S67地质图空间数据库标准含实际工作注释.docx
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S67地质图空间数据库标准含实际工作注释
中国地质调查局发布
××××-××-××实施
××××-××-××发布
数字地质图空间数据库标准
DigitalGeologicalMapSpatialDatabaseStandards
(送审稿)
(本稿完成日期:
2005年7月)
DD/T2005—××××
××
中华人民共和国中国地质调查局行业标准
ICS
备案号:
前言
本标准根据地质调查数据产品生产的需要及以往数据模型建模的实践,基于地理信息应用模式规则(ISO19109)与地理信息空间模式(ISO19107)、以ESRI的地理数据库描述框架、UML和关系数据库规范化理论为基础,采用面向对象(地理数据库模型)的建模技术,在空间数据模型研究的基础上,建立反映数字地质图数据(实体)、数据(实体)之间的联系以及有关语义约束规则的形式化表述,为数字地质图数据的共同理解提供基础。
本标准建立了15个基本要素类,8个综合要素类,12个对象类,5个独立要素类。
本标准文档包括三大部分:
第1~6章,主要讲述标准的范围、一致性保证、术语、定义、缩写、符号约定和标准制定的总体原则;
第7~10章,数字地质图空间数据库概念模型、类图设计和描述地质图对象与要素类的具体规定;
本标准的附录A、附录B、附录C和附录D为规范性附录,附录E、附录F和附录G为资料性附录。
本标准由中国地质调查局提出并负责解释。
本标准起草工作由中国地质调查局发展研究中心负责。
本标准的主要起草人:
李超岭、张克信、于庆文、其和日格、朱云海、葛梦春、杨东来、李丰丹、刘畅、李景朝、吕霞等。
数字地质图空间数据库标准
范围
本标准规定了关于数字地质图数据(实体)、数据(实体)之间的联系以及有关语义约束规则的形式化描述规则,对组成数字地质图的数据项,以及每个数据项的编码、数据类型、数据长度、约束条件和数据项的填写方法给出了具体规定,适用于建立地质图空间数据库,为地质图数据的共同理解提供基础。
本标准适用建立1/50000和1/250000区域地质调查地质图空间数据库。
其他比例尺的地质图空间数据建库可参考执行。
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T9649.XX-XXXX地质矿产术语分类代码(含GB/T9649.1-35)
GB/T17412.1-1998《岩石分类和命名方案火成岩岩石分类和命名方案》
GB/T17412.2-1998《岩石分类和命名方案沉积岩岩石分类和命名方案》
GB958-99区域地质图图例
GB/T13989-92国家基本比例尺地形图分幅编号
GB/T13923-92<国土基础信息数据分类与代码>
《中国地层指南及中国地层指南说明书》(全国地层委员会,2001)
《国际地层指南地层分类、术语和程序》(国际地层委员会,2000)
《中国区域年代地层(地质年代)表》(全国地层委员会,2002)
ISO19116地理信息要素编目方法
ISO19117地理信息图示表达
术语和定义
11.1 地理数据库模型thegeodatabasedatamodel
把实体表示为对象,具有属性、行为和关系。
支持简单对象、地理要素(具有空间位置的对象)、网络要素(与其他几何要素集成的对象)、注释要素等对象类型。
是一种按照模型和规则组织起来的地理要素数据集。
11.2 要素类featureclasses
具有相同几何类型和相同属性的要素的集合。
11.3 综合要素类synthesizedclasses
具有相同几何类型和相同属性的要素的集合。
通常由一个至多个要素组合而成,它与要素类的关系不具拓扑关系,是覆盖关系。
11.4 对象类objectclasses
在地理数据库中,把实体分为对象。
把非空间几何类型的对象称为对象类。
对象类在地理数据库中是一个存储非空间数据的表。
11.5 要素数据集featuredatasets
共享空间参考系统的要素类的集合。
11.6 对象数据集objectdatasets
一组对象类的集合。
11.7 独立要素类independencefeatureclasses
一个不属于任何要素数据集的要素类。
其特点是独立要素类需要建立自己的空间参考坐标系统,并设定自己的投影系统参数和/X/Y域。
11.8 综合要素数据集synthesizedfeatureclasses
共享空间参考系统的综合要素类的集合。
11.9 关系relation
描述对象之间(包括空间对象之间、非空间对象之间以及空间对象与非空间对象之间)的关系。
非空间对象间主要是多重性关系。
根据ISO19109通用要素模型的定义,空间对象类之间主要存在两种关系。
一种是泛化/特化关系,即类继承关系;二是关联。
对象常用的关联又分两种类型:
聚集(分为强聚集、弱聚集)、空间与拓扑。
11.10 关系类relationclasses
一组关系的集合。
11.11 属性attribute
对象的特征。
既可指类型,又可指实例。
属性作为类型时,用名称、数据类型和域等进行描述。
11.12 键key
实体的有些属性不仅仅能够描述,还能唯一地区别。
实体的唯一特性可能通过一个属性来表达,也可能由许多属性组合起来表达。
这些特性称为主键。
当主键由多个特性组成时,则称为复合键。
当有一个主键选择集合时,每种选择都被称为候选键。
11.13 命名空间namespace
命名空间是一组保持唯一的名称。
命名空间就是在逻辑上相关的任何一组名称,而且每个名称都必须唯一。
11.14 子类型subtypes
是指一个要素类所有对象有相同的行为和属性,但并不是所有的对象共享相同的属性域。
当一个要素类的对象使用不同的属性域时,使用不同属性域的对象就构成要素类或表的子类型。
一个对象的子类型是由其子类型代码值决定的,子类型代码以整型字段存储在要素类或表中,每一个子类型在给定的字段可以有它自己的缺省值集合和属性域,并且关联有不同的连接规则。
11.15 域domains
域即属性域,是属性有效值的规则,用于限制在对象类的任何具体属性允许的值。
每个要素类有一个属性域的集合,属性域可分为缺省值、值的范围、代码范围等。
通过对属性域的有效性检查,可减少数据输入的错误。
11.16 有效性规则validationrules
当要素或对象类中的一个要素或对象在所有的属性上具有有效值时,这个对象被称为有效对象;如果其中的一个属性包括无效值,则称为无效对象。
在数据库设计时,通过建立一个或多个有效规则,可以确定如何判断要素类或表中一个特定对象的有效性。
缩写词
SGMap
地质图空间数据库(GeologicalMapSpatialDatabase)
GIS
地理信息系统(GeographicInformationSystem)
GML
地理置标语言(GeographyMarkupLanguage)
OGC
开放GIS联合会(OpenGISConsortium)
UML
统一建模语言(UnifiedModelingLanguage)
URL
统一资源定位符(UniformResourceLocator)
XML
可扩展的置标语言(ExtensibleMarkupLanguage)
RGMAP
数字区域地质填图系统(DigitalRegionGeologicalMappingSystem)
符号约定
本标准采用UML作为模型描述语言,基本约定如下图所示:
图UML使用约定
总则
11.17 本标准根据地质调查数据产品生产的需要及以往数据模型建模的实践,基于地理信息应用模式规则(ISO19109)与地理信息空间模式(ISO19107)、以ESRI的地理数据库描述框架、UML和关系数据库规范化理论为基础,制定地质图逻辑数据模型。
11.18 本标准适用建立1/50000和1/250000区域地质调查地质图空间数据库。
其他比例尺的地质图空间数据建库可参考执行。
不同比例尺地质图具有相同的数据库结构。
11.19 地理数据库模型是本标准的理论基础与参考模型。
11.20 考虑了数据继承的因素,允许用户按规则挂接自己的数据库。
11.21 结合数字填图技术,在完全实现野外路线观测过程的全数字化描述的基础上,以当前第三代地理数据库模型,通过PRB数据流“栈”与不同阶段数据模型的关系(图2),创建PRB数据流“栈”与不同阶段数据模型继承和传递的技术,实现最终解释成果表达与空间数据库建库。
通过野外路线数据库、野外总图数据库、实际材料图数据库、剖面数据库不同阶段数据库的互通(图3)创建地质图空间数据库。
对于在数字填图技术流程的基础上建立地质图空间数据库的技术路线参见资料性附录F。
对于在未采用数字填图技术流程和数字制图的基础上建立地质图空间数据库的技术路线参见资料性附录G。
11.22 命名规则:
命名规则必须清晰反映要素与对象的描述语义,其规则包括以下几个方面:
使用Pascal大小写命名形式。
Pascal大小写命名形式是指名称中单词的第一个字母大写:
GeologicalMap,TopographicalMap。
要素类分类、对象类分类、要素及对象的属性名称、要素及对象的属性值分类和命名空间的名称都应遵循该规则。
如果所使用的软件不支持大小写(如字段名),可以用下划线的方式代替第二个单词的第一个大写字母,如:
Dip_Angle。
如果单词字母过多,可以采用按音节截断缩写,如:
GEOLOGICALPOLYGON缩编为GeoPolygon。
11.23 根据地理数据库模型的特点,在主要要素类中,增加了子类型标识码字段,用以方便地为用户再分类和增加新的属性。
11.24 考虑在具体使用中,有许多地质图已经建立了数据库,特别是还连接了其他数据库,因此在本标准的基本要素类中,保留了原编码。
11.25 地理底图部分按GB/T13923-92<国土基础信息数据分类与代码>执行。
11.26 地质代号与地质年代代号是地质图的重要属性内容之一。
规范化地质代号与地质年代代号表示法见8.6节说明,采用计算机的具体表示法见8.8节说明。
为解决具有大小写、正斜体,上下标等特点的地质代号注释,提供了基于XML的地质代号注释标签描述规则(见规范性附录A)。
11.27 在建立空间数据库的同时,必须建立相应的元数据库。
元数据库建库内容见规范性附录B。
11.28 在提交地质图空间数据库时,需要按单个图幅的地质图空间数据库文件物理存储路径结构存储。
单个图幅的地质图空间数据库文件物理存储路径结构见规范性附录C。
11.29 在本标准中,采用关联、依赖、组合和继承来描述对象之间的关系规则构成的关联集合,必须遵循8.10节编码规则。
地质图空间数据库数据模型整体框架
11.30 地质图空间数据库组织模型
地质图空间数据库组织模型把地质图数据组织成关系型的数据对象:
对象类、要素类、关系类、综合要素类和要素数据集。
数据对象的组织模型和关系见图4。
对地质图数据对象具体说明见资料性附录E
图4地质图空间数据库组织模型
11.31 地质图空间数据库实体关系
地质图空间数据库总体框架见图5,反映了地质图实体之间的关联。
图5地质图空间数据库实体关系
要素类、对象类分类与编码
11.32 地质图数据库分类(GEODATABASE)
地质图空间数据库按比例尺进行分类,其数据库的命名空间原则如下:
SGMAP+比例尺
例如,1/25万地质图空间数据库的数据库名称为:
SGMAP250000
11.33 要素类分类编码规则
按总则第6点要求执行,具体要素类分类编码约定见表1的地质图要素类分类编码。
11.34 对象类分类编码规则
按总则第6点要求执行,具体对象类分类编码约定见表1地质图对象类分类编码。
11.35 综合要素类分类编码规则
按总则第6点要求执行,具体综合要素类分类编码约定见表1综合要素类分类编码。
11.36 要素及对象的属性名称分类编码规则
按总则第6点要求执行,具体要素类与对象类分类编码见第9章。
11.37 要素及对象的属性值分类编码规则
在对象类和要素类中涉及的属性值分类编码按GB/T9649.XX-XXXX地质矿产术语分类代码中的代码填写,涉及以下35个部分:
GB/T9649.1-XXXX地质矿产术语分类代码(宇宙地质学)
GB/T9649.2-XXXX地质矿产术语分类代码(地球物理学)
GB/T9649.3-XXXX地质矿产术语分类代码(火山地质)
GB/T9649.4-XXXX地质矿产术语分类代码(地震地质)
GB/T9649.5-XXXX地质矿产术语分类代码(外动力地质学)
GB/T9649.6-XXXX地质矿产术语分类代码(地貌学)
GB/T9649.7-XXXX地质矿产术语分类代码(大地构造学)
GB/T9649.8-XXXX地质矿产术语分类代码(构造地质学)
GB/T9649.9-1998地质矿产术语分类代码(结晶学及矿物学)
GB/T9649.10-2001地质矿产术语分类代码(岩石学)
GB/T9649.11-XXXX地质矿产术语分类代码(地球化学)
GB/T9649.12-XXXX地质矿产术语分类代码(岩矿鉴定)
GB/T9649.13-XXXX地质矿产术语分类代码(化学分析)
GB/T9649.14-XXXX地质矿产术语分类代码(地史学及地层学)
GB/T9649.15-XXXX地质矿产术语分类代码(古地理学)
GB/T9649.16-1998地质矿产术语分类代码(矿床学)
GB/T9649.17-2001地质矿产术语分类代码(煤地质学)
GB/T9649.18-XXXX地质矿产术语分类代码(石油及天然气地质学)
GB/T9649.19-XXXX地质矿产术语分类代码(海洋地质学)
GB/T9649.20-2001地质矿产术语分类代码(水文地质学)
GB/T9649.21-2001地质矿产术语分类代码(工程地质学)
GB/T9649.22-XXXX地质矿产术语分类代码(地热力学)
GB/T9649.23-XXXX地质矿产术语分类代码(环境地质)
GB/T9649.24-2001地质矿产术语分类代码(地质经济学)
GB/T9649.25-XXXX地质矿产术语分类代码(遥感地质)
GB/T9649.26-XXXX地质矿产术语分类代码(数学地质)
GB/T9649.27-XXXX地质矿产术语分类代码(区域地质调查)
GB/T9649.28-1998地质矿产术语分类代码(地球物理勘查)
GB/T9649.29-1998地质矿产术语分类代码(地球化学勘查)
GB/T9649.30-XXXX地质矿产术语分类代码(矿山地质与采矿)
GB/T9649.31-XXXX地质矿产术语分类代码(选矿与冶金)
GB/T9649.32-XXXX地质矿产术语分类代码(固体矿产普查与勘探)
GB/T9649.33-XXXX地质矿产术语分类代码(探矿工程)
GB/T9649.34-XXXX地质矿产术语分类代码(古生物学)
GB/T9649.35-XXXX地质矿产术语分类代码(测绘学)
11.38 要素及对象的标识号规则
为了减少现有数据库改造的工作量,为保证多幅图拼接后相同图元编号不重码,在数据装载到数据中心时增加一项要素标识号(FEATURE_ID)作为新的主键,编码长度20位,在原图元编码前加11位长识别码。
第1位为采用编码方式A-图幅编码
第2-11位对于采用图幅编码,编码规则如图6:
图6图元编码中第2-11位对于图幅编码规则示意图
第12-20位采用图元编码,按顺序编号。
在数据装载时,由计算机自动加载完成。
对于属性代码可暂时保留原来的属性代码不变,满足领域之间信息空间集成和交换的基本需求。
11.39 地质年代代号与地质体代号与编码规则
地质年代代号与地质代号是地质图的重要属性内容之一。
地质年代代号与编码、地质体代号与编码规则见8.6节。
但采用计算机的具体表示法还须遵循下列规则:
(此代码在958-99里面)
“$”表示上标;
“@”表示下标;
每个标识只对紧邻后一个字母有效,如莲沱组下亚组:
Z1l1表示为Z@1l@1。
11.40 样品类型、化石、同位素编码
B标本
YQ岩石全分析样品
b薄片
DF单矿物分析样品
g光片
ZH组合分析样品
DB定向标本
S水样
GB构造标本
SH水化学分析样
XZ形组分析标本
TR土壤地球化学测量样
YZ岩组分析标本
Y原生晕样
GC古地磁标本
C次生晕样
XF相分析标本
SW水系沉积物样
DL地质力学试验标本
FY风(氧)化带样
XRX_射线衍射分析标本
YL岩(土)力学试验样
CR差热分析标本
WX物性测定样
KW矿物测温标本
T容重样
MY煤岩标本
XT小容重样
HB化石标本
LF粒度(块度)分析样
DH动物化石标本
KX孔隙度测量样
ZH植物化石标本
QT气体分析样
BF孢粉化石标本
LT冷提取样
WS石器文物标本
TZ同位素组成样
Z自然重砂
TW同位素年龄样
SZ水系重砂
UC铀量测量样
RZ人工重砂
SQ射气测量样
YP样品
XU选矿试验样
H基本化学分析样品
YE冶练试验样
GP光谱分析样品
GY工艺试验样
HQ化学全分析样品
WJ外检样
11.41 关系类分类编码规则
地理数据库中对象之间的关联称为关系。
关系可以存在于空间对象(要素类中的要素)之间,非空间对象(表中的行)之间,以及空间对象和非空间对象之间。
在地理数据库中,空间对象以要素类来存储,非空间对象以表来存储,而关系是以关系类来存储。
关系类可以由一个关系规则构成的关联集合(可以用关联、依赖、组合和继承来描述对象之间的关系规则),关系规则控制源类中的那些对象子类型可以同目标类中哪些对象子类型相关联,也可以用于指定所有允许的子类型的有效基数范围。
关系类规则用于限制源要素类或表中的对象类型,是否可以被连接到目标要素类或表中的一个确定类型的对象。
关系类可以用一般的基数建立,例如一对多或多对多,在真实系统内,关系类是特定的。
任何关系类,不管是简单的还是复合的,也不管有什么样的基数(关联),都可以有属性。
具有属性的关系类被存储在数据库的表中,这个表至少包括一个指向源要素类或表的外关键字,和一个指向目标要素类或表的外关键字。
在本标准中,在建立空间数据库时,在建立要素类与对象类的关系类时,必须遵循下列编码原则(即是关系类的命名原则):
关系类名=R+源类
例如:
由沉积(火山)岩岩石地层单位(源类或父类)_STRATA+地质面实体(目标类或子类)_GEOPOLYGON生成的继承关系类,命名应为:
R_STRATA。
即:
_STRATA+_GEOPOLYGON=R_STRATA。
地质图空间数据库要素类、对象类和综合要素类描述与定义
对地质图空间数据库要素类、对象类和综合要素类采用下列要素进行描述与定义:
实体名称:
实体数据的中文名称;
要素类名称:
要素类的中文名称;
对象类名称:
对象类的中文名称;
综合要素类名称:
综合要素类的中文名称;
要素对象与综合要素类编码:
数据项名称的标准化编码;
空间数据类型:
指点线面类型;
数据类型:
指数据存储的类型数据存储的类型,一般包括字符型(C)、单精度数值(S)、双精度数值(D)、长整形(L)、整形等(I),对于特殊系统的数据类型,需要明确说明;
与其他实体的关系:
表示该实体与其他实体的关系,如:
拓扑关系或依赖关系;
数据存储长度:
存储于某一特定系统平台的字节数,为系统默认值;
数据显示长度:
数据用于信息表达的长度,字符型数据说明字符个数,数值型数据说明小数点前后的位数,如F8.2,不确定长度的数据项需明确说明;
约束条件:
确定数据项是否填写,按照以下三类规定,可选(O)、必选(M)、条件必选(C);
默认值/初始值:
确定数据项在初始状态下的值;
值域范围:
明确给出数据项的取值范围;
数据项描述:
对需要进一步说明的数据项进行描述。
对于特殊表达格式的数据项也需在此说明,如多数值表达的分隔符,特殊符号的表达描述等;
主键字名称:
用以标识记录的唯一性,并用于和其它实体进行关联的数据项的名称;
子主键字名称:
和主键字一起用以标识记录的唯一性,并用于和其它实体进行关联的数据项的名称;
索引主键名称:
用于按照一定规律排序的数据项的名称;
注释要素类编码:
注释要素类数据项名称的标准化编码。
11.42 地质图空间数据库对象要素描述及类图设计
11.42.1 组成地质图空间数据库要素与对象类描述一览表
地质图空间数据库要素、对象的分类、描述要素、对象的内容、要素、对象的关系和外挂表描述一览表见表1。
表1地质图空间数据库要素、对象分类及其关系和外挂表描述一览表
序号
所属
数据集
实体
名称
要素与对象
编码
空间数据类型
与其它实体的关系
主键字名称
子关键字名称
注释要素类
编码
实体内容说明
1
基本要素数据集
地质体面实体
_GeoPolygon
Area
_GeoLine
要素标识号、地质体面实体类型代码
_GeoPolygon@
_GeoPolygon.Xml
地质体面实体标识号、地质体面实体代码(地质代码)、地质体面实体名称、地质体面实体时代、地质体面实体下限年龄值、地质体面实体上限年龄值
2
基本要素数据集
地质(界)线
_GeoLine
Line
_GeoPolygon
要素标识号、地质界线(接触)代码
_GeoLine@
_GeoLine.Xml
要素标识号、地质界线(接触)代码(地质代码)(如整合接触、角度不整合接触、平行不整合接触、侵入接触、岩相相变接触、断层接触)、地质(界)线类型(如整合地质界线、角度不整合地质界线、平行不整合地质界线、岩相相变地质界线、推测地质界线、实测地质界线、断层等)、界线左侧地质体代号、界线右侧地质体代号、界面走向、界面倾向、界面倾角
3
基本要素数据集
脉岩(点)
_Dike
Point
要素标识号、脉岩类型分类代码
_Dike@
_Dike.Xml
要素标识号、脉岩分类代码、脉岩名称、脉岩符号、岩性、颜色、结构、构造、主要矿物及含量、次要矿物及含量、与围岩接触面走向、与围岩接触面倾向、与围岩接触面倾角、形成时代、含矿性
4
基本要素数据集
蚀变(点)
_Alteration_Pnt
Point
要素标识号、蚀变类型名称代码
_Alteration_Pnt
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