摘 要：數(shù)字自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)有利于提高自然保護(hù)區(qū)的管理水平，對我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)起推動作用。建設(shè)數(shù)字自然保護(hù)區(qū)，其基礎(chǔ)在于空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。本文簡單介紹了Geodatabase模型，并對該模型應(yīng)用于數(shù)字自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)，進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫設(shè)計、建庫流程兩方面的探討。最后，選擇Personal Geodatabase，并結(jié)合ArcCatalog和ArcMap軟件完成了數(shù)字自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作。

關(guān)鍵詞：數(shù)字自然保護(hù)區(qū)；空間數(shù)據(jù)庫；Geodatabase

中圖分類號：P208

隨著“數(shù)字地球”的提出，數(shù)字化的理念逐漸被人們所接受，數(shù)字自然保護(hù)區(qū)應(yīng)運(yùn)而生[1]。數(shù)字自然保護(hù)區(qū)，可以實現(xiàn)對自然保護(hù)區(qū)的各種信息，包括地理環(huán)境、自然資源、生態(tài)環(huán)境、人文景觀、社會和經(jīng)濟(jì)狀況等，進(jìn)行信息化和智能化的管理，其重要基礎(chǔ)便是構(gòu)建數(shù)字自然保護(hù)區(qū)的空間數(shù)據(jù)庫。

Geodatabase是隨著Esri公司的Arc/Info 8平臺軟件推出的。它是一種新的面向?qū)ο蟮摹⒔y(tǒng)一的、智能化的數(shù)據(jù)模型，不少學(xué)者對其進(jìn)行了深入的研究[2-4]。Geodatabase的應(yīng)用廣泛，如巖溶地質(zhì)數(shù)據(jù)管理、滑坡災(zāi)害數(shù)據(jù)管理等[5-6]。本文擬將該模型應(yīng)用于數(shù)字自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)過程，為數(shù)字自然保護(hù)區(qū)提供數(shù)據(jù)支持。下面就基于Geodatabase模型的數(shù)字自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建設(shè)流程做相關(guān)闡述。

1 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1.1 數(shù)字自然保護(hù)區(qū)Geodatabase模型

根據(jù)Geodatabase模型原理，本文構(gòu)建的數(shù)字自然保護(hù)區(qū)Geodatabase模型如圖1所示。整個Geodatabase數(shù)據(jù)庫可分為要素數(shù)據(jù)集和柵格數(shù)據(jù)集。要素數(shù)據(jù)集包含3類，其中基礎(chǔ)地理信息要素集包括交通道路、河流水系、行政區(qū)劃、保護(hù)邊界等；專題信息要素集包括功能區(qū)劃、土地利用、土壤類型、植被類型、保護(hù)動物分布、保護(hù)植物分布；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要素集包括自然保護(hù)區(qū)各類基礎(chǔ)設(shè)施。遙感影像和DEM等柵格數(shù)據(jù)以柵格數(shù)據(jù)集的形式存儲。

圖1 數(shù)字自然保護(hù)區(qū)Geodatabase模型

1.2 屬性表設(shè)計

屬性數(shù)據(jù)是對空間實體內(nèi)在特征的進(jìn)一步描述，采用二維表格表示。屬性表設(shè)計最重要的是明確空間實體的哪一些特征需要表達(dá)以及采用唯一的標(biāo)識碼與空間實體聯(lián)系。例如對于保護(hù)區(qū)動物這一空間實體，它的特征主要包括動物ID、動物名稱、保護(hù)等級、其他描述等，其中動物ID作為標(biāo)識碼，與空間實體聯(lián)系。

2 空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程

2.1 數(shù)據(jù)輸入

數(shù)據(jù)輸入分為幾何數(shù)據(jù)輸入和屬性數(shù)據(jù)的輸入。幾何數(shù)據(jù)輸入采用掃描矢量化方法。該方法借助ArcMap中ArcScan模塊，跟蹤矢量化掃描圖件。矢量化前，數(shù)據(jù)可能并不具備空間參考信息，因此需利用ArcMap中的Georeferencing模塊對底圖進(jìn)行空間位置配準(zhǔn)，然后定義空間投影。屬性數(shù)據(jù)可通過鍵盤直接在屬性表中輸入。

2.2 數(shù)據(jù)處理

在實際應(yīng)用中，輸入的數(shù)據(jù)往往不符合要求，這就需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。這一步驟主要針對幾何數(shù)據(jù)，其常見的數(shù)據(jù)處理是格式轉(zhuǎn)換。例如功能區(qū)劃要素類型是面狀，而輸入的過程只是輸入了功能區(qū)劃的邊界線要素，因此需要進(jìn)行線轉(zhuǎn)面。轉(zhuǎn)換完成后，還需要進(jìn)行拓?fù)洳殄e，以保證數(shù)據(jù)邏輯性正確。其他的數(shù)據(jù)處理還包括圖形編輯、幾何校正、投影轉(zhuǎn)換、制圖綜合等。

2.3 數(shù)據(jù)入庫

本文采用個人地理數(shù)據(jù)庫（Personal Geodatabase）。該數(shù)據(jù)庫以Access數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其最大容量為2G，可通過ArcCatalog創(chuàng)建，操作簡單，滿足數(shù)字自然保護(hù)區(qū)的數(shù)據(jù)庫要求。

入庫過程分為以下步驟：（1）在ArcCatalog中創(chuàng)建Personal Geodatabase，重命名為“數(shù)字自然保護(hù)區(qū)”；（2）在數(shù)據(jù)庫中，新建3個Feature Dataset，分別是“基礎(chǔ)地理信息要素集”、“專題信息要素集”、“基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要素集”，然后將各shapefile文件導(dǎo)入要素集中；（3）將柵格數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。最后創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫如圖2所示。

圖2 數(shù)字自然保護(hù)區(qū)Geodatabase層次結(jié)構(gòu)

2.4 質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)入庫后，需要進(jìn)行質(zhì)量控制檢核，只有符合質(zhì)量要求，才有實際應(yīng)用價值。常見方法的有這幾類：（1）在ArcMap中，將空間實體與其屬性表一同顯示，從而檢驗矢量過程中是否存在圖形遺漏、重復(fù)以及屬性不匹配等問題；（2）將要素加載至ArcMap，與原圖進(jìn)行疊加，從而可以判斷是否有圖元遺漏等問題；（3）建立拓?fù)潢P(guān)系檢查圖元存在的邏輯問題，如圖元重復(fù)、懸掛、節(jié)點不達(dá)等，然后通過拓?fù)渚庉嬕愿唬?）對于屬性數(shù)據(jù)，可以將屬性表導(dǎo)出、打印以供檢驗，也可直接在屏幕上進(jìn)行逐表、逐行檢驗。

3 結(jié)束語

基于Geodatabase模型的空間數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理，并以層次方式組織數(shù)據(jù)對象，結(jié)構(gòu)清晰，符合思維習(xí)慣。本文結(jié)合相關(guān)參考資料，將Geodatabase模型應(yīng)用于數(shù)字自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，為自然保護(hù)區(qū)的相關(guān)工作人員提供實踐上的一定參考。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：西南大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715