1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、引言

随着”数字地球”概念的提出，数字化的理念逐渐被人们所接受，”数字校园”逐渐被人们所青睐。数字化校园是以网络为基础，利用计算机技术，实现从环境资源到活动的全部数字化，它也是”数字地球”的一部分。数字校园的基础是首先实现校园信息的数字化、共享和管理，因此，校园空间数据库的建立尤为重要。

二、空间数据库的概念

空间数据库，也称为地理数据库。是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。与一般数据库相比，空间数据库具有以下特点：①数据量特别大，地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往很大；②从数据内容上看，空间数据库中不仅有属性数据，还有大量的空间数据，并且这两种数据之间有不可分割的联系；③数据的抽象性，空间数据描述的是现实世界中的地物和地貌特征，非常复杂，必须经过抽象处理；④多尺度和时空性，不同的观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情况下就会有形态差异，空间数据还具有时空性，空间数据库中有同一时间不同空间的数据，也有同一空间不同时间序列的数据。

空间数据是GIS组成的核心内容，是GIS的操作对象，采集空间数据、建立空间数据库是GIS建设中最重要、最基础的工作。在数字校园GIS建设中，采集空间数据、建立空间数据库，就是在一定的硬件和软件平台的支撑下，将校园范围内的相关地理数据源转换成GIS可以接受和处理的数字形式，并将这些数据用空间数据库管理系统来同一进行存储、管理。

图1 空间数据库中的数据内容及关系

三、Geodatabase的空间数据库设计方法

空间数据库中的数据可以分为两类，即几何数据和属性数据。所谓几何数据是指用于描述地理实体位置和形状及实体间拓扑关系的数据，而属性数据是用于描述实体的名称、类型和数量等信息的数据。目前，最常见的数据管理方法是采用地理相关模型，即将几何数据和属性数据分开存储，其中几何数据以文件的方式存储；属性数据以关系表的形式存储，用关系数据库来进行管理，二者通过共同的关键字（每一个地理实体均被赋以唯一的ID号）有机结合起来（如图1所示）。因此，空间数据库的设计也主要考虑这两个方面。

（1）图形数据设计。主要是对校园内的地理实体进行抽象并分类，首先将地理实体抽象为点状实体、线状实体、面状实体，并按实体的某种属性分类以便于几何数据的分层组织。

（2）属性数据设计。主要针对图层来设计，即对某一个确定的图层，根据图层所表达的地理实体的类型及GIS系统所要实现的功能的需求，来确定应该采集该类地理实体哪些方面的属性，如何建立属性关系表结构。

数字校园中空间数据在数据库中的组织形式，直接关系到整个空间地理数据库系统的管理和查询性能，而基于Geodatabase的空间数据库对各种系统有着不可替代的优势。

Geodatabase是ESRI公司研制开发出的第三代地理数据模型，它弥补了CAD和Coverage数据模型的不足，具有如下特点:

（1）地理数据统一存储的仓库，有了具体的空间参考，实现了严格意义上的地理空间数据库。空间参考包括坐标系统（Coordinate System）、投影（Projection）、精度（Precision）和空间域（Spatial domain）。

（2）可以设置检查规则，对空间数据进行规则检验，使空间数据的录入和编辑更加精确，满足用户需求。

（3）空间数据不再是无意义的点、线、面，而有了具体的含义，可将特征行为存储在特征表里。空间数据一般存储为矢量数据、栅格数据及属性表。

（4）用户可以直观地处理数据模型。Geodatabase包含了与用户所需数据模型相对应的数据对象，可以操作他们感兴趣的现实对象。

（5）可以形象地表达空间数据之间的相互关系。在地图显示中，要素是动态的，它们能根据相邻要素的变化快速作出响应，也可以将要素与自定义查询或分析工具关联到一起。

（6）Geodatabase中可以管理连续的空间数据，实现无缝无分块的海量要素的存储。

（7）可以更形象地定义要素形状。要素的形状可以使用直线、圆弧、椭圆弧和贝塞尔曲线来定义; 可以制作内容丰富的地图。

（8）Geodatabase数据模型支持多用户同时访问编辑相同的地理数据，并可以协调出现的冲突。

可见，Geodatabase数据模型具有很好的应用前景。

四、结束语

基于Geodatabase的空间数据库实现了面向对象的GIS空间数据模型的建立，为数字校园空间数据和属性数据的集成一体化存储提供了理论基础，从根本上保证了空间数据的完整性、数据共享性以及点、线、面拓扑关系的一致性。本设计即江浦校区Geodatabase的设计，就是将原始的CAD数据转换到Geodatabase数据库，并进行数据的编辑与整理，进而完成江浦校区空间数据库的设计与建立。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、研究的问题

本设计研究的问题是在现有江浦校区CAD底图的基础上，完成江浦校区空间数据库的设计与建立。首先进行江浦校区Geodatabase的设计，然后将原始的CAD数据转换到Geodatabase数据库，最后对转换后的数据进行图形编辑、整理、配色渲染等工作。

二、拟采用的研究手段

在AutoCAD和ArcGIS间进行数据转换时，要注意AutoCAD块与ArcGIS符号间的对应显示、AutoCAD线型图层与ArcGIS线型库间的对应以及颜色的对应关系。

AutoCAD有两种常用的数据格式，即DWG和DXF。ArcGIS的数据文件类型很多，如Coverages、 Shapefiles、 ArcSDE简单要素层、GeoDatabase库文件等。

数据转换的实现方法：ArcView GIS 3.x、ArcCatalog-Simple Data Loader工具、ArcMap-Export Data工具、ArcMap-裁剪和粘贴、ArcToolbox-CAD到Geodatabase转换工具、ArcSDE CAD Client。

主要进度安排：