【正文】 與 DEM進行疊加或是作為干渠監(jiān)測的數(shù)據(jù)源，DRG可作為 GIS應(yīng)用平臺的顯示背景。 專題空間數(shù)據(jù)是與灌區(qū)水利業(yè)務(wù)緊密相連空間數(shù)據(jù)，包括土地利用分類數(shù)據(jù) （ LU） 與水利專業(yè)數(shù)據(jù)。土地利用分類數(shù)據(jù)是灌區(qū)內(nèi)土地利用狀況空間描述，水利專業(yè)數(shù)據(jù)包括水系、樞紐、水工建筑物、觀測站（井）、井泵、水庫、湖泊等空間位置與屬性 多媒體數(shù)據(jù)是與灌區(qū)各項業(yè)務(wù)相關(guān)的各種類型圖片、聲音、錄像與文字等數(shù)據(jù)。 86 河 套 灌 區(qū) 信 息 管 理 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫 內(nèi) 容 87 2. 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計分析 灌區(qū)可視化信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中需要存儲基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、專題空間數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)源、類型和格式都是多樣的，這就需要一個能夠有力地管理這些復(fù)雜數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫邏輯模型。 將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)區(qū)與數(shù)據(jù)層三個邏輯單元進行組織與存儲 。 灌區(qū)可視化信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的 邏輯設(shè)計總體上按照分幅、分級、分專題（分類）的方式進行規(guī)劃和設(shè)計 ，將面向不同應(yīng)用的、不同比例尺的、不同分辨率的地形圖、水利信息數(shù)據(jù)、衛(wèi)星航空影像和三維地形數(shù)據(jù)，按照不同邏輯單元進行組織。其中， 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)（ DLG， PN， DRG， DOM， DEM）可以作為一個邏輯單元，構(gòu)成基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)單元，土地利用分類與水利專業(yè)數(shù)據(jù)構(gòu)成專題空間數(shù)據(jù)單元，多媒體數(shù)據(jù)構(gòu)成多媒體數(shù)據(jù)單元 88 數(shù)據(jù)庫總體邏輯結(jié)構(gòu) 89 2. 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計分析 （ 1）基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫中， DLG與 PN數(shù)據(jù)是二維的矢量數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)根據(jù)不同的分區(qū)，不同的專題特征進行分類組織。矢量數(shù)據(jù)是以一種分區(qū)、分層的組織形式進行管理的，這些空間數(shù)據(jù)根據(jù)它們的特征碼（用戶碼）與其它屬性信息或者關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。柵格影像數(shù)據(jù)包括 DRG、 DOM與 DEM。 根據(jù)數(shù)據(jù)類型不同，可劃分為矢量數(shù)據(jù)集、柵格數(shù)據(jù)集、三維模型數(shù)據(jù)集。其中，矢量數(shù)據(jù)集中保存著按照不同內(nèi)容分層的矢量圖層數(shù)據(jù)， 按照圖形的表現(xiàn)方式的不同，可分為點層、線層、面層和注記層等基本空間數(shù)據(jù)邏輯單元；柵格數(shù)據(jù)集在邏輯上按照不同空間分辨率的影像以柵格圖層方式組織；多媒體數(shù)據(jù)集根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，以信息塊的方式組織 。 90 2. 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計分析 （ 2）專題數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計 土地利用分類與水利專業(yè)數(shù)據(jù)是專題數(shù)據(jù)庫中的主要內(nèi)容， 這兩類數(shù)據(jù)都是二維矢量數(shù)據(jù)，根據(jù)點、線、面三類空間特征，按照圖層的方式構(gòu)成不同的邏輯單元 。其中，土地利用分類數(shù)據(jù)為面類型數(shù)據(jù)，不同的面圖斑表示不同的用地類型。水利專業(yè)數(shù)據(jù)包括水系、樞紐、水工建筑物、觀測站（井）、井泵、水庫、湖泊等空間信息，水系河流為線類型要素，樞紐、井泵、水工建筑物、觀測站（井）為點類型要素，水庫、湖泊為面類型要素 （ 3）多媒體數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計 多媒體數(shù)據(jù)庫包括與灌區(qū)業(yè)務(wù)相關(guān)的各類圖片、聲音、錄像、文字等數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)流程和工作程序 建立多媒體數(shù)據(jù)塊邏輯關(guān)系 91 （ 4）數(shù)據(jù)庫之間的邏輯聯(lián)系 系統(tǒng)中的 空間數(shù)據(jù)之間通過不同的應(yīng)用專題發(fā)生著各種關(guān)系，大體上可分為數(shù)據(jù)庫表格之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 可以是一對一、一對多、或多對多；還有空間位置上的空間關(guān)系，包括空間對象之間的連通性規(guī)則、幾何網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和平面上的拓撲關(guān)系。上述各種關(guān)系統(tǒng)一由關(guān)系類來進行維護， 如基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫與專題空間數(shù)據(jù)庫中的矢量數(shù)據(jù)，其圖形特征總是用用戶碼與屬性信息建立關(guān)系 ；DEM和影像數(shù)據(jù)的存儲格式是柵格的方式， 二者可通過柵格運算疊加建立三維場景 ， 影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)可利用地理坐標(biāo)系， 在統(tǒng)一參照系下使 DEM、影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)發(fā)生關(guān)系。柵格數(shù)據(jù)實現(xiàn)不同波段、不同分辨率影像的融合； 多媒體數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)或?qū)ｎ}數(shù)據(jù)利用超媒體或超文本技術(shù)實現(xiàn) 相互間的關(guān)聯(lián)。 92 3. 數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)計分析 （ 1）矢量數(shù)據(jù)存儲設(shè)計 灌區(qū)可視化信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中 的矢量數(shù)據(jù)，將依據(jù)數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計中設(shè)計方案，以圖層為存儲單元統(tǒng)一存儲于大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之中。 圖層對應(yīng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的表，幾何信息以大二進制（ BLOB）類型的字段存儲。非空間數(shù)據(jù)的存儲自然與空間數(shù)據(jù)相同，即二維表。這意味著幾何與屬性數(shù)據(jù)以相同的格式存儲，數(shù)據(jù)的管理將更容易有效，可以用標(biāo)準(zhǔn)的 SQL對數(shù)據(jù)庫進行查詢。 93 3. 數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)計分析 （ 2）柵格影像數(shù)據(jù)存儲設(shè)計 柵格影像數(shù)據(jù)同樣利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來存儲與管理，通過數(shù)據(jù)壓縮、建立影像金字塔、影像物理分塊三種技術(shù)手段實現(xiàn) RDBMS中柵格影像數(shù)據(jù)的存儲 。數(shù)據(jù)壓縮的目的是通過壓縮減少影像的數(shù)據(jù)量；建立影像金字塔雖然會占用一定的磁盤空間，但是可以提高影像顯示速度；影像物理分塊是為了在局部操作時減少數(shù)據(jù)量，提高分析處理效率。 94 4. 空間元數(shù)據(jù)設(shè)計分析 空間元數(shù)據(jù)是關(guān)于空間數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它反映了空間數(shù)據(jù)所包含的內(nèi)容、質(zhì)量、空間參考、生成轉(zhuǎn)換等信息。生成空間元數(shù)據(jù)可以方便分布在灌區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)精確地查找目標(biāo)數(shù)據(jù)源，使用戶瀏覽目標(biāo)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息以判斷數(shù)據(jù)是否滿足他們的應(yīng)用要求，為用戶提供正確處理和使用目標(biāo)數(shù)據(jù)的技術(shù)信息。 （ 1）空間元數(shù)據(jù)管理設(shè)計 灌區(qū)可視化信息管理系統(tǒng)的空間元數(shù)據(jù)管理以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)， 每一個空間數(shù)據(jù)庫有一個元數(shù)據(jù)文件 ，該文件為一表格數(shù)據(jù)，它由若干項組成，每一項表示元數(shù)據(jù)的一個特征，其記錄為每一個要素集合（圖層）的元數(shù)據(jù)內(nèi)容，該表存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中 95 空間元數(shù)據(jù)管理設(shè)計 96 （ 2）空間元數(shù)據(jù)格式設(shè)計 空間元數(shù)據(jù)格式的設(shè)計就是依據(jù)不同數(shù)據(jù)模型的需要分別描述。 ① 矢量數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)格式： 矢量數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)描述、空間參考、屬性描述三部分內(nèi)容構(gòu)成 。其中，數(shù)據(jù)描述包括數(shù)據(jù)集概況、數(shù)據(jù)集狀態(tài)、數(shù)據(jù)集存儲與訪問信息、數(shù)據(jù)集更新時間、數(shù)據(jù)集來源、比例尺與數(shù)據(jù)集格式等內(nèi)容；空間參考描述了數(shù)據(jù)集的投影與坐標(biāo)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集范圍；屬性描述定義了數(shù)據(jù)集屬性字段的含義、類型、取值范圍等信息。 ② 柵格影像數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)格式： 柵格影像數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)描述、空間參考兩部部分內(nèi)容構(gòu)成， 其中數(shù)據(jù)描述包括柵格影像數(shù)據(jù)概況、狀態(tài)、存儲與訪問信息、產(chǎn)生時間、來源、格式、波段與空間分辨率等內(nèi)容；空間參考描述了柵格影像數(shù)據(jù)的投影與坐標(biāo)系統(tǒng)、范圍。 97 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 該系統(tǒng)是與應(yīng)用業(yè)務(wù)緊密集成業(yè)務(wù)化系統(tǒng)，具有以下功能特點： * 充分利用數(shù)據(jù)庫、 GIS、 GPS及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，實現(xiàn)河套灌區(qū)的管理和監(jiān)測； * 系統(tǒng)采用 C/S和 B/S混合結(jié)構(gòu)進行開發(fā)，充分實現(xiàn)資源共享 * 系統(tǒng)與業(yè)務(wù)的集成，為灌區(qū)管理工作提供了集成支持平臺 * 實現(xiàn)對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等 * 該系統(tǒng)對今后類似業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)具有指導(dǎo)意義和示范作用。 本項目針對河套灌區(qū)管理的業(yè)務(wù)要求進行功能體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系、數(shù)據(jù)規(guī)則的前提下，將灌區(qū)所有業(yè)務(wù)和問題集成到地理信息系統(tǒng)平臺上，進行統(tǒng)一存儲、管理、關(guān)聯(lián)，提供符合灌區(qū)管理業(yè)務(wù)要求的專業(yè)化模塊和各類業(yè)務(wù)綜合分析功能，包括 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、通用數(shù)據(jù)查詢、桌面業(yè)務(wù)處理、機助專題制圖、輔助分析決策、動態(tài)數(shù)據(jù)交換、網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布、運行維護管理 98 功能體系結(jié)構(gòu)圖 99 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 （ 1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能分析 按照統(tǒng)一的空間坐標(biāo)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的信息分類體系將灌區(qū)管理過程中圖文信息進行規(guī)范化采集與組織分類，形成基于網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)無縫連接且圖文信息動態(tài)聯(lián)接的綜合信息資源，實現(xiàn)全灌區(qū)水利要素的空間地理數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的整體集成存儲、管理與更新。 ① 空間圖形信息和專題信息初始建庫 ，包括基礎(chǔ)地形圖、專題圖信息的數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)換、查錯與規(guī)范化、編輯處理、圖形輸出。 ② 空間數(shù)據(jù)庫信息的動態(tài)管理、維護與更新 ，包括圖形數(shù)據(jù)的一般性查詢與檢索、地圖拼接與切割、制圖和輸出功能、基本的GIS分析功能（如地形分析、網(wǎng)絡(luò)分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析等）以及量算功能等。 ③ 文本信息輸入、處理、查詢、分析、統(tǒng)計與報表制作 輸出。 100 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 （ 2）通用數(shù)據(jù)查詢功能分析 根據(jù)灌區(qū)管理業(yè)務(wù)模式特點設(shè)計專業(yè)化的聯(lián)網(wǎng)查詢檢索方式，實現(xiàn)對共享圖文數(shù)據(jù)資源的快速查詢及可視化，包括圖形屬性雙向查詢、邏輯查詢、模糊查詢、圖形綜合查詢、屬性組合查詢、業(yè)務(wù)材料查詢等功能。 ① 屬性到圖形查詢： 通過構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 SQL語句查詢屬性信息在空間上的位置與分布，空間定位功能也是通過這個方式實現(xiàn)。 ② 圖形到屬性的查詢 ：查詢地理空間單元的屬性信息。 ③ 圖形與圖形間的查詢： 根據(jù)圖形臨接、相交、包含拓撲關(guān)系，查詢與某一空間單元發(fā)生這些關(guān)聯(lián)的空間單元的位置與分布。 101 （ 3）桌面業(yè)務(wù)處理功能分析 ① 對空間數(shù)據(jù)層與屬性的操作 ：根據(jù)應(yīng)用需要調(diào)出空間數(shù)據(jù)，可設(shè)置層屬性，如顏色、注記等，可調(diào)整層順序以保證各類信息不被相互壓蓋，可依賴屬性信息顯示地圖標(biāo)注信息。 ② 圖形數(shù)據(jù)的顯示與瀏覽 ：可視化地顯示空間參考數(shù)據(jù)，提供放大、縮小、漫游、鷹眼導(dǎo)航等空間數(shù)據(jù)瀏覽顯示工具。 ③ 定位工具 ：提供方便實用的圖形定位顯示工具，包括圖幅號、直接圖形選擇、地名選擇、坐標(biāo)定位等。 102 （ 3）桌面業(yè)務(wù)處理功能分析 ④ 圖幅整飾與地圖輸出 ：為了增強輸出地圖的通俗性、可讀性，需要圖幅整飾和輸出功能，包括圖廓生成、加入專題信息、圖例、指北針設(shè)置、比例尺設(shè)計、添加注記、編輯注記和注記自動生成等功能。 ⑤ 幾何與屬性數(shù)據(jù)編輯 ：提供多種圖形捕捉、劃線、圖形編輯、屬性編輯、標(biāo)注等編輯工具，包括幾何信息的增加、刪除、修改，屬性信息的輸入、刪除、修改，前者要考慮到圖形的拓撲關(guān)系，后者要有屬性類型與值域的檢查功能，保證輸入與修改的信息符合系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)范。 103 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 （ 4）機助專題制圖功能分析 發(fā)展面向應(yīng)用的機助專題制圖功能，提供專用的圖形工具 進行各類業(yè)務(wù)專題圖的繪制、屬性標(biāo)注、量算、整飾與出圖 等。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中已有數(shù)據(jù)與灌區(qū)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，制作灌區(qū)的各類專題圖，可以生成任意區(qū)域的實時灌溉進度圖、灌溉效果圖、需水量分布圖、實時水位流量圖、水費計收情況圖、實時種植結(jié)構(gòu)圖等專題圖。 104 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 （ 5）輔助分析決策功能分析 利用 DEM數(shù)據(jù)與柵格影像數(shù)據(jù)疊加生成三維模型，提供水利工程虛擬三維可視化及分析，水文地質(zhì)等地下水變化的可視化、灌區(qū)景觀三維可視化、規(guī)劃景觀可視化等功能；提供全方位灌溉面積計算、水量計算、工程量地圖量算等分析功能，輔助水資源優(yōu)化調(diào)配時的分析與決策 ① 矢量空間分析 ：緩沖區(qū)、空間疊加分析，空間量算等。 ② 柵格空間分析 ：基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)底圖將矢量圖形的點、線、面數(shù)據(jù)生成柵格格式；將離散點生成連續(xù)表面；從點要素生成密度圖；生成數(shù)字高程分布圖、坡度圖和坡向圖；進行柵格圖的分類和制圖。 ③ 矢柵分析 ：通過矢量和柵格數(shù)據(jù)的疊加進行分析。 105 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 （ 6）動態(tài)數(shù)據(jù)交換功能分析 水雨情數(shù)據(jù)自動實時采集 ，可監(jiān)測灌區(qū)任意區(qū)域氣象、土壤墑情、作物結(jié)構(gòu)、作物面積、作物含水率、長勢、旱情、水質(zhì)狀況、水污染狀況、水土流失狀況、汛情的實時動態(tài)及對土壤鹽堿化、沙地、荒地、林地的普查等，能將監(jiān)測的數(shù)據(jù)動態(tài)地納入到專題數(shù)據(jù)庫中，可接收 GPS點位數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新。 實時監(jiān)測獲取的水資源與水質(zhì)信息通過監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入接口進入GIS平臺 ，并且與后臺空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結(jié)合進行空間分析、專題制圖與三維可視化分析，為灌區(qū)管理工作各類決策服務(wù)。 能將各種平臺提供的空間數(shù)據(jù)完整的轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)要求的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，通常需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)格式包括： CAD、 DGN、COVERAGE、 E00、 DWG、 DXF、 TIFF、 IMG、 SHAPE FILE等 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換功能 。 106 5. 應(yīng)用平臺設(shè)計分析 （ 7）網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布功能分析 建立數(shù)據(jù)發(fā)布機制，具有數(shù)據(jù)通知和數(shù)據(jù)源路徑通知功能。設(shè)計開發(fā) WebGIS功能，通過 WebGIS的應(yīng)用將空間信息及其應(yīng)用成果通過局域網(wǎng)或城域網(wǎng)分布發(fā)給網(wǎng)路分中心用戶，客戶端的用戶則在自己的瀏覽器中嵌入瀏覽工具來瀏覽與查看信息。 （ 8）運行維護管理功能分析 設(shè)計良好的運行維護管理功能，可以實現(xiàn)用戶權(quán)限設(shè)置、圖庫更新與擴充、數(shù)據(jù)添加、數(shù)據(jù)備份以及故障快速恢復(fù)，提供用戶管理、口令管理、權(quán)限管理、日志管理等操作功能，保證系統(tǒng)的正常運行。 107 樣題 (1) 計算題 假設(shè)：應(yīng)用系統(tǒng)平均每個功能模塊開發(fā)費 7萬元，需 10個工作日；系統(tǒng)集成費 9萬元，需 12個工作日；系統(tǒng)功能完善與修改費8萬元，需 11個工作日，全部軟件編程實現(xiàn) 3個月完成。請計算： ① 所需要的軟件開發(fā)和系統(tǒng)研制經(jīng)費。 ② 所需要投入的軟件編程人員。 (2) 簡答題 ① 簡述應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)總體思路； ② 簡述數(shù)據(jù)處理與建庫技術(shù)流程； ③ 簡述系統(tǒng)運行的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 (3)