用地理信息数据库规划34.1空间数据的组织34.2空间参考设计44.3空间数据库组织设计44.4空间数据存储44.5数据量分析55.警用地理信息数据库的建设65.1数据库命名规则65.2数据分类方法65.3图层分层与命名75.3.1基本原则75.3.2比例尺75.3.3空间拓扑的表示与划分方法75.3.4图层代码编码规则85.3.5图层名称命名规则95.3.6图层映射名称命名规则95.4属性数据结构的定义105.4.1基本数据项内容105.4.2扩展数据项内容105.4.3业务专用数据项内容115.4.4属性数据项字段的命名原则115.5数据库表结构定义范例111. 引言1.1 文档编制目的清晰地说明江苏省交通管理PGIS平台系统数据库结构的设计。为系统数据库维护人员与数据制作人员提供有力的指导，为数据库建设制定严格的标准与规范。1.2 背景近年来, 随着公安部“金盾工程”的启动，公安网络基础设施条件和信息化应用水平的不断提高,地理信息技术也开始越来越受到各级领导与业务部门的重视。将公安信息化建设与地理信息技术紧密结合起来，大力开展警用地理信息系统建设，是今后全国各地公安信息化应用的一个重要发展方向。公安部已将警用地理信息系统的建设列入“金盾工程”23个一类项目中，成为“金盾工程”的重要组成部分。公安部信标委也适时地组织有关单位制定和颁布了多个警用地理信息标准，并组织了多次全项比较成熟的实用技术，但对国内许多公安信息化建设部门来说，却仍还是一个尚未涉及的全新技术应用领域。为提高江苏省交巡警的业务规范化、可视化需求，提出建设江苏省交巡警PGIS平台。2. 数据库的软硬件环境2.1 软件环境2.1.1 选型依据数据库管理系统应具备高可靠性、高性能、可伸缩性和高安全性特性。作为大规模应用的服务器软件，应支持大规模并发能力，具备数据库集群支持能力，具备TB级海量空间数据存储管理能力，可在主流操作系统平台上运行(包括UNIX和Windows)，具备与ArcSDE空间数据库引擎协调性。2.1.2 选择软件根据国内重大GIS工程实施数据库选型现状和江苏省PGIS平台的发展需要，用Oracle10g作为数据库管理系统，用于存放业务数据和地理空间数据。根据并发用户数估算，商业上至少应确保100用户授权。2.2 硬件环境2.2.1 选型依据空间数据库服务器是满足PGIS平台应用系统在海量空间数据管理、实时的高性能空间分析运算以及多用户的并发请求响应等方面的功能与性能条件的必备的硬件运行环境。数据库服务器为PGIS平台的核心系统，其选型与配置成为服务器系统设计的关键环节。江苏省交巡警PGIS平台将面向各个部门高峰时500500个太少个并发用户服务，需处理100GB级的矢量类型数据，对硬件设备配置有较高要求，考虑到应用要求高可靠性，空间数据库服务器需支持集群。空间数据库服务器安装数据库系统Oracle和空间数据库引擎ArcSDE，采用集群服务模式。ArcSDE通过其Geodatabase事务模型应用于ArcGIS桌面和Web地图服务中。ArcSDE同时支持ArcGIS桌面以及Web地图服务器的访问。DBMS集群配置下，空间数据服务器的配置方式采用ArcSDE直接连接方式。数据库服务器需要处理海量空间数据，处理空间数据需满足1001000个并发用户响应要求5秒，需要4CPU4核2160MHZ支持。同时，ArcSDE每个core需配置2G内存，内存选择在8GB。2.2.2 配置方案3. 数据库服务器：数据库服务器机器类型IBM P590操作系统AIX 5L V5.3配置说明CPU Type：cpu 64-bitNumber of Processors ：24 2.1GHz内存：96.00GB硬盘：765GIP地址10.33.1.142软件Oracle 10.2.0.3.0磁盘阵列765G表2-1 数据库配置方案4. 警用地理信息数据库规划4.1 空间数据的组织数据的组织结构如图3-1所示：图31 数据的组织结构1数据库由一个或者多个数据集组成； 2数据集由一个或者多个具有相同空间坐标系的图层组成； 3图层由一个或者多个分区的数据组成； 数据的存储与管理：基于商业关系型数据库和空间数据库引擎建立警用地理信息数据库，实现警用地理信息数据存储与管理。数据集的组织：数据集按照PGIS编制标准警用地理信息分类与编码，即以警用基础地理信息数据集和警用公共地理信息数据集，业务专用地理信息来组织相应业务专用数据集。图层与分区数据的组织：一个图层的数据采取统一存储在一个数据表中进行管理，在数据量较大情况下对数据表进行分区存储，分区按照空间分布进行。4.2 空间参考设计1高程基准警用地理信息数据库的高程基准统一采用1985国家高程基准。2坐标系统坐标系统采用WGS84坐标系统。目前，栅格数据产品的生产和应用大多采用平面坐标，如果数据库建库采用地理坐标或大地坐标，则在建库和输出时需要大量的数据转换工作。如果采用平面坐标，可以直接使用数据，能够节省大量的数据转换。由于栅格数据进行投影变换时需要进行重采样处理，对影像质量和数据精度都有影响，所以栅格数据要尽量避免投影变换。因此栅格数据采用平面坐标。4.3 空间数据库组织设计依据PGIS平台完善的标准警用地理信息数据库数据组织及命名规则有关要求， 根据地理信息数据的逻辑结构和空间数据的模型，空间数据库的逻辑层次结构划为5级：总库分库数据集图层分区。4.4 空间数据存储考虑到地理空间数据在网上的存放原则时，首先要保证数据的安全性和一致性，其次要能够满足数据的高效使用和信息共享的目的。从数据的管理角度将数据集中存放便于数据的维护和管理，可以提高数据的共享程度，保证数据的完整性和一致性，同时提高查询的效率。数据库方式存储一般是为数据库建立表空间和用户，数据以表方式存储在表空间，并隶属于某个用户。表方式存储数据无数据量大小限制，一个图层的数据可以不分幅而存储在一个数据表中进行统一管理，对于统一管理的数据集考虑到实际应用习惯采取“纵向分层，横向分幅”的管理机制，即在数据存储采用大表机制，在使用上采用逻辑分幅,逻辑分幅类型包括标准图幅分幅方式（按照国家地形图标准图幅方式进行图层的分幅管理）、行政区划分幅方式（以行政区划单位的行政界线作为分幅边界进行图层的分幅管理）、矩形分幅方式（以地方坐标系原点和分幅原则建立矩形分幅进行图层的分幅管理）等。ArcSDE本身具有的海量数据存储、多用户并发访问、版本管理、长事务处理等强大优势，所以在本系统中引入ArcSDE作为空间数据管理引擎。ArcSDE作为空间数据库引擎，它利用Oracle数据库在数据存储、数据完整性等方面的先进技术手段，将海量空间数据（包括矢量数据和栅格数据）有机地组织和管理起来，通过其内部异步缓冲、空间索引等先进的机制，提供对空间数据的多用户高效并发访问。4.5 数据量分析数据量的分析是建立数据库系统、硬件支持平台、网络交换平台的主要依据。1数据量估算目前数据量进行初步估算 700GB以上。如果按照业务发展平均每年数据增长30，系统建设在3年后数据保有量为700GB *1.3*1.3= 1183GB，因此系统在设计上必须考虑能够满足海量数据生产的需要。2查询频度分析查询频度与入网用户数量、系统拥有信息量、系统建设情况有关。建设初期，由于信息资源少，需要网上办公、查询用户少，访问频度较低。但随着信息系统建设的不断发展，信息内容的不断丰富和用户数量增加，访问频度将急剧增加。本系统提供数据上下载服务、B/S地图浏览，其中B/S方式用户量最大，面向全省，要求并发用户在100个以上并发用户太少，要考虑高峰时期的用户数量。3流量分析本系统的数据上下载数据量较大，每次上下载的数据量会超过15M以上，因此，对系统的网络环境有较高的要求。本系统在B/S访问时，由于采用图片方式传输，每个访问流量的传输量在100K以内，但由于并发量大，在并发100用户时，网络带宽应确保在30M左右通道。5. 警用地理信息数据库的建设5.1 数据库命名规则数据库命名采用唯一编码规则。库命名规则为：公安机构代码引用GA 380 12位代码，所以江苏省数据库命名为：GIS3200000000005.2 数据分类方法江苏省交通管理PGIS平台建设，按照公安部制定的数据标准，采用线分类法进行分类，将警用地理信息按门类、大类、中类和小类划分并构成警用地理信息分类体系。依据分类原则，将警用地理信息划分为基础地理信息、警用公共地理信息、业务专用地理信息、业务地理关联信息四个门类，见下图4-2-1：图42-1 警用地理信息分类5.3 图层分层与命名5.3.1 基本原则根据国家和相关行业已公布的数据标准，并考虑警用地理信息的实际情况，对警用基础地理信息、警用公共地理信息和业务专用地理信息三类数据分别划分若干图层，对数据的分层遵循如下原则：根据应用需求，将警用地理信息划分为若干图层；具有相同属性特征的某类空间实体数据宜放在一个图层；一个图层只有一个空间拓扑特征；数据分层可划分到GA/T 491小类，但对于在中类或小类达到属性项的一致时，不需再细分；逻辑内容相同但地理实体丰富多样或应用需要多种地理实体表示，则采用多个空间拓扑层的方式分层；为显示绘图或控制地名注记位置的辅助点、线、面应放在辅助层；图层划分要兼顾现有通用GIS软件功能特点。5.3.2 比例尺警用地理信息系统中警用电子地图数据采用表1所列比例尺，比例尺代码引用GB/T 13989-1992。表 4-3-1比例尺代码表比例尺1:5001:1,0001:2,0001:5,0001:10,0001:25,0001:50,0001:100,0001:250,0001：1,000,0001:4,000,000代 码KJIHGFEDCAZ5.3.3 空间拓扑的表示与划分方法空间拓扑是空间数据的组织方式，基本类型包括点、线、面（多边形）、网络格网、三角网等。地图数据的空间拓扑划分，应依据比例尺相应地理要素的表现粒度和应用的要求，确定空间拓扑划分方法。空间拓扑划分按相应比例尺的空间数据表现进行如下划分：具备点状定位特征和表现宏观特性的地理实体，采用点类型进行描述，例如基础控制点、泉等；具备线状特征或在该比例尺下抽象为线状特征的地理实体，采用线类型进行描述，例如公路、时令河；具备空间区域覆盖特征的地理实体，可以采用面类型进行描述，例如湖泊；具备空间连续分布特征的地理要素，可以采用格网、三角网类型进行描述，例如DEM；对于由一系列具有关联关系的节点和线路构建网络，在划分点、线空间拓扑特征的同时应建立其网络拓扑特征。5.3.4 图层代码编码规则对每个图层要建立相应的代码，这里给出较为适当的内容构成，即图幅比例尺代码、图幅门类类型代码、门类下的大类分类代码以及图层序号的代码四部分。其中比例尺代码引用GB/T 13989-1992国家基本比例尺地形图分幅和编号，如表1所示；门类代码和大类代码由GA/T 491-2010警用地理信息分类与编码标准给定；图层序号部分代码用两位数字00-99表示。具体代码结构如下：表1 比例尺代码表比例尺1:5001:1,0001:2,0001:5,0001:10,0001:25,0001:50,0001:100,0001:250,0001：1,000,0001:4,000,000代 码KJIHGFEDCAZ例如：比例尺为1：2,000下的点状水系图层，如果拓扑结构是点则图层代码为：IA0201.5.3.5 图层名称命名规则建立的GIS系统以图层为单位进行管理，图层名称命名规则为：图层划分时依据的GA/T 491200X中的大类的分类名称作为图层名称前缀； 图层可划分到GA/T 491200X小类，但对于在中类或小类属性项一致，不需再细分时，图层名称应取其中类或小类GA/T 491200X中编码号较小的分类作为图层名称。5.3.6 图层映射名称命名规则图层映射名称为：比例尺代码_大类名称拼音首字母_图层名称拼音首字母_空间拓扑英文缩写_其它用户所需信息。第一部分为比例尺代码，具体的代码参考表1，第二部分为大类名称拼音首字母（大类参照GA/T 4912010中的内容）。第三部分为图层名称中每个汉字拼音的第一个字母组合而成，如果映射名有重复，将“序号”大的“图层名称”中的最后一个汉字改为全拼，如果再有重复，再将倒数第二个汉字改为全拼，以此类推，直至没有重复为止。第四部分为几何特征英文缩写，两部分之间用下划线连接。其中，空间拓扑英文缩写分类见表2。在映射中，由于标注图层的存在，所以在空间拓扑形式中添加了标注的形式。如消防栓：XF_XFS_PT。表 4-3-2 几何特征英文缩写分类空间拓扑英文全称英文缩写点PointPT线PolylinePL面PolygonPG网络NetworkNET格网GridGRD三角网TinTIN文本标注AnnoationANN未知类型UnkownUN警用地理信息使用的比例尺分为三档。如下表所示：表 4-3-31：500 1：1,000 1：2,0001：5,0001：100,0001：250,000 1：4,000,0005.4 属性数据结构的定义5.4.1 基本数据项内容基本数据项内容包括：系统标识码：用于标识图层内地理实体的编码。几何特征的属性数据项：i.面状地理实体的面积：记录系统计算的面积。ii.线状地理实体的长度：记录系统计算的长度。iii.面状地理实体的周长：记录系统计算的长度。基本数据项较为固定，地理信息系统软件都缺省支持，本标准不再描述。5.4.2 扩展数据项内容扩展数据项内容包括：分类特征的属性数据项i.分类代码：根据GA/T 491-20XX确定的此地理实体所属的类别代码。ii.国标代码：国家或行业标准中存在的地理实体相关类别代码。如：GB/T 13923-2006标准中定义的代码。说明信息的属性数据项i.名称：本地理实体的汉语名称，一般应以国家有关部门认定的名称为准。ii.类型：本地理实体的性质说明，一般应以国家有关部门认定的类型为准。iii.所属警用分区：本地理实体所在的警用管理分区名称。一般详细到派出所，也可根据需要详细到社区或警区。关联特征的属性数据项i.空间拓扑描述：用来标识本地理实体的空间拓扑结构所必须的扩展数据项。例如，描述道路网络的结点信息等。 ii.更新时间：用来标识本地理实体的更新时间。5.4.3 业务专用数据项内容业务专用数据项包括：地理关联的属性数据项i.地理信息关联唯一标识码：业务专用数据和地理信息关联的唯一标识码。ii.关联业务专用数据项目：业务专业数据项中作为关键字的一个或多个数据项，可唯一区分每个业务专用数据。业务专用数据项，为业务专业部门的管理信息，其内容确定、编排、精度等由各业务专业部门制定，如本业务对该对象定义的编码。5.4.4 属性数据项字段的命名原则采用汉语拼音首字母组合法进行属性数据项字段名称的命名，即字段名称由属性名称的每个汉字拼音的第一个字母组合而成，如果字段名称有重复，将后面的“属性名称”中的最后一个汉字改为全拼，如果再有重复，再将倒数第二个汉字改为全拼，以此类推，直至没有重复为止。命名约束：字段名称规定为不超过10个字符。对国家或行业标准中已定义的字段名称要以其为准。扩展属性数据项时，如标准中其他数据结构表中已定义该属性数据项，则应与其相同。5.5 数据库表结构定义范例图层英文名称：T_G_FQ_QYFW_PG图层中文名称：区域范围字段名称字段类型字段长度是否为空字段中文名OBJECTIDNUMBER22NDEPARTIDNVARCHAR264Y组织机构代码STATENUMBER22YFIELD3NVARCHAR232Y组织机构名称FIELD4NVARCHAR232YFIELD5NVARCHAR232YFIELD6NVARCHAR232YFIELD7NVARCHAR232YFIELD8NVARCHAR232YSHAPEST_GEOMETRY256Y图层英文名称：T_G_XF_JLBB_PT图层中文名称：巡防警力报备字段名称字段类型字段长度是否为空字段中文名OBJECTIDNUMBER22NDWNVARCHAR2100Y单位BQRSNUMBER22Y备勤人数BQDDNVARCHAR2200Y备勤单位DDFZRNVARCHAR240Y地点负责人FZRLXFSNVARCHAR2100Y负责人联系方式LLRNVARCHAR240YLLRLXFSNVARCHAR2100YDWBHNVARCHAR240Y单位编号BZRNVARCHAR240Y标注人BZDWNVARCHAR240Y标注单位BZSJNVARCHAR260Y标注时间XGRNVARCHAR240Y修改人XGDWNVARCHAR240Y修改单位XGSJNVARCHAR260Y修改时间SHAPEST_GEOMETRY256Y图层英文名称：T_G_GIS_AB_JLBS_PL图层中文名称：安保警力部署字段名称字段类型字段长度是否为空字段中文名JLBSDWNVARCHAR240Y警力部署单位DDLDNVARCHAR260Y带队领导DDLDLXDHNVARCHAR240Y电话QTLXRNVARCHAR260Y其他联系人QTLXRDHNVARCHAR240Y其他联系人电话DTHHNVARCHAR224Y电台呼号SYZYNVARCHAR220Y使用主用组号或信道SYBYNVARCHAR220Y使用备用组号或信道NBZYNVARCHAR220Y内部主用组号或信道NBBYNVARCHAR220Y内部备用组号或信道XCZQJLNVARCHAR210Y现场执勤警力XCJLDWSJNVARCHAR228Y现场警力到位时间XCJDJLNVARCHAR210Y现场机动警力DWBQJLNVARCHAR210Y单位备勤警力RQNVARCHAR228Y日期ZYRWNVARCHAR22000Y主要任务BZNVARCHAR2400Y备注YYLBNVARCHAR2200Y应用类别YYNDNVARCHAR28Y应用年度的BZRNVARCHAR240Y标注人BZDWNVARCHAR240Y标注单位BZSJNVARCHAR260Y标注时间XGRNVARCHAR240Y修改人XGDWNVARCHAR240Y修改单位XGSJNVARCHAR260Y修改时间OBJECTIDNUMBER22NJLLXNVARCHAR2200Y警力类型SHAPEST_GEOMETRY256Y图层英文名称：T_G_GIS_AB_JLDMD_PT图层中文名称：安保警力待命点字段名称字段类型字段长度是否为空字段中文名DMDBHNVARCHAR246N待命点编号DMDMCNVARCHAR21000Y待命点名称XCLXRNVARCHAR260Y现场联系人 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