地理数据库设计步骤

从专题图层开始设计。

首先，针对具体的应用和信息要求，确定所需要的专题图层。构成主要景观的数据专题是什么？然后，更加详细地定义每一个专题图层。每个专题图层的特征都将会形成一种标准地理数据库数据元素（如要素类、表、关系类、栅格数据集、子类型、拓扑和域等）的规范。

在确定设计中的专题图层时，应尝试根据专题的可视化表示、在 GIS 中的预期用途、可能的数据源以及分辨率等级来突显出每个专题的特征。例如，需要在哪些比例尺和范围下使用此信息，以及在每个比例尺下如何表示其元素？这些特征有助于描述每个专题期望提供的高级内容。

以下示例介绍了地籍应用中所有权宗地的数据专题。

一旦确定了设计中的主要专题图层后，接下来就是制定用来表示物理数据库中每个专题图层内容的规范。

• 列出需要处理的地图比例尺和范围。
• 描述在每个地图比例尺和范围下地理要素的表示方式（例如，表示为点、线、多边形、栅格数据、面或表格属性）。
• 应如何将数据组织成要素类、表和关系？
• 如何使用空间和数据库完整性规则实现 GIS 操作？

下面介绍的 11 个步骤概括了常规的 GIS 数据库设计过程。初始设计步骤 1 至 3 可帮助您确定并突出每个专题图层的特征。在步骤 4 至 7 中，将开始制定表达规范、关系，并最终创建地理数据库的元素及其属性。在步骤 8 和 9 中，将定义数据采集过程并指定数据采集职责。在最后的阶段（步骤 10 和 11），将通过一系列初步实施方法来测试和优化设计。最后还将对该设计进行记录。

地理数据库设计的十一个步骤

1.	确定要使用 GIS 创建和管理的信息产品。GIS 数据库设计应反映出您组织的工作内容。考虑到各种地图产品的编译和维护、分析模型、Web 制图应用程序、数据流、数据库报告、主要职责、3D 视图以及组织中其他基于任务的要求。列出当前在此工作中使用的数据源，并通过使用这些数据源来满足您数据设计的需求。针对您的应用，定义基本的 2D 和 3D 数字底图。确定将在平移、缩放和浏览底图内容时出现在每个底图中的地图比例尺集。
2.	根据您的信息需求，确定主要数据专题。较全面地定义每个数据专题的某些主要方面。确定每个数据集的用途 - 编辑、GIS 建模和分析、表示业务工作流，以及制图和 3D 显示。针对每个特定的地图比例尺指定地图用途、数据源和空间表示；针对每个地图视图和 3D 视图指定数据精度和采集指导方针；指定专题的显示方式 - 符号系统、文本标注和注记。考虑每个地图图层如何与其他主要图层以集成样式显示。在建模和分析时，考虑如何将信息与其他数据集一起使用（例如，如何将它们进行组合和集成）。这将帮助您确定某些主要的空间关系以及数据完整性规则。请确保将这些 2D 和 3D 地图显示及分析属性被看作是数据库设计过程的一部分。
3.	指定比例尺范围以及每个数据专题在每个比例尺下的空间表示。编译数据以在地图比例尺的特定范围使用。为每个地图比例尺关联地理表示。地理表示通常在地图比例尺之间发生变化（例如，从面变成线或点）。在许多情况下，可能需要对要素表示进行泛化，才能在更小的比例尺下使用。可以使用影像金字塔对栅格数据进行重采样。另外，您可能需要为不同的地图比例尺采集其他表示形式。
4.	将各种表示形式分解为一个或多个地理数据集。将离散要素建模为点、线和面要素类。可以考虑用高级数据类型（如拓扑、网络和地形）来建模图层中以及数据集间各元素之间的关系。对于栅格数据集，可以选择镶嵌集 (mosaic) 和目录集 (catalog) 来管理非常大的集合。可使用要素（如等高线）以及栅格数据和地形数据来对表面进行建模。
5.	为描述性的属性定义表格型数据库结构和行为。标识属性字段和列类型。表还可能包括属性域、关系和子类型。定义所有的有效值、属性范围和分类（以用作域）。使用子类型来控制行为。确定关系类的表格关系和关联。
6.	定义数据集的空间行为、空间关系和完整性规则。可以为要素添加空间行为和功能，也可以使用拓扑、地址定位器、网络、地形等突出相关要素中固有空间关系的特征来达到各种目的。例如，使用拓扑对共享几何的空间关系进行建模并强制执行完整性规则。使用地址定位器来支持地理编码。使用网络进行追踪和路径查找。对于栅格数据，可以确定是否需要栅格数据集或栅格目录。
7.	制定地理数据库设计计划。为每个数据专题定义想要包含在设计中的地理数据库元素集。研究现有的设计，以获得有用的想法和方法。模仿 ArcGIS 数据模型中的模式和最佳做法。
8	设计编辑工作流程和地图显示属性。定义编辑程序和完整性规则（例如，所有街道都在与其他街道的相交处分开，街段在端点相连）。设计有助于满足数据的这些完整性规则的编辑工作流程。定义地图和 3D 视图的显示属性。为每个地图比例尺确定地图显示属性。这些属性将用于定义地图图层。
9.	指定用来构建和维护每个数据图层的职责。确定组织内负责数据维护工作的人员，或者将该工作指派给其他组织。了解这些角色很重要。您将需要设计如何使用数据转换和变换操作在各个伙伴组织之间导入和导出数据。
10.	构建可用的原型，查看并优化设计测试您的原型设计。使用文件型、个人型或 ArcSDE 地理数据库为推荐的设计构建示例地理数据库副本。构建地图，运行主要应用程序，并执行编辑操作，以测试设计的实用性。根据原型测试结果对设计进行修正和优化。具有了可用的架构后，您可加载更大的数据集（例如，将其加载到 ArcSDE 地理数据库中）以检验其生产、性能、可伸缩性以及数据管理工作流程。这是很重要的一步。在开始填充地理数据库之前，先确定设计。
11.	记录地理数据库设计。有多种方法可用于描述数据库设计和决策。您可以使用绘图、地图图层示例、架构图、简单的报告和元数据文档。某些用户喜欢使用 UML。但只使用 UML 是不够的。UML 无法表示所有地理属性以及要做的决策。而且 UML 不能传达主要的 GIS 设计理念，例如，专题组织、拓扑规则和网络连通性。UML 无法以空间形式表现设计。许多用户使用 Visio 来创建地理数据库架构的图形表示，例如，使用 ArcGIS 数据模型发布的图形表示。ESRI 工具可用于帮助您使用 Visio 捕获数据模型元素的这些图形类型。请参阅记录地理数据库设计主题。

地理数据库设计中的步骤