国家大地测量数据库维护的设计与实现

技术交流 21

国家大地测量数据库维护的设计与实现

王小华 韩买侠 王夏莉

(国家测绘局大地测量数据处理中心 陕西西安 7100)

摘 要：国家大地测量成果是国家测绘基准和体系的基础成果，大地测量数据库是大地测量成果档案管理和服务的重要手段。对原国家大地测量数据库进行了分析，结合数据库的现状、计算机与网络技术的发展及大地测量技术服务需求等特点，对国家大地测量数据库维护的功能、数据库、体系结构、实现技术及系统维护的实现进行了分析，并对国家大地测量数据库的发展进行了探讨。 关键词：大地测量 数据库 数据库设计

1 引言

国家大地测量数据库是国家基础地理信息平台的重要组成部分，是大地测量成果档案管理和服务的重要手段。我国的国家大地测量数据库于20世纪90年代建成，存储着我国2002年以前统一施测和完成的各期三角、水准、重力、GPS、长度和天文等国家级大地测量成果信息，它标志着我国大地测量成果资料的存储、管理和使用进入了信息化阶段，使大地测量成果资料的管理和服务水平大幅提升，在国民经济建设中发挥着重要作用。

随着测绘技术、计算机技术和网络技术的发展，需要对国家大地测量数据库进行及时、科学、有效地维护，才能保持其较好的管理和服务水平。本文结合国家大地测量数据库的现状、数据库与网络技术及大地测量技术服务需求等特点，对国家大地测量数据库维护的设计思路与实现方法进行了探讨，为下一步国家大地测量数据库维护提供了基础。 2 系统设计

通过系统体系结构的改造和系统功能的完善，确保系统的安全性和可扩展性，提高系统在网络环境下的数据管理和信息服务能力；完善数据库存储内容，保持国家大地测量数据库的现势性。 2.1 功能设计

安全、准确、高效地存储和管理国家大地测量

成果是国家大地测量数据库的一项基础职责，实现全面、便利的信息服务和专业化应用是保持国家大地测量数据库良好生命力的必要条件。在当前的网络环境下，国家大地测量数据库应该立足于数据管理和专业化应用，并向多层次、多角度的社会化信息服务扩展。综合考虑数据安全和系统性能两方面的要求，维护工作将国家大地测量数据库的系统功能设计为三部分：国家大地测量数据库系统、国家大地测量数据库与其他系统接口及大地测量成果目录查询系统。每部分都面向特定层次的用户提供定制的功能。

（1）国家大地测量数据库系统：面向WEB用户，提供全面的综合性大地测量信息服务，基于WebGIS技术实现信息查询、图形绘制、数据编辑、数据分析统计和各类专业数据处理功能。从模块级、图层级和报表级对WEB用户权限进行层层控制，建立数据库登录及数据访问日志。

（2）国家大地测量数据库与其他系统接口：面向数据管理员，提供完善的数据库管理和维护功能。实现数据维护、数据分发、数据库安全管理等功能。

（3）大地测量成果目录查询系统：面向WEB用户，提供各类大地测量控制点成果目录和测量控制网图的查询功能。

系统主要功能设计如图1所示。

国家大地测量数据库

国家大地测量数据库系统成果目录查询系统与其他系统接口

信息查询

数据 统计 分析 专业 数据处理

数据编辑

图形绘制

测图量形控浏制览网

大果地目测录量查成询

数据分发

数据库安全控制

数据维护

成数 果据 目生 录成

图1 系统主要功能设计图

2.2 数据库设计 成果数据库和大地测量成果目录数据库。两者采用

国家大地测量数据库分为两大部分：大地测量不同的数据库管理平台，从物理上完全，在数

22 技术交流 测绘技术装备 季刊 第12卷 2010年第3期

据共享环境下，充分保证了大地测量成果中涉密数据的安全。通过国家大地测量数据库与其他系统接口，可使用大地测量成果数据库的数据更新大地测量成果目录数据库，保证了大地测量成果目录数据库中数据的实时性。

（1）大地测量成果数据库。主要包括地理底图，三角测量成果、水准测量成果、GPS测量成果、重力测量成果的空间数据及属性数据，系统功能表，用户信息和系统日志等内容。采用Oracle9i数据库管理平台。 （2）大地测量成果目录数据库。主要包括三角测量、水准测量、GPS测量、重力测量的成果目录数据，三角测量、水准测量、GPS测量、重力测量的控制网图，辅助信息等。采用SQL Server 2000数据库管理平台。

3 体系结构设计及实现技术 3.1 体系结构设计

一个数据库系统的体系结构是决定其性能和安全的重要因素。目前，软件系统的体系结构主要有C/S（客户端/服务器）与B/S（浏览器/服务器）两种，两者各有优点和缺点。C/S结构对信息安全的控制能力很强，响应速度快，大量数据的输入比较方便，但是软件的运行对系统环境的依赖性较强，缺乏灵活性，维护成本较大。B/S结构灵活性强，操作简单，对系统的运行环境要求较低，一般情况下只要有操作系统和浏览器就能够运行，系统维护较为灵活，但是对安全的控制能力相对较弱，大量数据的处理能力较弱。 国家大地测量数据库的维护采用B/S与C/S相结合的体系结构，数据库系统和成果目录查询部分采用B/S结构，数据库与其他系统接口部分采用C/S结构。这种体系结构的选择，充分发挥了B/S与C/S体系结构的优势[3]，避免了B/S结构在安全性、保密性和响应速度以及C/S结构在维护和灵活性等方面的缺点，使系统的数据安全和性能得到了一定的保障，并为构建多层次的信息服务体系提供了便利。系统体系结构如图2所示。 3.2 实现技术

国家大地测量数据库的实现综合使用网络技术、数据库技术和地理信息系统技术。根据体系结构要求和各部分功能的特点，数据库系统、成果目录查询系统及数据库与其他系统接口分别采用三种不同的技术体系来实现。

（1）数据库系统：采用Oracle9i JDeveloper、JBuilder 10为系统开发工具，Oracle9i为数据库管理平台，MapGuide为WebGIS平台，Oracle IAS（Internet Application Server）和MapGuide为Web信息发布平台。

（2）数据库与其他系统接口：采用PowerBuilder 8.0为系统开发平台，MapInfo Professional 6.0为地理信息系统平台，Oracle9i为数据库管理平台。

（3）成果目录查询系统：采用ASP为系统开发平台，IIS（Internet Information Server）为信息发布平台，SQL Server 2000为数据库管理平台。

图2 系统体系结构图

4 系统维护的实现 4.1 系统功能维护

系统功能维护以提高系统功能的实用性、专业性和开放性为目标，对系统功能进行了全面的完善和扩展。 （1）完善信息查询、图形绘制、数据编辑功能。完成由数据存储结构的改变而引起的功能修改，实现新增成果的信息查询、图形绘制及数据编辑功能。

（2）完善专业数据处理功能。改进已有的坐标转换、新旧图幅转换、球面坐标边长、球面方位角计算、平均异常计算、地球重力场模型计算大地水

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准面及重力异常、重力异常拟合计算、重力异常归算功能。增加地心坐标系与参心坐标系坐标的相互转换功能，以及基于CQG2000似大地水准面和省市高精度大地水准面成果的应用功能。

（3）完善统计分析功能。实现成果精度统计、误差统计及其他各项信息统计功能。增加以行政区划、经纬度范围、等级、测量网等多种方式进行成果数量统计和控制点重合分析的功能。

（4）开发数据库与其他系统接口。实现以行政区划、经纬度范围、测量网、等级等多种方式进行数据分发，空间数据和属性数据批量入库，用户信息和权限管理，访问日志管理等功能。在方便数据维护和系统安全管理的同时，为数据库与其他系统的数据共享与交互提供了一条途径。

（5）开发成果目录查询系统。实现以行政区划、经纬度范围、测量网、等级等多种方式查询三角测量、重力测量、水准测量、GPS测量控制点成果目录的功能，为成果的社会化信息服务打造了一个安全、开放、实时的网络共享平台。 4.2 数据库维护

建立成果目录数据库，完成数据库的数据管理技术改进、存储结构完善及存储内容补充等。

（1）数据管理技术改进

将数据库由原Oracle 8.1.7升级至Oracle 9i，基于Oracle数据库实现全部属性数据和空间数据的管理。采用Oracle Spatial对空间数据进行管理，采用Oracle大文本字段对*.XLS、*.DOC、*.PDF、*.DWG、*.BMP及*.JPG等多种格式的文档数据进行管理。

基于Oracle的应用程序开发功能建立大地测量软件包，实现由大地经纬度计算国家基本比例尺新旧图幅编号、度小数及度分秒相互转换、水准环及水准路线信息统计、空间重力异常计算、布格重力异常计算及正常重力值计算等功能。数据访问时通过对软件包的调用实时地得到计算结果，在保证数据访问速度的前提下有效减少了数据存储量。

（2）存储结构完善

参考文献

国家大地测量数据库自建立以来，存储的内容日益增多，数据关系变得复杂，原有的数据库存储结构已造成了一定的数据冗余，并且已不能完全满足新的存储需要。维护应对原有的数据库结构进行优化，有效地减少数据冗余，提升数据存储效率，并针对新的内容存储要求，对数据库结构进行扩展。

（3）存储内容补充

为了确保维护后数据的完整性与正确性，应对数据库中已有的成果进行正确性和完整性检查，对存在的问题进行修改。补充录入三角点点之记等部分早期的成果资料，整理并录入2000国家GPS大地控制网、2000国家重力基本网、国家高精度水准网动态平差、天文大地网与高精度GPS 2000网联合平差、CQG2000似大地水准面、精化区域大地水准面试点、华北地区大地水准面精化、华东华中地区大地水准面精化及2005珠穆朗玛峰高程测量等项目成果，确保数据库的现势性。 5 结束语

数据库功能维护与存储内容的更新，保持数据库的现势性是国家大地测量数据库维护工作的首要任务。维护对系统进行全面的改造和完善，在网络信息服务环境下实现了国家大地测量数据库安全、高效的数据管理能力，实现了全面、实用的信息服务和专业数据处理功能。维护工作充分考虑了数据存储和系统功能的可扩展性，可满足国家大地测量数据库在一定时期内发展的需要。

国家大地测量数据库的建设和维护工作是一项长期性、基础性的工作，需要对国家大地测量数据库的管理和服务模式进行积极的探索与改进，才能充分地发挥它的作用。作为大地测量数据管理和提供服务的重要手段，国家大地测量数据库应该以成为整个测绘信息化工作的基础为发展目标，实现完备的数据存储和良好的应用平台，在大地测量数据管理、信息服务、专业应用及数据共享中发挥支撑性的作用。

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[3] 张庆全，余迎.基于C/S与B/S混合体系结构的林业管护经营监控系统的设计[J]．测绘与空间地理信息，2009，32(1)． [4] 刘经南，吕志平．大地测量数据共享环境的建立[J]．测绘通报，2003，(4)．

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