地籍数据库与管理信息系统(基础知识)PPT课件

土地管理与地籍测量 地籍数据库与管理信息系统 基础知识 2012年11月 主要内容 一 目的二 基本概念三 地籍数据交换四 数据库安全与保密 一 教学目的 了解数据库建设方面的专业术语和相关的基本要求 了解数据交换的内容和格式要求 了解数据库的备份 恢复流程 安全与保密要求 更多地介绍数据库术语 以北京数据情况为例 希望能对数据库建设和应用工作有所帮助 二 基本概念 地籍管理信息系统是土地信息系统的子系统 是以计算机技术为基础 以地理信息系统为依托 融合数据库管理技术 办公自动化技术和管理信息系统技术为一体的 高度集成化的信息系统 地籍管理信息系统以有效的法律 法规 政策为指导 以现行的技术规程 规范 标准为依据 结合地籍管理的业务运行模型 实现地籍管理的信息采集 存储 处理 分析 管理与应用 满足地籍管理流程化办公模式的工作需求 适应现代地籍管理制度建设的需要 地籍数据库作为国土资源基础数据库的核心 直接为地籍管理工作提供数据支撑 1 地籍管理信息系统 2 数据库 Database 地籍数据库是按照数据结构来组织 存储和管理地籍调查数据的仓库 特点 面向主题 操作型数据库的数据组织面向事务处理任务 各个业务系统之间各自分离 而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织 集成的 数据仓库中的数据是在对原有分散的数据库数据抽取 清理的基础上经过系统加工 汇总和整理得到的 必须消除源数据中的不一致性 以保证数据仓库内的信息是关于整个企业 行业 的一致的全局信息 2 数据库 Database 相对稳定的 数据仓库的数据主要供企业决策分析之用 所涉及的数据操作主要是数据查询 一旦某个数据进入数据仓库以后 一般情况下将被长期保留 也就是数据仓库中一般有大量的查询操作 但修改和删除操作很少 通常只需要定期的加载 刷新 反映历史变化 数据仓库中的数据通常包含历史信息 系统记录了企业从过去某一时点 如开始应用数据仓库的时点 到目前的各个阶段的信息 通过这些信息 可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测 特点 2 数据库 Database 地籍管理数据库基础空间数据库业务数据库 地理信息系统是以地理空间数据库为基础 采用地理模型分析方法 适时提供多种空间的和动态的地理信息 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统 3 地理信息系统 即GIS GeographicalInformationSystem 是美国从本世纪70年代开始研制 历时20年 于1994年全面建成 具有在海 陆 空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统 基本概念 北京市GNSS基站分布图 15个连续运行参考站 34个框架点 224个基本点 4 全球定位系统 即GPS GlobalPositioningSystem 顾名思义 就是遥远地感知 人类通过大量的实践 发现地球上每一个物体都在不停地吸收 发射信息和能量 其中有一种人类已经认识到的形式 电磁波 并且发现不同物体的电磁波特性是不同的 5 遥感 即RS RemoteSensing 遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波 从而提取这些物体的信息 完成远距离识别物体 遥感的实现还需要遥感平台 如卫星 飞机 气球等 它们的作用就是稳定地运载传感器 6 数字线划图 DigitalLineGraphs简称DLG 是按照地形图数据库管理 或基础数据库管理 及地形图制图表示的要求 将地形图要素以数字方式组织 储存 建库并以图形方式及数字方式输出的数据体 基本概念 1 500DWG数据1 2000DWG数据1 10000DWG数据 北京地区地形图 1 500覆盖中心城区 400KM2 半年更新 1 2000覆盖平原地区 1400KM2 每年更新 1 10000覆盖全市域 16410KM2 平原地区每年更新 山区每4年更新 7 数字高程模型 DigitalElevationModel 简称DEM 覆盖北京全市范围的1 1万数字高程模型 是定义在X Y域 或经纬度域 离散点 矩形或三角形 上以高程表达地面起伏形态的数据集 是以栅格数据格式存放的地图图形数据文件 在内容 几何精度和规格等方面与地形图基本保持一致 该产品可由模拟地图经扫描 几何纠正等处理后形成 也可由矢量数据格式的地图图形数据转换而成 8 数字栅格图 DigitalRasterGraphic简称DRG 8 数字栅格图 DigitalRasterGraphic简称DRG 北京市第一次土地调查 1996年结束 时向国土局提供数据 是利用扫描处理或直接以数字方式获取的数字航空像片或遥感像片 根据有关的参数与数字高程模型 DEM 利用数字微分纠正技术 改正原始影像的几何变形 得到的一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像 9 数字正射影像图 DigitalOrthophotoMap简称DOM 北京全市1米分辨率平原0 5米分辨率市区0 2米分辨率 基本概念10 真正射影像 truedigitalorthophotomap 是将正射影像纠正为垂直视角的影像产品 真正射影像对隐蔽部分 如各种地物 地形 植被等的倾斜投影 采用相邻像片修正 或人为处理制作 像片间无明显拼接 开阔区域影像精度达到正摄影像国际要求 尽可能的保证地物的真实性 真正射制作无地形和建筑物 桥梁投影差 无建筑遮挡 影像色彩一致和谐 无缝拼接 影像无变形 发虚 拉花等现象 three dimensionalmodelonfundamentalgeographicinformation地形地貌 地上地下人工建 构 筑物等基础地理信息的三维表达 反映被表达对象的三维空间位置 几何形态 纹理及属性等信息 包括 地形模型建筑模型道路模型水系模型植被模型地面模型地下空间设施模型等 基本概念11 基础地理信息三维数据 地形图是按照国家统一制定的编制规范和图式图例 由国家统一组织测绘 包含土地覆盖类型 地面高程 行政区划 人工设施等地理信息内容 提供各地区 各部门使用的地图 地形图在各类地图中具有特殊的意义 地形图的组成要素有数学要素 地理要素和辅助要素三种 数学要素是指确定地球上任意一点空间相关位置的要素 该要素在地图中起着骨架作用 准确 定量化的表述一点的地理位置 地理要素是由地形图表达的内容组成 有水系 地形等自然要素 也有公路 铁路等社会经济要素 辅助要素是指对地形图加以说明的要素 包括图名 图号 图例等 特点 涉密数据大于6平方公里 基本概念12 地形图 地形图上的地物 地貌都是通过各种符号体现的 这些符号总称为地形图图式 图式由国家测绘局统一制定 它是进行测绘和使用地形图的重要依据 地形图图式符号分为三类 地物符号 地貌符号和注记 基本概念13 地形图图式 地图比例尺是指图上某线段的长与相应的实地水平距离之比 也就是实际地物与地图上地物的缩放比例 它是地图大小 内容详略 精度高低的标准 也是量算距离的尺码 小比例尺地形图1 20万 1 50万 1 100万比例尺的地形图为小比例尺地形图 中比例尺地形图1 2 5万 1 5万 1 10万比例尺的地形图称为中比例尺地形图 大比例尺地形图1 500 1 1000 1 2000 1 5000 1 10000比例尺的地形图为大比例尺地形图 工程建筑类各专业通常使用大比例尺地形图 14 比例尺 地图是GIS的主要数据源 因为地图包含着丰富的内容 不仅含有实体的类别和属性 而且含有实体间的空间关系 地图数据通常用点 线 面及注记来表示地理实体及实体间的关系 如 点 居民点 高程点 控制点等 线 河流 道路等 面 居民地 湖泊 海洋 植被等 注记 地名注记 高程注记等 基本概念15 地图数据 地理数据一般具有三个基本特征 属性特征 非定位数据 表示实际现象或特征 空间特征 定位数据 表示现象的空间位置或现在所处的地理位置 空间特征又称为几何特征或定位特征 一般以坐标数据表示 时间特征 时间尺度 指现象或物体随时间的变化 其变化的周期有超短期的 短期的 中期的 长期的等等 基本概念16 地理数据 空间数据 市建委 北京市房屋全生命周期管理信息平台 一期 以矢量 栅格形式表达基础地理信息的图形 图像数据 17 基础地理数据 基础地理数据应包括控制点数据 DLG数据 DEM数据 DOM数据 DRG数据 基础地理底图数据 综合管线数据 地名与地址数据 相关数据 以及上述各种数据的元数据 相关数据宜包括行政区划 规划道路 建筑用地钉桩 规划建设工程竣工测量和城市三维模型等数据 17 基础地理数据 它假定地理空间是连续 通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点 线 多边形等地理实体 坐标空间设为连续 允许任意位置 长度和面积的精确定义 对于点实体 矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码 对于线实体 用一系列坐标对的连线表示 多边形是指边界完全闭合的空间区域 用一系列坐标对的连线表示 基本概念18 矢量数据 将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题 基本概念19 图层 分类代码 分类编码系统的设计要考虑与现有的土地管理国家标准 地理信息系统的国家标准相一致 与地方地理编码标准相一致 同时 要考虑编码在将来的扩展和系统应用的持续发展 数据编码主要遵循以下原则 保持地理空间的逻辑一致性和唯一性体现数据指标的整体性 需要保持数据库中数据项编码相对稳定的要求 编码方案原则上符合国家标准或行业标准 又要与本地已有的编码标准和实际相一致 简化与统一相结合 具有可扩充性 属性字段 属性值代码 点 结点 线 链 弧段 边 面 多边形 三种要素是拓扑元素 它们之间最基本的拓扑关系是关联和邻接 在GIS的分析和应用功能中 还可能用到其它拓扑关系 包含关系 面与其它拓扑元素之间的关系 如果点 线 面在该面内 则称为被该面包含 如某省包含的湖泊 河流等 几何关系 拓扑元素之间的距离关系 如拓扑元素之间距离不超过某一半径的关系 层次关系 相同拓扑元素之间的等级关系 如国家由省 自治区 直辖市 组成 省 自治区 直辖市 由县组成等 相邻关系 相邻关系确认对象之间是否在某一边界重合 例如行政区划图中的省 县数据 基本概念20 拓扑类型 重合关系 重合关系确认对象之间是否在某一局部互相覆盖 如巴士线路和道路之间的关系 连通关系 连通关系可以确认通达度 获得路径等 GIS软件中 拓扑的主要意义就是用于保证数据质量 拓扑在空间数据模型中表达和规定数据之间的空间关系 通过表达和规定这些空间关系 拓扑尽可能将地理数据与现实世界保持一致 拓扑是精准地表达空间数据的有效方法 通过严格地约束要素之间的关系 提高了空间数据的准确度和可用性 基本概念20 拓扑类型 以表现某单一属性的位置或若干选定属性之间关系为主要目的的地图 专题图形设计的一般程序包括合适的符号和图形对象的选择 生成和放置 以明确突出研究主题的重要属性和空间关系 同时还要考虑参考系统 GIS专题地图输出的规则是不但要有精美的图形 最重要的是去读图 分析地图和理解地图 将GIS数据进行符号化处理 即按照代码配置相应的符号和颜色 并注意专业性 颜色搭配 图纸尺寸 添加图幅的整饰 指北针比例尺 图例等 基本概念21 专题地图 关于数据的数据 对数据内容的全面描述 其目的是促进数据集的高效利用和充分共享 使用元数据的理由 性能上 完整性 可扩展性 特殊性 安全性 功能上 差错功能 浏览功能 程序生成 基本概念22 元数据 坐标转换是空间实体的位置描述 是从一种坐标系统变换到另一种坐标系统的过程 通过建立两个坐标系统之间一一对应关系来实现 是各种比例尺地图测量和编绘中建立地图数学基础必不可少的步骤 步骤 地方坐标系北京54坐标系1980西安坐标系WGS84坐标系CGCS2000坐标系 基本概念22 坐标转换 CGCS2000坐标系 中国大地坐标系统2000我国2008年7月1日起正式启用CGCS2000作为国家法定的坐标系 作为我国新一代的平面基准 中国CGCS2000地心三维坐标框架 CGCS2000的坐标框架由两部分组成 第一部分是全球导航卫星系统 GNSS 国家级连续运行站网 以下简称国家CORS系统 第二部分是国家高精度大地控制网 由空间数据库非空间数据库组成 基本概念 北京市政务版电子地形图 为了加强北京市政务版电子地形图数据的管理 做好北京市政务版电子地形图数据的使用和服务工作 保证基础地理信息资源的安全 北京市勘测规划院参照国家测绘局关于 国家基础地理信息数据使用许可管理规定 及北京市有关法律法规 制定了 北京市政务版电子地形图使用管理办法 北京市政务版电子地形图 1 2000比例尺六环范围每年更新 北京市政务版电子地形图 1 10000比例尺全市域每年更新 三 地籍数据交换 三 地籍数据交换 1 数据交换内容 地籍数据库需要交换的数据内容包括四类 矢量数据 栅格数据 元数据 其他数据 2 数据文件命名 标准图幅地籍数据交换文件 以行政区划为基础的地籍数据文件命名应符合TD T1015的要求 数据交换文件命名规则如图所示 主文件名采用八位字母数字型代码 扩展文件名因文件格式不同分为矢量数据 栅格数据 元数据和其他数据 主文件名扩展文件名XXXXXXXX XXX 三 地籍数据交换 比例尺代码采用一位字符码 比例尺代码见表 三 地籍数据交换 2 数据文件命名 3 数据文件存储数据交换数据文件以目录方式存储 矢量数据存放在名称为 矢量数据 目录中 内容包括矢量数据 扫描影像及多媒体数据 数据字典和元数据 元数据存放在名称为 元数据 目录中 栅格数据存放在名称为 栅格数据 目录中 一类栅格数据存储一个子目录 内容包括栅格数据本身 附加信息文件 栅格数据元数据 以Varbin类型存储的扫描影像及多媒体数据 存放到 其他数据 目录中 三 地籍数据交换 4 数据交换格式地籍数据库矢量数据交换格式宜按GB T17798的要求描述 由六部分组成 分别是 文件头 层类型参数 属性数据结构 几何图形数据 注记 属性数据 数据格式为VCT格式 亦可采用其他通用格式直接转换 影象数据的交换格式宜采用国际工业标准无压缩的TIFF或BMP等格式 附加的信息用纯文本格式另写一个文件 元数据交换宜采用XML格式 四 数据库安全与保密 四 数据库安全和保密 建立数据库的保护机制 用以负责阻止一切物理破坏和读写破坏 并能以最快的速度使其恢复工作 是数据库建设与使用顺利实施的必要条件 包括 1 完整性原则 通过实时监控数据库事务 主要是更新和删除操作 的执行 来保证数据项之间的结构不受破坏 使存储在数据库中的数据正确 有效 2 安全性原则 通过检查上机权限对各科室的不同级别数据库用户进行数据访问与存取控制来保障数据库的安全与机密 四 数据库安全和保密 3 保密性原则 由于有些数据涉及安全保密的问题 如二次调查数据 土地利用规划数据 土地业务电子档案 审批成果数据 地形图 影像数据等 因此数据库的设计中要充分考虑这些数据的保密管理要求 4 数据库备份原则 根据各个数据库的实际需要定期或实时对数据进行备份 数据库的安全涉及两个方面的基本内容 即数据库系统的系统运行安全性和数据库系统的系统信息安全性 数据库的安全策略同具体应用的要求有着紧密的联系 同时它又是建立在数据库系统的信息安全性基础上 具体应用可以通过保障信息安全性的基本技术手段来制定安全策略 数据安全主要是指GIS数据安全 由于GIS数据主要存放在数据库中 所以数据库的安全非常重要 因系统内的GIS数据将通过脱密处理 故已经降低了防范级别 从而更方便数据的调用 4数据库安全和保密 1 数据库备份与恢复信息安全的核心是数据安全 采用不同周期 日 周 月 季 年 进行本地或异地备份 数据出现丢失或损坏 无法修复 采用最近时间的备份文件进行还原 评估损失并补充完整 部门信息安全与保密工作负责人检查监督数据的备份 恢复和日常管理工作 备份操作员负责归档与非归档数据的备份 恢复工作 数据管理员负责数据的管理工作 四 数据库安全和保密 四 数据库安全和保密 1 数据库备份与恢复数据的备份与恢复必须进行登记 登记时申请人须填写相应的申请表 并交备份操作员 由其执行相应的工作 备份操作员应严格按照工作流程进行备份或恢复工作 要求 申请表的填写须完整 准确 申请人 备份操作员均须认真填写各项 不得漏填其中的条目 若申请人填写项目不完整或不正确 备份操作员可以要求申请人填写完整 否则不予受理 备份操作员也要填写完整相应各项 否则备份或恢复任务完成后 申请人可以不同意完成 要求其填写完整 非归档数据备份流程是 备份申请 备份任务属性确认 备份前检查数据 备份任务执行 备份后检查数据 备份数据保存 四 数据库安全和保密 非归档数据恢复流程是 恢复申请 恢复任务属性确认 恢复任务执行 恢复后检查数据 四 数据库安全和保密 归档数据备份流程是 归档申请 备份任务属性确认 归档前检查数据 备份任务执行 归档后检查数据 移交数据 删除原始数据和移交归档数据 对于归档数据的备份 备份操作员完成备份任务后 与数据管理员进行交接 并删除原始数据 归档数据恢复流程是 恢复申请 恢复任务属性确认 恢复任务执行 恢复后检查数据 四 数据库安全和保密 备份要求 备份操作员对所有备份任务均应执行双备份 备份完成后 标识备份介质 在申请表中标明介质编号 在介质标识上写明作业名称 归档数据备份要求按照档案管理部门的规定执行 四 数据库安全和保密 系统的安全设计是非常重要的 为保障信息系统可靠稳定运行 及时发现和解决各种恶意攻击 避免感染病毒等 需要建立一整套安全解决方案 不仅在系统部署和运行时考虑使用各种安全产品 同时在整个系统的开发过程中也应采取各种安全技术手段 系统安全是通过技术和管理 不断进行完善的过程 系统安全不仅仅是通过安装防护软硬件产品运行就能解决的 加强涉密信息系统的运行和使用安全管理 需要制定系统运行审批 安全检查和运行日志管理及审计等制度 2 系统安全 四 数据库安全和保密 系统运