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摘 要：村庄地籍数据库中的数据类型繁多，关系复杂，需要采用良好的空间数据库和属性数据库进行管理和维护。依据相关技术规范，基于Geodatabase进行村庄地籍数据库设计。围绕实体类型的划分，以及数据更新要求，对要素分类与分层、子类设计、要素属性表和属性域设计、拓扑规则设计、要素数据设计等进行了详细论述。最后，对本数据库设计方案作了一些相关说明。
关键词：数据库设计；村庄地籍；Geodatabase；数据更新；拓扑规则
1前 言
第二次土地调查与第一次土地调查的明显区别就是要建设覆盖国家到县的土地调查数据库，以实现调查信息的互联共享。村庄地籍调查是城镇地籍调查的一部分。村庄地籍调查最重要的成果之一就是村庄地籍数据库。在村庄地籍数据库中，有着非常复杂的关系需要管理和维护，比如，宗地拓扑关系就需要多种规则来维护，而有些特殊的要素则包含一些复杂的行为。
Geodatabase是一种面向对象的空间数据库模型，是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型，包含25条拓扑规则，用于规定要素（或要素类）如何共享几何，而要素类（或对象类）与对象类（或要素类）之间的关系则通过定义关系类实现。空间数据和属性数据都存储在关系数据库中是Geodatabase模型的一个最显著的优点，通过ArcSDE可连接GIS和DBMS，从而方便了使用DBMS支持的多用户并发访问、事务管理、失败事务恢复等机制，利用空间信息共享、数据安全，提高了数据库的性能。
2基于Geodatabase设计村庄地籍数据库
数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。具体地说，就是确定数据库中将存储哪些数据，这些数据如何表达和组织，数据间的关系如何管理和维护。基于Geodatabase设计村庄地籍数据库就是把基于用户视图的建模匹配到Geodatabase模型，将数据组织到Geodatabase地理数据库中。
2.1设计依据
本村庄地籍数据库设计主要依据以下技术规范：《城镇地籍数据库标准》（TD/T1015-2007）、《土地利用数据库标准》（TD/T1016-2007）、《土地利用现状分类》（GB/T 21010-2007）、《城镇地籍调查规程》（TD1001）、《基础地理信息分类编码标准》、《宗地统一代码编制试点工作方案》、《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》（GB/T7929）、《第二次全国土地调查技术规程》（TD/T1014-2007）、《城市测量规范》（CJJ8-1999）、《土地调查数据库更新标准》、《土地调查数据库更新规范》等。
2.2划分实体类型
划分实体表示类型的依据是其几何表示类型，考察村庄地籍数据库中需要存储的实体，分析各实体的分布与其他实体分布的空间相关性，从逻辑上把村庄地籍数据库中的实体进行类型划分，其结果参见表1.
2.3要素分类和分层
决定了实体的表达类型后，还要判断各实体是作为单独的要素类组织好还是作为子类组织好。考虑到数据库的性能，要素类应尽可能少，故常把相关的多个实体并为一个要素类。但是各组相关要素的属性字段组合根本不同、有特定的定制行为、存取权限不同、版本管理需要不同时，必须建立单独的要素类。考虑到实体性原则，要素分类和分层依据《城镇地籍数据库标准》（TD/T1015-2007）中“城镇地籍数据库的要素代码与名称描述”和“空间要素分层”部分的相关规范。
2.4设计子类
一般来说，数据库中的要素类越少，数据库的性能越好。因此，如果地理实体适合在一个要素类中作为子类组织，就不应该把它组织为单独的要素类。要素类划分子类的依据参见表2。
2.5设计要素属性表及属性域
考虑到实用性，各要素类的属性表结构严格遵照《城镇地籍数据库标准》（TD/T1015-2007）中“空间要素属性结构”部分的相关规范。用户根据实际需要，可对相关属性表进行扩展。各属性结构描述表的“值域”字段规范的内容就设计为各属性表相应字段的属性域。
2.6设计拓扑规则
Geodatabase中预定义了25种拓扑规则，分为点规则、线规则和多边形规则。可通过设置拓扑规则，动态建立拓扑关系，修改拓扑错误，维护数据质量。经过分析，采用了表3中所列的8种拓扑规则。
2.7设计要素数据集
要素数据集是矢量要素类的容器，用于把关系密切或相似的要素类组织在一起。虽然要素类可存放在要素数据集外，也可以存放在要素集中，但是不同要素数据集在运算过程中可能会出现细微的差别而引起数据部一致，因此具有相同空间参照的要素类组织到同一要素数据集中比较有利。而且，参与平面拓扑和几何网络的各要素类必须组织到同一要素数据集中。村庄地籍数据库中的许多要素类之间存在着密切的关系。如：界址点-界址线-宗地关系；宗地-权属关系等。综合考察各种关系，设立2个要素数据集和一个栅格数据集。
（1）基础地理要素数据集：测量控制点、等高线、行政区界线、行政区、测量控制点注记、高程注记、行政区要素注記等。
（2）地籍信息要素数据集：界址点、界址线、宗地、房屋、地类图斑、地类界线、现状地物、界址点注记、宗地注记等。
（3）栅格数据集：数字正射影像图、数字栅格图、数字高程模型、其他栅格数据。
2.8设计属性数据表
属性表用来存放与权属数据相关的属性数据。包括权利人信息（ZD_QLR）、权属调查信息（ZD_QSDC）、权属来源证明信息（ZD_QSLYZM）、他项权利证明（ZD_TXQLDJ）、注册登记（ZD_ZCDJ）等数据库标准要求的属性表，还包括扩展其他建库必备的属性表，用来记录权属调查信息，包括地籍调查表（DJDCB）、指界表(ZJB)和界址标示表(JZBSB)。属性表通过地籍号字段与图形数据相关联，其中权利人信息（ZD_QLR）与宗地是一对多关系，其他与宗地是一一对应关系。因扩展属性表地籍调查表（DJDCB）、指界表(ZJB)和界址标示表(JZBSB)是数据库标准中未规定的，因此在此处将做详细说明，数据表设计如表4-表6。
2.9设计更新数据表以及相关的拓扑关系
依据土地调查数据库更新的内容、流程、方法、质量要求和《土地调查数据库更新标准》中规定的数据格式，设计更新数据表。
更新数据表包括：行政区更新（XZQGX），行政区界线更新（XZQJXGX），行政区更新过程（XZQGXGC）,地类图斑更新(DLTBGX)、地类图斑更新过程(DLTBGXGC)、线状地物更新(XZDWGX)、线状地物更新过程(XZDWGXGC)、宗地更新(ZDGX)、宗地更新过程(ZDGXGC)、界址点更新(JZDGX)、界址线更新(JZXGX)等。
更新数据表隶属于对应的要素集，继承隶属的空间参考。
依据《土地调查数据库更新规范》中的相关要求，采用如表7所示的几种拓扑规则保证更新数据图形的准确性。
2.10其他
实际上，强大的GeoDatabase还有其他诸多功能可用于高效管理村庄地籍数据库中的数据。考虑到实际问题的复杂多样性，本文不做过于详细的设计。这里，仅简单列举几项，如宗地-权属之间的关系规则；房屋子类的最小上图面积；宗地的分割及合并策略等。这些内容可根据实际应用需求，动态设计和添加。
3结束语
数据库建设是第二次土地调查的要求，村庄地籍数据库是地籍调查重要成果之一。本文基于GeoDatabase设计了村庄地籍数据库，优势在于依据最新的土地管理行业标准，较好地划分了要素类和子类，设计了村庄地籍库中空间要素间应遵循的拓扑规则，并把空间要素类组织到数据集中。不足之处在于对非空间的对象类考虑较少，故没有进行关系类的设计；基本没有审计子类间的拓扑规则，这些内容仍需要结合实际问题进行添加。
参考文献：
[1].第二次全国土地调查培训教材.中国农业出版社，2007.
[2].刘德刚，等.基于ArcGIS GeoDatabase的宗地拓扑模型建立于实现.微计算机信息（管控一体化），2007.
[3].蔡晓冰.GeoDatabase中基于规则的拓扑关系管理机制.国土资源信息化，2002.
[4].张新长，马林兵等.地理信息数据库.科学出版社，2005.
[5].王宝利.GeoDatabase中基于规则的拓扑关系.测绘与空间地理信息，2004.
[6].陈志远等.为地理数据库设计有效性规则.计算机工程与应用，2003.
关键词：数据库设计；村庄地籍；Geodatabase；数据更新；拓扑规则
1前 言
第二次土地调查与第一次土地调查的明显区别就是要建设覆盖国家到县的土地调查数据库，以实现调查信息的互联共享。村庄地籍调查是城镇地籍调查的一部分。村庄地籍调查最重要的成果之一就是村庄地籍数据库。在村庄地籍数据库中，有着非常复杂的关系需要管理和维护，比如，宗地拓扑关系就需要多种规则来维护，而有些特殊的要素则包含一些复杂的行为。
Geodatabase是一种面向对象的空间数据库模型，是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型，包含25条拓扑规则，用于规定要素（或要素类）如何共享几何，而要素类（或对象类）与对象类（或要素类）之间的关系则通过定义关系类实现。空间数据和属性数据都存储在关系数据库中是Geodatabase模型的一个最显著的优点，通过ArcSDE可连接GIS和DBMS，从而方便了使用DBMS支持的多用户并发访问、事务管理、失败事务恢复等机制，利用空间信息共享、数据安全，提高了数据库的性能。
2基于Geodatabase设计村庄地籍数据库
数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。具体地说，就是确定数据库中将存储哪些数据，这些数据如何表达和组织，数据间的关系如何管理和维护。基于Geodatabase设计村庄地籍数据库就是把基于用户视图的建模匹配到Geodatabase模型，将数据组织到Geodatabase地理数据库中。
2.1设计依据
本村庄地籍数据库设计主要依据以下技术规范：《城镇地籍数据库标准》（TD/T1015-2007）、《土地利用数据库标准》（TD/T1016-2007）、《土地利用现状分类》（GB/T 21010-2007）、《城镇地籍调查规程》（TD1001）、《基础地理信息分类编码标准》、《宗地统一代码编制试点工作方案》、《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》（GB/T7929）、《第二次全国土地调查技术规程》（TD/T1014-2007）、《城市测量规范》（CJJ8-1999）、《土地调查数据库更新标准》、《土地调查数据库更新规范》等。
2.2划分实体类型
划分实体表示类型的依据是其几何表示类型，考察村庄地籍数据库中需要存储的实体，分析各实体的分布与其他实体分布的空间相关性，从逻辑上把村庄地籍数据库中的实体进行类型划分，其结果参见表1.
2.3要素分类和分层
决定了实体的表达类型后，还要判断各实体是作为单独的要素类组织好还是作为子类组织好。考虑到数据库的性能，要素类应尽可能少，故常把相关的多个实体并为一个要素类。但是各组相关要素的属性字段组合根本不同、有特定的定制行为、存取权限不同、版本管理需要不同时，必须建立单独的要素类。考虑到实体性原则，要素分类和分层依据《城镇地籍数据库标准》（TD/T1015-2007）中“城镇地籍数据库的要素代码与名称描述”和“空间要素分层”部分的相关规范。
2.4设计子类
一般来说，数据库中的要素类越少，数据库的性能越好。因此，如果地理实体适合在一个要素类中作为子类组织，就不应该把它组织为单独的要素类。要素类划分子类的依据参见表2。
2.5设计要素属性表及属性域
考虑到实用性，各要素类的属性表结构严格遵照《城镇地籍数据库标准》（TD/T1015-2007）中“空间要素属性结构”部分的相关规范。用户根据实际需要，可对相关属性表进行扩展。各属性结构描述表的“值域”字段规范的内容就设计为各属性表相应字段的属性域。
2.6设计拓扑规则
Geodatabase中预定义了25种拓扑规则，分为点规则、线规则和多边形规则。可通过设置拓扑规则，动态建立拓扑关系，修改拓扑错误，维护数据质量。经过分析，采用了表3中所列的8种拓扑规则。
2.7设计要素数据集
要素数据集是矢量要素类的容器，用于把关系密切或相似的要素类组织在一起。虽然要素类可存放在要素数据集外，也可以存放在要素集中，但是不同要素数据集在运算过程中可能会出现细微的差别而引起数据部一致，因此具有相同空间参照的要素类组织到同一要素数据集中比较有利。而且，参与平面拓扑和几何网络的各要素类必须组织到同一要素数据集中。村庄地籍数据库中的许多要素类之间存在着密切的关系。如：界址点-界址线-宗地关系；宗地-权属关系等。综合考察各种关系，设立2个要素数据集和一个栅格数据集。
（1）基础地理要素数据集：测量控制点、等高线、行政区界线、行政区、测量控制点注记、高程注记、行政区要素注記等。
（2）地籍信息要素数据集：界址点、界址线、宗地、房屋、地类图斑、地类界线、现状地物、界址点注记、宗地注记等。
（3）栅格数据集：数字正射影像图、数字栅格图、数字高程模型、其他栅格数据。
2.8设计属性数据表
属性表用来存放与权属数据相关的属性数据。包括权利人信息（ZD_QLR）、权属调查信息（ZD_QSDC）、权属来源证明信息（ZD_QSLYZM）、他项权利证明（ZD_TXQLDJ）、注册登记（ZD_ZCDJ）等数据库标准要求的属性表，还包括扩展其他建库必备的属性表，用来记录权属调查信息，包括地籍调查表（DJDCB）、指界表(ZJB)和界址标示表(JZBSB)。属性表通过地籍号字段与图形数据相关联，其中权利人信息（ZD_QLR）与宗地是一对多关系，其他与宗地是一一对应关系。因扩展属性表地籍调查表（DJDCB）、指界表(ZJB)和界址标示表(JZBSB)是数据库标准中未规定的，因此在此处将做详细说明，数据表设计如表4-表6。
2.9设计更新数据表以及相关的拓扑关系
依据土地调查数据库更新的内容、流程、方法、质量要求和《土地调查数据库更新标准》中规定的数据格式，设计更新数据表。
更新数据表包括：行政区更新（XZQGX），行政区界线更新（XZQJXGX），行政区更新过程（XZQGXGC）,地类图斑更新(DLTBGX)、地类图斑更新过程(DLTBGXGC)、线状地物更新(XZDWGX)、线状地物更新过程(XZDWGXGC)、宗地更新(ZDGX)、宗地更新过程(ZDGXGC)、界址点更新(JZDGX)、界址线更新(JZXGX)等。
更新数据表隶属于对应的要素集，继承隶属的空间参考。
依据《土地调查数据库更新规范》中的相关要求，采用如表7所示的几种拓扑规则保证更新数据图形的准确性。
2.10其他
实际上，强大的GeoDatabase还有其他诸多功能可用于高效管理村庄地籍数据库中的数据。考虑到实际问题的复杂多样性，本文不做过于详细的设计。这里，仅简单列举几项，如宗地-权属之间的关系规则；房屋子类的最小上图面积；宗地的分割及合并策略等。这些内容可根据实际应用需求，动态设计和添加。
3结束语
数据库建设是第二次土地调查的要求，村庄地籍数据库是地籍调查重要成果之一。本文基于GeoDatabase设计了村庄地籍数据库，优势在于依据最新的土地管理行业标准，较好地划分了要素类和子类，设计了村庄地籍库中空间要素间应遵循的拓扑规则，并把空间要素类组织到数据集中。不足之处在于对非空间的对象类考虑较少，故没有进行关系类的设计；基本没有审计子类间的拓扑规则，这些内容仍需要结合实际问题进行添加。
参考文献：
[1].第二次全国土地调查培训教材.中国农业出版社，2007.
[2].刘德刚，等.基于ArcGIS GeoDatabase的宗地拓扑模型建立于实现.微计算机信息（管控一体化），2007.
[3].蔡晓冰.GeoDatabase中基于规则的拓扑关系管理机制.国土资源信息化，2002.
[4].张新长，马林兵等.地理信息数据库.科学出版社，2005.
[5].王宝利.GeoDatabase中基于规则的拓扑关系.测绘与空间地理信息，2004.
[6].陈志远等.为地理数据库设计有效性规则.计算机工程与应用，2003.