基于PowerDesigner 的公路工程地理信息平台数据库建模.docx
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1、基于PowerDesigner的公路工程地理信息平台数据库建模冯永玖,童小华,刘妙龙(同济大学 测量与国土信息工程系 上海,200092)摘要:公路工程地理信息平台涉及的海量空间和属性数据结构复杂,利用PowerDesigner组织这些数据、设计数据库模型,便于系统总体规划、能够统一协调数据管理。文章简述了利用PowerDesigner建模的方法,分析了公路工程地理信息平台系统总体结构,探讨了公路工程数据库的组织以及概念数据模型和物理数据模型的建立。通过广东省公路工程地理信息平台数据库建模实践,验证了文中的建模方法。关键词:公路工程地理信息平台;数据库建模;概念数据模型;物理数据模型;Powe
2、rDesignerHighway project geographical information platform database modeling using PowerDesignerFENG Yong-jiu, TONG Xiao-hua, LIU Miao-long(Department of Surveying and Geo-informatics, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract:As the spatial and attribute mass data of highway project are co
3、mplicated,PowerDesigner, an useful CASE Tool, is the best tool to organize these data and design the database models. In this paper,several issues, such as methods of modeling using PowerDesigner, architecture of the platform, organization of highway project data, conceptual data model and physical
4、data model, about highway project database are discussed in detail. By the practice of Guangdong highway project geographical information platform database modeling,the methods of database modeling put forward in this paper are tested. Key Words:highway project geographical information platform;data
5、base modeling;conceptual data model;physical data model;PowerDesigner目前,国内公路工程数据库较多地采用小型关系型数据库系统,如Dbase, FoxBASE, Access,这类系统在存储公路属性数据时,往往缺乏空间数据的支持。鉴于此,本文提出公路工程地理信息平台,采用地理信息系统技术和数据仓库技术来对空间数据库和属性数据库进行统一管理1,采用图形化界面实现智能化的检索和查询、统计和分析,为不同用户提供快速的资料查询与检索,资料重复利用、工程文件快速生成、规划设计支持、数据资料共享与信息发布等服务2。由于公路工程涉及项目繁多、
6、数据量大、关系复杂,且大部分数据具有地理空间特征,因此对其数据库建模是一项复杂而艰巨的任务。结合专业CASE(计算机辅助软件工程)工具,能够将建模难度大大降低,且所建数据库模型完整高效3,4。常用的CASE工具有Rational ROSE、Visio和PowerDesigner等,这三种主要的建模工具各具优势5。Rational ROSE对于开发过程中的各种语义、模型、对象以及流程、状态等描述较好,而对于数据库的开发管理和架构支持却有限。Visio只支持图形语义的描述,只能用来架构空间数据库的图形关系描述,无法生成具体的空间数据库建库代码。PowerDesigner侧重于数据库建模,可以利用图
7、形直观地描述复杂的空间数据模型,从而生成高效的建库代码。PowerDesigner具有灵活的分析和设计特性,允许使用一种结构化的方法有效的创建数据库或数据仓库,而不要求严格地遵循一个特定的方法学。它所提供的直观的符号标识使数据库的创建更加容易,并且使项-基金项目:广东省“十五”重大科技攻关资助项目(2002A10100309)目组内的交流和通信标准化。鉴于公路工程地理平台数据库的复杂性,考虑到这三种主要CASE工具优缺点,选择数据库建模功能最强大、操作简易的PowerDesigner作为建模工具。1 PowerDesigner建模方法公路工程地理信息平台侧重于公路规划设计资料的管理,是智能交通
8、运输地理信息系统(GIS-T)不可或缺的重要部分,由于公路相关数据大部分具有地理空间特征,因此需建立统一的数据库,充分利用GIS技术,通过C/S模式把信息传送至公路规划设计的职能部门,实现公路设计资料管理信息化,使设计人员方便地查询到可以借鉴的设计案例。 基于PowerDesigner的数据模型分为概念数据模型(Conceptual Data Model,CDM)和物理数据模型 (Physical Data Model,PDM),CDM是适合于系统分析阶段的工具,CDM表现数据库的整体逻辑结构,与具体软件或数据储藏结构无关。CDM反映具体项目现实综合信息需求,是最终用户对数据存储的理解,不考虑
9、物理实现细节,只考虑实体之间的相互关系。 PDM是适合于系统设计阶段的工具,建立PDM的主要目的是把CDM中建立的现实世界模型生成特定的DBMS脚本,产生数据库中保存信息的储存结构,保证数据在数据库中的完整性和一致性,表现对象为物理表、主键、外键索引、触发器和相应的数据字典等6,7。在PowerDesigner中,PDM可由CDM自动生成。在描述出完整的概念数据模型后,可以对其进行有效性检验;对于通过有效性检验的概念数据模型CDM,可以直接将其转化为PDM。进一步,根据系统数据库平台选择相应的DBMS,最终通过Generate Database完成数据库的创建。2 公路工程地理信息平台系统结构
10、通过对公路工程相关管理部门、工程咨询部门、规划设计部门进行详尽调查,对公路相关国家规范认真解读,以及对大量的数据、文本、报告和各阶段设计图范例和实例进行归类和分析,提出公路工程地理信息平台系统结构,如图1。平台分为三个子系统:公路工程地理信息系统、公路工程属性数据管理系统和公路工程信息智能查询统计系统。支持平台的数据库包括公路空间数据库、公路属性数据库和相应的元数据库,分别存储公路工程地理空间信息、公路属性数据和参数数据。系统结构在逻辑上对应三层,分别为数据层、业务管理层和操作层。数据层存储平台相关的所有工程数据、空间数据和元数据;业务管理层管理工程相关的各项专题业务;操作层则是提供给用户的通
11、用接口,通过这些接口,可以对数据和业务进行操作。图1 公路工程地理信息平台系统结构图3 系统数据库设计3.1 公路工程数据的组织公路工程数据涉及多个阶段,包括预可行性研究、工程可行性研究、初步设计和施工图设计等四个阶段,而且数据量庞大,如何有效地管理和组织这些数据,是公路工程地理信息平台建立的首要问题。经过详细深入的调研,从实际需求出发,提出了完整的公路工程数据库管理的标准化和规范化方案,即以时间和空间为二维坐标轴来组织公路工程数据,提出了公路工程数据库中的特征参数、数据类型和存储形式,并以实际的公路工程数据验证了可行性。其中时间维指工程信息从项目开始、预可行性研究、工程可行性研究、初步设计和
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