地理数据库的结构包括什么

1. 数字城市的基础地理数据库包括哪些

国家基础地理信息数据库是存储和管理全国范围多种比例尺、地貌、水系、居民地、交通、地名等基础地理信息，
包括栅格地图数据库、矢量地形要素数据库、数字高程模型数据库、地名数据库和正射影像数据库等。

延伸：
国家基础地理信息系统是以形成数字信息服务的产业化模式为目标，通过对各种不同技术手段获取的基础地理信息进行采集、编辑处理、存贮，建成多种类型的基础地理信息数据库，并建立数据传输网络体系，为国家和省（市、自治区）各部门提供基础地理信息服务。它是一个面向全社会各类用户、应用面最广的公益型地理信息系统。是一个实用化的、长期稳定运行的信息系统实体。是我国国家空间数据基础设施（NSDI）的重要组成部分，是国家经济信息系统网络体系中的一个基础子系统。

2. 空间数据(或地理数据)由哪几个部分组成请举例说明各个部分的作用。

空间数据分为两类：矢量数据、栅格数据。矢量数据的作用主要是记录空间位置，同时，每个几何元素都可以对应某些属性。栅格数据是多个相同大小的栅格组成的栅格网，每个栅格都对应一个数值，所有的栅格只表示一种属性。

3. 基于GIS数字地质图数据库的组成

1.数字地质图

传统的纸质模拟地图是根据地图模型（map model），按照一定的数学法则、符号、制图综合原理和比例，将地球空间实体和现象的形状、大小、相互位置、基本属性等表示在二维平面上。“数字地图”，简单地说，就是存储在计算机中数字化了的地图。一般来讲，数字地图是以地图数据库为基础，以数字形式存贮于计算机外存储器上，并能在电子屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”或“瞬时地图”。

（1）地质图

“地质图”乃是一切地质工作中的基本图件，用规定的符号、不同的颜色、描绘一地区的地质现象，反映沉积岩、岩浆岩、变质岩、各类矿产、各种型式的地质构造线等，反映它们形成的时代、分布和相互关系，以三维空间的立体形状表示在二维空间的平面上。金泽兰等在《地质图编汇法》中，提出地质图是一种将出露在地表的地质构造现象按比例投影到平面图（通常带有地形等高线，即地形图）上，并用规定的符号、色谱、花纹予以表示的图件。它是为特定目的服务的、有选择性地表示地质对象的时间和空间分布的符号化表现形式。在地质图上表示的地质对象即可以根据地质属性分类集合进行选择，也可以按照地理范围进行表示，一般情况下是两者结合进行的。总的来说，地质图是现实世界中地质客体在人脑中抽象的、具体的表达，是现实地质对象在图纸上的映射。如图7-11所示。

图7-15 以对象为中心的面向对象数据模型实现图形和属性统一存储

这种数据模型彻底解决了长期以来空间对象与其属性数据，在物理上分离带来的诸多难题，进而实现基于关系数据库的GIS空间数据一与其他非空间关系数据一体化管理，给GIS系统开发、应用带来了极大的便捷性。如利用空间引擎对空间与非空间数据进行操作，同时可以利用大型关系数据库海量数据管理、事务处理（transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能。

4.GIS与数字地质图数据库的结合

GIS是分析和处理海量地理数据的通用技术，借助GIS，基于大量综合信息，可进行空间采样，对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成、模拟区域地质演化等复杂问题进行时空和多元统计分析，对成矿预测和矿产勘查提供有力分析工具。在数据量充裕前提下，GIS分析具有定量、定时、定位的特点，可给出动态（不同时间、不同位置）结果。借助深部与时间数据，GIS分析实际上可拓展到四维空间。

P.Gardenfors提出在客观世界和符号表达之间存在着概念层，他将知识表达分为三个层次，即：亚概念层、概念层、符号层，通过亚概念层感知客观世界，然后通过概念层将感知的内容抽象成为概念进行分类，将概念（分类）通过符号层表达出来。地理信息在概念层形成，在符号层表达，所以地理信息库的建立就是通过概念层对地理空间（客观世界）的抽象而形成地理信息概念空间，将该概念空间形式化后就成为本体化的地理信息空间，即可在计算环境下通过符号层（图形）表达出来。

地质信息系统研究的关键问题之一，就是构造图7-16中的地质模型，目的是通过有限的、不完全的并且含有各种噪声的观测数据来推断地下空间的物质、能量的分布和流动情况。

图7-16 地质认知过程的简化示意图

大部分矿产都不是暴露在表面，而是埋在地表深部。利用GIS的方法通过了解地表上层物质的空间分布，就可以判断矿藏存在的可能性。在一个找矿预测区域往往已知部分矿区和矿点，这些矿区和矿点具有很多的空间属性和地理属性，要想很直观的用以往普通的数据库管理系统去把它表达出来，可谓耗时费力。而GIS的出现为矿产资源评价和管理提供了前所未有的评价工具与手段。GIS是采集、管理、处理、分析、显示、输出多种来源的与地理空间位置相关信息的计算机系统。随着GIS与RS（遥感）、GPS（全球卫星定位系统）相结合的“3 S”集成以及计算机互联网的迅速发展，GIS在地质找矿中将发挥更加重要的作用。

目前，GIS与地质空间数据库的结合主要体现在以下几点：

（1）建立地质矿产资源数据库

描述矿产地属性的数据内容繁杂，类别众多，可分为属性数据和空间数据，矿产地各类属性信息认识、分析和评价该矿区也很重要。因此，地理空间信息在矿产资源管理中占有非常重要的地位。地质矿产数据库在GIS的支持下，结合矿产资源数据类型可建立多种地理空间数据库和属性数据库，利用GIS先进的数据库和图库管理对于各种地质图件和数据的长期保存及修改变得容易。

（2）图形显示的直观性和形象性

专题图不仅是一种重要的研究手段，同时也能有效而直观的反映研究成果。在地质数据库基础上，GIS可将各种数据或分析成果以专题图的形式直观而有效的显示，并可进行人机交互式地设计、编辑、修改。在成果输出方面，GIS能够提供高质量的预测成果图件，直观清晰，一目了然。GIS的这些功能，能将各种矿产资源的文字描述与空间地理位置有效的结合与表达，大大提高了矿产资源数据的直观性和形象性。

（3）空间分析功能

GIS的空间分析功能是GIS区别于其他计算机系统的主要标志。地质数据库系统涉及GIS多种空间分析功能，结合地质“专家知识”，为大范围大区域内实现快速、准确的成矿预测创造了有利条件。GIS吸取专家的经验及知识较容易，并且进行成矿预测具有空间直观性，避免了预测中的人为因素；能够弥补一些人工方法的缺陷（如对于断裂控矿影响宽度带的确定）。与传统的方法相比，GIS空间分析功能可以更加迅速地对大量数据进行对比和分析，大大节约了时间，缩短了研究周期，

（4）多源信息的集成

地质数据库的数据是多源数据。有不同精度、不同比例尺、不同数据源、不同格式的数据，借助GIS能将这些多源的数据有机地集成在一起，能提供集成管理多源地学数据（包括以文字、数字为主的属性信息和以图形图像为主的空间信息），具有方便建立模型及进行空间模拟分析的能力，使数据的分析更有效和定量化。进而，可以以多尺度、多方位反映某个地区的地质成矿信息。

由此可见，海量的地质数据与GIS强大的空间信息处理和分析功能的有机结合，是地质领域对多源地学信息综合分析进行成矿预测划时代的理想工具。

通过以上三个章节的分析论述，GIS在理论和技术上的日臻完善和强大，使得基于GIS地质图数据库的应用更加深入人心。在理论上，地理空间和地理信息空间的点本质认识以及地理信息元组概念的提出对地理信息应用特别是在地质领域的应用理论体系的建立提供了一条理论依据和入口；在技术上，以ArcGIS为代表的新一代地理信息系统的日益完善：在地理信息表达上，以本体为核心的地理信息表达方式为地质信息的表达及应用提供了强有力的工具，使得原有地理信息所不能完成的知识发现、复杂环境建模等复杂应用在新地理信息系统下成为现实；在地理信息分析技术上，ArcGIS从地理信息库（知识库）、基于知识库的智能可视化，以及地理信息处理三个角度为地理信息的各种应用提供了强有力的工具支持，特别是9.0版本开发以后，对探索式空间数据分析方法整合使从海量日益复杂的地理信息中进行数据挖掘和知识发现可以在空间、时间、属性一体化方式下进行。

4. 地理数据库子系统

地理数据库子系统由地理信息管理系统与图层数据库及成果图数据库组成，图层数据库又可进一步细分为基础图层数据库和专业图层数据库。

地理信息管理系统使用Mapinfor商品软件，属于桌面型管理系统。系统主要使用Mapinfor软件自身的基础管理功能（未进行二次开发前就已有的功能），主要功能包括：图形编辑、图形输入、图形输出、图元查询与检索、投影变换、标注等。

图形编辑：利用十余种编辑工具，对图层可绘制点、线、域等图元，并可改变各种图元的样式与形状，改变图元的图层及删除等操作。编辑虽可用来输入图元，但效率低，主要用于对已输入图形进行精细加工，如整形等。

图形输入：用三种方法，即数字化仪法、屏幕数字化（结合栅格图像）及其它矢量图像的转换输入进行图形输入。在建立地理信息系统前，已有不少的专业图本身就是用某种矢量图形软件绘制的，如CAD格式图件，通过矢量图像的转换输入，不仅可保持原图的精度，又可极大地节约图形录入工作量。

图形输出：一幅成果图，需要在基础图层数据库和专业图层数据库中调出若干有关图层并选定绘制范围，再根据成果图的服务对象和作图目的，对图层进行适当的编辑（如改变标注位置，增加图件声明性文字等）后，便可完成。一般对编辑完成的成果图要存入成果图数据库中。图形输出功能，是将成果图数据库中的专业图，输出到绘图机。在输出操作过程中，可选择比例尺和重新定义绘图范围。

图元查询与选择：这是在编辑过程中频繁使用的操作，可分为点选择、范围选择、SQL选择。对选择出的图元对象，利用浏览表编辑功能或数据库编辑功能进行编辑，如删除图元，改变图元的某些属性以及将选择出的图元单经过适当编辑后，方可单独作为一新图层等。

投影变换：因塔里木盆地地域广阔，在前人绘制的各种基础与专业图件中，使用的投影与投影参数不尽相同，在利用其资料时，须转换为统一的投影系统（称本地投影）才能合成与叠加。MapInfor投影转换能力很强，在实际操作中，所出现的各种图件几乎都可找出对应的投影变换。

标注：尽管系统有自动标注功能，但在必要时，还需要对图件进行人工标注和增加图件文字性说明。由于使用的软件平台为汉字环境的Windows95，用其中的矢量汉字字体对图形进行中西文标注都很方便。

主要数据库文件类型：分为三类，即基础图层数据库、专业图层数据库、成果图数据库。

1.基础图层数据库

（1）行政界限（线图层）

（2）城市与村镇（点图层）

（3）地形（线图层）

（4）公路（线图层）

（5）铁路（线图层）

（6）河流（线图层）

（7）湖泊（域图层）

（8）植被带（域图层）

（9）地名（点图层）

（10）河流名

……

2.专业图层数据库

（1）地质与地层界限（域图层）

（2）断层（线图层）

（3）潜水富水性分区（域图层）

（4）承压水富水性分区（域图层）

（5）水源地分布（域图层）

（6）地下水的埋藏特点（域图层）

（7）地下水矿化度等值线（线图层）

（8）灌溉渠系（线图层）

（9）灌区（域图层）

（10）水库（域图层）

……

3.成果图数据库

（1）地下水分布图

（2）地下水等埋深图

（3）水资源开发利用规划

（4）地下水流场图

（5）地下水开采潜力图

（6）地下水开采强度图

……

5. GIS包括哪些组成部分

GIS系统由什么组成从计算机的角度看，地理信息系统（GIS系统）是由计算机硬件、软件、数据和用户4大要素组成。
1.计算机硬件系统；
2.计算机软件系统；
3.地理空间数据库；
4系统管理操作人员；
其中， 软硬件系统是GIS系统的核心，地理空间数据库反映了GIS的地理内容，而系统管理操作人员则决定GIS系统的工作方式和信息表示方式。

①硬件包括各类计算机处理机及其输入输出和网络设备，计算机硬件是GIS的物理外壳。GIS的规模、精度、速度、功能、形式、使用方法，甚至软件等都受到硬件指标的支持或制约。GIS的硬件配置一般包括计算机主机、 数据输入设备、数据存储设备和数据输出设备4个部分。

1.计算机主机:包括机箱内部的各种硬件;

2.数据输入设备:包括数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔等;

3.数据存储设备:包括光盘刻录机、磁带机、磁盘阵列、光盘塔、移动硬盘等;

4.数据输出设备:包括笔式绘图仪、喷墨绘图仪(打印机)、激光打印机等。

②软件是支持信息的采集、处理、存储管理和可视化输出的计算机程序系统；
计算机软件系统：

1.计算机系统软件：计算机系统软件是GIS日常工作所必需的，是由计算机厂家提供的、为用户开发和使用计算机提供方便的程序系统，通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序，以及各种维护使用手册、程序说明等。

2.GIS软件和其他支撑软件：该部分既包括通用的GIS软件包，也可以包括数据库管理系统、计算机图形软件包、计算机图像处理系统、CAD软件等，用于支持对空间数据的输入、存储、转换、输出和与用户接口。

3.应用分析程序：应用分析程序是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充与延伸。应用程序作用于地理专题数据或区域数据，构成GIS的具体内容，这是用户最为关心的真正用于地理分析的部分，也是从空间数据中提取地理信息的关键。用户进行系统开发的大部分工作是开发应用程序，而应用程序的水平在很大程度上决定系统的优劣与成败。

③数据则包括图形和非图形数据、定性和定量数据、影像数据及多媒体数据等；
地理空间数据库：地理空间数据库主要用于储存、管理和检索地理空间数据。地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以用图形、图像、文字、表格和数字等表示，由系统建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘或其他通信系统输入GIS,是系统程序作用的对象。不同用途的GIS,其地理空间数据的种类和精度都是不同的，但基本上都包括以下3种互相联系的数据类型。
1.某个已知坐标系中的位置：即几何坐标，用于标识地理景观在自然界或某个区域的地图中的空间位置，可以是经纬度、平面直角坐标、极坐标等，也可以是矩阵的行、列数等。

2.实体间的空间相关性：即拓扑关系，表示点、线、面实体之间的空间联系，如网络节点与网络线之间的枢纽关系、边界线与面实体之间的构成关系、面实体与点的包含关系等。空间拓扑关系对于地理空间数据的编码、录入、格式转换、存储管理、查询检索和模型分析等都有重要意义。

3.与几何位置无关的属性：即通常所说的属性或非几何属性，是与地理实体相联系的地理变量或地理意义，可分为定性属性和定量属性两种。其中，定性描述的属性包括名称、类型、特性等，如岩石类型、行政区划等:定量描述的属性主要是数量和等级，如面积、长度、河流长度、水土流失土量等。

④用户是地理信息系统所服务的对象，是地理信息系统的主人，GIS的用户分一般用户和从事系统的建立、维护、管理和更新的高级用户。

系统管理操作人员：人员是GIS的重要组成要素。GIS从设计、 建立、运行到维护的整个生命周期，都离不开人的作用。除了系统软硬件和数据之外，GIS系统还需要相关人员进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活应用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。

6. 地理数据包括哪三个部分

地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，它直接或间接关联着相对于地球的某个地点的数据，是表示地理位置、分布特点的自然现象和社会现象的诸要素文件，包括自然地理数据和社会经济数据