基于Mapinfo的通信管网数据库设计研究

摘 要：本文以通信官网数据库设计为研究对象，论文首先分析了GIS的数据类型，进而分别探讨了管网数据管理、图形查询、数据库软件和系统的数据组织，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：Mapinfo 通信管网 数据库 数据组织

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0037-02

数据库是地理信息系统的核心组成部分。构建出一个合理、高效的通信线路及管网管理系统数据库是实现包含通信线路及管网在内的通信资源可视化管理的基础，是进行通信基本设施建设管理和决策的前提。

该系统对于设计的特定应用环境，确定了数据模型与处理模式的逻辑设计、数据库存储结构与存取方法的物理设计，并建立了能反映现实世界信息之间的相互联系、满足系统要求的数据库。

1 GIS数据类型

地理信息系统的数据库是个笼统的概念，它包括空间数据库和属性数据库。GIS数据库中具有如下基本内容。

（1）具有地理位置的空间实体。它是GIS系统中属性数据描述的对象。GIS把地理实体抽象地用点、线、面三个基本特征形态来表示。点可以是大学、医院等建筑物，线可以是道路、河流等，面可以是地块、行政区域等等。在本文所涉及的资源中我们最感兴趣的是点和线，它们分别代表专项图层中的局站和管道等。

（2）实体的属性数据。如管道的名称、型号、起点、终点等等。

（3）空间实体之间的拓扑关系。系统不仅能得出空间实体的空间坐标、长度等描述地物空间尺度的数量特征，而且还能得到地物之间的空间联系。图形数据的拓扑结构用来描述空间实体的空间联系，是地理空间数据处理的依据。

在用MapX创建空间数据库（含空间信息）时，可以通过两种方法来实现。一是通过MapX的图层生成功能来自动创建。MapX生成的每一图层都对应一张表，可以通过Maplnfo软件来察看，该表中除了存有地理对象的位置坐标以外，还可以包含其他属性字段；另一种方法是通过导入带有地理位置信息的其他数据库生成。MapX可以通过数据绑定把这些数据库中的地理信息映射到地图图层上。属性数据库（含非空间信息）则可以使用通用的数据库通过编程来创建和维护。该系统中系统数据库的建立主要是通信资源数据库的建立，至于空间信息，仍是采用MapinfoTAB数据表的形式存放。

Mapinfo管理数据是分图层来管理的，不同类型的图元都是分属于不同图层的。本文所设计的通信线路及管网管理系统中，专项图层中的每一个图层都有5个文件组成。每个图层均有.TAB、.DAT、 .ID、.MAP、.IND五个不同类型的文件组成。

（1）属性数据的表结构文件.TAB。

属性数据表结构文件定义了地图属性数据的表结构，包括字段数、字段名称、字段类型和字段宽度、索引字段及相应图层的一些关键空间信息描述。.TAB文件实际上是一个文本文件，一般都比较小，可以在写字板中打开并查看其内容。

Mapinfo的属性数据有以下几种类型：字符型、整型（2Byte）、长整型（4Byte）、浮点型（8Byte）、小数（用字符串的形式表示）、日期型（4Byte：2Byte年，1Byte月，1Byte日）和逻辑型（1Byte）。

（2）属性数据文件.DAT。

属性数据文件中存放了完整的地图属性数据。在文件头之后，为表结构描述（含各字段的名称、类型、长度），其后首尾相接地紧跟着各条具体的属性数据记录。这个文件一般比较大。

（3）交叉索引文件.ID。

交叉索引文件记录了地图中每一个空间对象在空间数据文件（.MAP）中的位置指针。每4个字节构成一个指针。指针排列的顺序与属性数据文件（.DAT）中属性数据记录存放的顺序一致。交叉索引文件实际上是一个空间对象的定位表。

（4）空间数据文件.MAP。

空间数据文件具体包含了各地图对象的空间数据。空间数据包括空间对象的几何类型、坐标信息和颜色信息等。另外，还描述与该空间对象相应的属性数据记录在属性数据文件（.DAT）中的记录号，这样用户从地图上查询某一对象时，就能够方便地查到与之相关的属性信息。

（5）索引文件.IND。

索引文件并不是必须的，只有当用户规定了数据库的索引字段后Mapinfo才会自动产生索引文件。

索引文件中对应于每个索引字段都有一个索引表。在每个索引表中，先给出总的数据库记录数目，然后按照索引顺序给出每条属性数据记录在对应的索引字段处的具体属性数据和该记录在属性文件（.DAT）及交叉索引文件（.ID）中的记录号，如图1所示。

2 数据管理

空间数据是地理信息系统的重要组成部分，是系统分析加工的对象，是GIS表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。目前，常用的数据获取方法有：扫描数字化、手扶跟踪、实地测量、GPS、遥感数据等。

地理信息系统中，空间数据主要包括：几何数据、空间属性数据和时态数据。几何数据由点、线、面组成，它们的数据表达主要采用栅格和矢量两种形式；空间属性数据表示地理实体的名称、类型和数量等；时态数据表征实体随时间而发生的变化。

由于目前GIS数据库存储的数据包含空间数据和属性数据，它们之间有密切的联系，因此，如何实现两者之间的连接、查询和管理，是GIS数据库管理系统必须解决的问题。

当前采用的方法主要有以下3种。

（1）混合式。

混合式数据库管理系统是利用两个子系统分别存储空间数据和属性数据，两者之间通过标识码进行连接。

（2）扩展式。

扩展式数据库管理系统是在标准RDBMS的顶层，通过将地理结构查询语言（GeoSQL）转化成标准的SQL查询，借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作。

（3）开放式。

开放式数据库管理系统是利用专门开发的DBMS来统一管理空间数据和属性数据。本文所实现的通信线路及管网管理系统采用的是混合式双数据库管理系统。

3 图形查询

GIS的应用打破了传统管理系统的纯文本信息管理，使得系统能对图形（空间）信息和文本（属性）信息进行集成管理。图形查询不同于传统的文本查询，是指根据设施的位置、图元来查询设施的属性信息和影像信息，比如在地图上选择一条管道查看它的状况信息和图形信息。图形查询拓展了对信息管理的方法，使得对信息的组织和利用更加有效。

4 数据库软件

自从70年代以来，关系型数据库在全世界得到了广泛的应用，时至今日，关系型数据库理论已经日趋成熟和规范，现在世界上数据库应用系统中90%以上采用的都是关系型数据库。目前世界上比较流行的关系型数据库软件有很多，在使用性能上它们各有长处。

数据库软件除了在GIS专业软件中用于支持复杂空间数据的管理外，还包括服务于以非空间属性数据为主的数据库系统，这类软件主要有：ORACLE、SQLServer、Sybase等。它们也是GIS软件的重要组成部分，而且由于这类数据库软件具有快速检索、满足多用户并发操作和数据安全保障等特点，目前已实现了在现成的关系型商业数据库中存储相应的空间数据。

本系统为了具有更大的适应性，数据库平台采用的是Microsoft公司的SQLServer2000数据库。

5 系统的数据组织

综合来说，GIS系统中涉及的数据包括图形矢量数据、空间属性数据和工程管理数据。在MapX环境中，为了增强整个系统数据处理的灵活性，采用分开存储的方法。图形矢量数据以Mapinfo标准文件格式存储在特定目录下，图形中每个地物均有其对应的唯一的标识（ID号），系统以此为索引建立该地物的图形数据文件。空间属性数据与设备资源数据均采用SQLServer2000来存储，各地物属性记录的关键字为图形文件中该地物的ID号，由此便实现了图形文件与属性文件的一一对应关系，以图2为例。

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