浅议地理信息系统与空间数据库建设
如何进行地理信息系统的空间数据库设计与管理
如何进行地理信息系统的空间数据库设计与管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于存储、管理、分析和展现地理数据的系统。
而地理信息系统的核心组成部分之一就是空间数据库，它是存储地理数据的关键。
本文将就如何进行地理信息系统的空间数据库设计与管理展开讨论。
一、空间数据库的设计1. 数据需求分析在进行空间数据库设计之前，首先要进行数据需求分析。
这一步骤是非常重要的，它涉及到对地理数据使用者的需求进行全面的了解，以确定数据库需要支持的功能和提供的数据类型。
2. 数据模型选择选择合适的数据模型是空间数据库设计的基础。
根据不同的需求，可以选择层次模型、关系模型、对象模型或者面向对象模型等。
在选择数据模型的过程中，要充分考虑数据库的性能、可扩展性和易用性。
3. 空间数据结构设计空间数据是地理信息系统中最核心的数据类型之一。
在设计空间数据结构时，可以选择点、线、面等几何对象来表示地理要素，并且要确定几何对象的属性。
4. 数据库表设计根据数据模型和空间数据结构的设计，进行数据库表的设计。
在设计表结构时，要合理划分不同的逻辑单元，并确定各个属性的数据类型和约束条件。
二、空间数据库的管理1. 数据采集数据采集是获取地理数据的过程。
常见的数据采集方法包括GPS测量、遥感影像解译、地理调查等。
在进行数据采集时，要注意数据的准确性和完整性，确保采集到的数据能符合数据库设计的要求。
2. 数据输入与编辑将采集到的地理数据输入到数据库中，并进行相应的编辑。
数据输入的过程中要尽量避免错误和重复，可以通过数据验证和数据清洗等手段来确保数据的质量。
3. 数据存储与索引将数据存储到数据库中，并对数据进行索引以提高查询和分析的效率。
在进行数据存储和索引时，要考虑数据库的性能和空间数据的特点，选择合适的存储结构和索引策略。
4. 数据查询与分析通过SQL查询语言或者专门的GIS分析工具，进行数据查询和分析。
浅谈GIS空间数据库
浅谈GIS空间数据库摘要空间数据库是GIS的核心。
GIS 所涉及的主要是空间数据，所以对于GIS数据库的大量研究都跟空间数据结构和管理模式相关。
该文概括了国内外空间数据库研究现状与空间数据库的作用。
关键词地理信息系统空间数据库GIS空间数据管理地理信息系统在国民经济各领域有着广泛的应用，特别是“数字地球”的提出，引起了各国政府的高度重视。
这也使得地理信息系统理论面临着前所未有的挑战。
关键性的技术问题之一是GIS空间数据模型的完备性和适应性问题。
实践表明，对现有空间数据模型认识和理解的正确与否在很大程度上决定着GIS空间管理系统研制或应用空间数据库设计的成败，而对空间数据模型的深入研究又直接影响着新一代GIS系统的发展。
因此，现在的GIS软件都在朝集成结构的空间数据库技术方向发展，将空间数据和属性数据全部存储在数据库中。
在目前的采用集成结构的商用空间数据库软件中，应用最广泛的当属SDE,它能将各种数据存放在关系数据库或对象关系型数据库管理系统中。
另外，由于面向对象数据库更适合于存储多维的空间数据和多媒体数据，并适合各种数据的复杂表示，许多科研机构都在进行将所有数据集成于面向对象数据库的研究[1]。
1 国内外研究现状1.1 国外GIS 空间数据管理系统发展现状国外的GIS 空间数据管理系统建设始于70 年代。
至今，在美国及西方发达国家，GIS 空间数据管理的应用系统被广泛地应用于城市规划建设、资源保护与环境保护、灾害预测预报、投资评价与评估、政府公共事务管理和国防建设等诸多领域。
在政府GIS 建设方面，美国的政府机关几乎都用政府GIS 空间数据管理系统来管理公共事务，主要包括资源开发与环境保护、防汛与抗灾减灾、城市规划与人口管理和农业生产建设等应用领域，取得了显著的经济效益和社会效益。
以“人口普查”为例，美国用户可以通过地图查看到各个州、县的人口数量和人口构成[2]。
德国已建成面向政府领导机关的政府GIS 空间数据管理系统，包括地图制图系统、土地利用系统和军事地形系统，这些系统广泛应用于城市道路规划与治理、环境保护和焦点经济问题的分析与决策等应用领域，为德国政府建设GIS空间数据管理系统提供了有效的GIS 空间数据支撑。
试论地理信息系统与空间数据库建设
试论地理信息系统与空间数据库建设作者：张春奎来源：《科学与信息化》2019年第31期摘要随着我国国土空间管理的加强、空间数据在各行业应用的不断深入，空间数据库在各类地理信息系统中的作用越来越大。
加强对空间数据库的建设已经成为当前地理信息系统建设最重要的组成部分。
如何将现有空间数据库和地图数据库有效统一，在满足空间大数据服务需求的基础上，提升空间数据库在制图中的效率，需要地理信息技术的不断进步和数据标准的统一。
本文介绍了当前地理信息系统和空间数据库的建设内容，分析了空间数据库和地图数据库优缺点，提出了我国空间数据库建设建议。
关键词地理信息系统;空间数据库;建设;研究空间数据库是地理信息系统建设的核心和基础，空间数据库包含了多种测绘地理信息数据，而地理信息就只有一种地理数据所组成。
在多数情况下，很多人都无法分清空间数据库和地图数据库，导致这两种技术都无法在地理信息系统中发挥自身的作用。
所以，必须要明确这两种技术自身的含义，找出其中存在的问题，对其进行解决。
1 地理信息系统1.1 内容地理信息系统从本质上来说，就是利用科学技术将社会、军事等多个方面的信息和地理信息进行结合，进而来获得更大的價值。
地理信息系统主要是以信息作为发展基础，关系型数据作为整体结构。
地理信息系统不仅仅是生成相应的地图，而是通过对地理信息系统的有效整合，进而管理、分析相应的信息[1]。
1.2 制图能力随着地理信息技术的发展，地理信息系统所具有的地图制图能力不断增强，能够根据不同的场景进行更换，执行缩放、浏览等等操作，能为其提供较为专业的服务，但是自身还是需要人工操作。
虽然当前的信息技术较为发达，但是依然无法有效满足社会对于高质量地图的要求，这就产生了现有地理信息系统技术与社会需求之间的矛盾。
在这样的情况下，制定合理的方案是非常重要的。
而地图数据库作为为地理信息系统提供数据的重要方法，对于地理信息系统来说，建立地理信息库并不是永久，只是暂时的维护。
空间数据库与地理信息系统的集成研究
空间数据库与地理信息系统的集成研究随着科技的进步和数据的爆炸式增长，空间数据库和地理信息系统（GIS）的集成被赋予了越来越重要的意义。
空间数据库是一种专门用于存储和处理具有空间属性的数据的数据库系统，而GIS则是用于对空间数据进行分析、查询和可视化的工具。
通过集成这两个领域的研究，可以实现更高效、准确的空间信息管理和分析。
一、空间数据库的特点及应用空间数据库与传统数据库相比，具有以下几个特点。
首先，空间数据库存储的数据具有地理坐标等空间属性，可以用点、线、面等方式表示地理要素。
其次，空间数据库支持空间查询，可以进行距离、缓冲区等空间分析。
再次，空间数据库支持时空数据的管理，可以进行时间序列查询、历史数据回溯等操作。
最后，空间数据库可以与其他数据库进行集成，实现跨领域的数据共享与应用。
空间数据库的应用领域广泛。
在城市规划领域，利用空间数据库可以进行城市土地利用调查和分析，优化城市道路、设施的布局等。
在资源管理和环境保护方面，空间数据库可以用于监测和分析自然资源的分布、水体的污染状况等。
在交通运输领域，空间数据库可以进行交通拥堵状况的模拟和优化，提高交通运输的效率。
另外，空间数据库在公安、灾害预警、农业等领域也有重要的应用。
二、地理信息系统的特点及应用地理信息系统（GIS）是一种用于管理、分析和可视化地理空间数据的技术系统。
它可以将各种地理要素如地形、水系、道路等数据进行整合，并将其与其他非空间数据进行关联。
GIS的主要特点包括数据多样性、空间分析能力和可视化表达能力。
GIS在不同领域有着广泛的应用。
在城市规划中，GIS可以为城市建设提供科学、准确的数据支持，实现城市规划的智慧化。
在环境保护领域，GIS可以帮助监测和分析环境污染物的分布及其对生态系统的影响。
在农业领域，GIS可以进行种地优化、土壤湿度监测等，提高农作物的产量和质量。
此外，GIS还在公共安全、电网管理、运输等领域有重要的应用价值。
三、空间数据库与GIS的集成研究由于空间数据库和GIS的相似性，二者的集成研究已成为当前的热点课题。
空间数据库与地理信息系统设计技术
空间数据库与地理信息系统设计技术地理空间信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是将空间数据与非空间数据相结合，进行高效管理和分析的技术平台。
在GIS的实现过程中，空间数据的获取、处理、存储、管理、分析和展现均离不开空间数据库的支持。
因此，空间数据库技术是GIS实现的重要基础之一。
一、空间数据库概述空间数据库是一种特殊的数据库管理系统，主要用于地理空间数据的存储、管理和分析。
它不同于传统的关系型数据库，能够有效地管理和分析地理空间数据，并在地图展现、空间分析和辅助决策等方面发挥作用。
常见的空间数据库产品有Oracle Spatial、PostGIS、ArcSDE等。
空间数据库主要解决的问题是地理数据的存储和查询。
传统的数据库相对于空间数据库来说，存储的数据主要是文字、数字、日期等类型数据。
当需要对其进行空间分析时，就需要自己编写算法来实现。
在空间数据库中，数据类型不仅包括文字、数字、日期等常规数据类型，而且包括空间数据类型，最常见的就是点（Point）、线（Line）和面（Polygon）。
二、空间数据库与地理信息系统的关系空间数据库是地理信息系统实现的基础之一，它负责存储地理数据，地理信息系统则通过各种方法对这些数据进行分析、处理、可视化等操作，以提供用户需要的特定信息。
在GIS系统中，空间数据库主要承担的是数据的存储和管理工作。
GIS系统的工作涉及到地理信息的采集、处理、分析、表达和输出等环节，在这其中，空间数据库是一个非常关键的环节。
空间数据库作为GIS系统中最基本的组成部分，它的性能、规模和数据质量直接影响到GIS系统的功能和使用效果。
三、空间数据库设计技术空间数据库设计技术是空间数据库应用的关键，具有很大的实际应用价值。
空间数据有其复杂性和特殊性，设计好的空间数据库应该能够完美地满足用户的操作需求，缩短开发周期，并提高GIS系统的稳定性和性能。
浅谈数据库与地理信息系统
浅谈数据库与地理信息系统针对目前市场上对数据库系统及GIS的认识，笔者通过对数据库系统、GIS 的概念，阐述两者之间的关系以及发展方向，阐明目前大家对数字化概念的认识及要求，与建库、GIS的区别，从数字图到建库、GIS还有大量的工作，根据经济发展不平衡，不可攀比，因地制宜，应时制宜，达到化少钱办实事的效果。
未来信息化的发展，将超出人们的想象，立足眼前，展望未来，“数字地球”、“数字区域”、“数字城市”是总的方向。
按权威人士的理论提出发展方向。
标签数据库系统；GIS；信息化进程；发展方向随着科学技术的迅猛发展，测绘已从模拟到数字；从静态到动态；从传统的“三仪”（水准仪、经纬仪、平板仪）到今天的“3S”（GPS、GIS、RS）已是一场革命，在短短的几年中，已发生了质的飞跃。
特别是地理信息系统（GeographicalInformatiamSystem，GIS以简称GIS），有了快速发展，并被相关行业和政府部门所认识。
GIS是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学、环境学、空间科学、信息科学、管理科学等多门学科为一体的新兴科学。
步入21世纪以来，GIS正向集体化、产业化和社会化方向迈进，得到了前所未有的发展，在科技界、企业界推广应用，提高了人类处理和分析有关地球、社会与经济的动力。
由于谈及GIS，必然引出数据库的概念，它是信息系统基本且重要的组成部分。
下面从概念、关系、现状、发展几方面讨论。
1 概念地理信息：指地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等文字、数字、图像和图形的总称。
从地理实体到地理数据再到地理信息的发展，反映了人类从认识物质到认识信息有了巨大飞跃。
地理信息系统（GIS）：据有关资料表明，世界各国学者对此有不同的理解或叫法，但我国大体认同的是美国联邦数字地图协调委员会（FIC-CDC）关于GIS的定义；GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
如何进行地理信息系统的空间数据库设计
如何进行地理信息系统的空间数据库设计地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为一种集成多种数据和空间信息的信息系统，已经广泛应用于城市规划、自然资源管理、环境保护、交通规划等领域。
而空间数据库设计是GIS中非常重要的一部分，它涉及到数据的组织、存储和处理，直接关系到GIS的性能和效率。
本文将探讨如何进行地理信息系统的空间数据库设计。
一、需求分析在进行空间数据库设计之前，首先需要进行需求分析，明确系统所需要存储的数据种类和数据量。
根据用户的需求，确定需要存储的地理对象类型，例如建筑物、道路、河流等。
同时还需要考虑数据的更新频率以及对数据的访问需要。
二、数据模型选择在设计空间数据库时，需要选择适合的数据模型。
目前常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
根据具体的需求和现有技术水平，选择合适的数据模型。
一般来说，关系模型是较为常用的一种模型，它可以通过表格来存储地理空间数据和属性数据，方便数据的管理和查询。
三、空间索引设计在地理信息系统中，空间索引是提高查询效率的关键。
通过适当的空间索引设计，可以大幅提升数据查询的速度。
常用的空间索引方法包括R树、四叉树和网格索引等。
根据系统的特点和查询需求，选择合适的空间索引方法，并进行索引的构建。
四、数据存储与组织在进行空间数据库设计时，需要考虑数据的存储和组织方式。
一般来说，可以采用关系型数据库进行数据存储，并建立合适的表结构。
对于大规模的地理空间数据，可以考虑采用分布式存储方式，将数据分布在不同的物理节点上，提高系统的扩展性和性能。
五、数据完整性与一致性地理信息系统的空间数据库中通常涉及大量的数据，因此需要确保数据的完整性和一致性。
在进行数据插入、更新和删除时，需要进行相应的约束和验证，确保数据的有效性和正确性。
同时，还需要进行数据的备份和恢复，以防数据丢失或损坏。
六、安全性与权限控制在进行空间数据库设计时，需要考虑数据的安全性和权限控制。
浅议地理信息系统与空间数据库建设
形数据 ，所 保存 的信 息应该 是直 接 、真 实地 反映现 实世界 的
数据 ， 对这些信息的所有加工都是为某～特定需求而进行的。
传统 的地 图数据 库 ，只能够 以比例尺 为信息 工具 ，实现 对于 特定地 点 的机械 定位 ，而空 间数 据库 由于派 出 了真正地 理实
［ ２ ］ 陈秀芳 ． 浅议 地理信息 系统与 空间数据库建设 Ｕ Ｊ ｌ 中国国土资
数据 ，主要 以地 理信息 的形 式表 现 出来 ，包括 属性数 据 和图
据 城管 ”的城市建设 工作 ，奠定坚 实的软实 力基础 。∞ 参考 文献
… １陈秀芳 ． 浅议 地理信 息 系统与空间数据库建设 勘察科 学技
术 ２ ０ １ ２ １ （ ２ ） ： ４ ７ — ５ ０ ．
是地 理信 息系统 中的基础 与核心 元素 ，对于城 市范 畴 中的所 有空 间数 据 ，起 着全 方位 的管理 作用 。空 间数 据库 管理 的对
的基本途径
虽 然我 国在地 理信息 系统 与空间数 据库建设 的发 展历程
中， 已经存 在 了 ２ ０多年 的研 究 历程 ，但 如 欲 改变 停滞 不 前
类 地图产 品 。
数 据库 的取代 ，在不 久 的将 来定 能实 现 。因此 ， 目前相 关科
研 部 门应 当在 空 间数据库 统一 的基础 上 ，研 究解 决地 理数据 的符号化 问题 、图形 的 自动 提取 与 自动综合 问题 ， 为打造 “ 数
２ ． ２ 空 间数 据 库较 之地 图数据 库 的优 势 。空 间数据 库 的
三 、 我 国 发 展 地 理 信 息 系 统 与 空 间 数 据 库 建 设
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浅议地理信息系统与空间数据库建设
摘要：该文阐述了在地理信息系统建设过程中,地图数据库、空间数据库的作用
与差别。
针对我国现阶段地理信息系统建设的现状,分析了现阶段同时建立与维护
空间数据库与地图数据库的必要性。
指出了随着空间数据库技术的发展,空间数据
库最终将取代地图数据库,同时提供多比例尺地图服务及各种时空尺度的地理信息
服务。
一、地理信息系统与空间数据库的相关简介
地理信息系统又称“地学信息系统”，是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分
布数据进行加工处理的技术系统。
而所谓的空间数据库，正是以空间数据为基础，力辅这以计算机硬件力量的支撑和扶持，实现对相关数据的处理活动，以实现提
供空间动态层面的多元化，从根本上提升城市服务的质量的一种技术操作手段。
空间数据库是地理信息系统中的基础与核心元素，对于城市范畴中的所有空间数据，赶着全方位的管理作用，通过对地图的数据化处理，进而实现对各种信息的
系统化储存。
二、空间数据库的特点
GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间
数据有以下特征。
空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。
除了通用数据库管理
系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。
非结
构化特征:空间数据不满足结构化的要求。
将一条记录表达一个空间对象时,它的
数据项有可能是变长的。
例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个
对象也可能包含另外的一个或多个对象。
空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑
信息表达了多种的空间关系。
该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询
和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。
海量数
据特征:空间数据库是海量数据。
由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块
或者图幅,垂直方向上分层来组织。
由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关
系数据库系统难以满足要求。
而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用
文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。
但是存在的问
题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并
发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。
所以GIS开发商一直在寻找
商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。
三、空间数据库构建中的数据分析
空间数据库在实际构建前需对设计的用途以及应用对象进行确认，确保
空间数据分析能够为数据库的构建奠定良好的基础。
具体数据分析过程中主要体
现在三方面，即：首先，做好数据库应用对象的调查工作。
通过对应用对象的调
查了解信息的需求以及信息处理内容，以此为依据确定空间数据库的构建目标。
其次，对数据研究范围进行确定，主要包括区域边界与地理控制点两方面。
最后，保证源数据的准确性。
为使空间数据库中的数据具有参考价值，需注意综合考虑
调查资料与其数学精度，如地物间是否在逻辑上保持一致或图面的相关表示是否
准确等。
尤其要求在构建前应使各坐标系统进行统一，避免出现数据不统一的情况。
四、空间数据库分类
空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。
矢量数据用点、线、面等来描
述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。
栅格数据用一
定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。
以前矢量数据以其数
据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多
的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。
国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量
数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。
现在栅格
数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为
减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。
五、我国的空间数据库建设问题与改进策略
5.1我国现行基础空间数据库的建设过程
我国在建设地理信息系统的初期，很多人由于对数据库这一概念理解不透彻，导致把地理数据库和空间数据库弄混淆，所以在两个数据库中分别含义对方的数
据信息。
还有一些空间数据库在设计初期不合理，无法满足地图数据库的要求。
为此，在以后的建设过程中采用直接对已有地形图进行数字化，或者在进行地形
图生产的同时，利用同一数据源，采用与地形图相同的地理要素建立空间数据库。
5.2现有空间数据库建设存在的问题
由于人们对两个数据库理解的不够透彻，所以在空间数据库后期制作方面也
出现了诸多问题。
常常出现在同一个区域利用逻辑关系把相关的地理信息分隔开来；在数据库中记录信息不全面，设计结构不合理；在数据库中存在大量人工处
理过的地理信息。
这样不仅给数据空间带来很大的负担，而且还降低了提供地理
信息系统的应用能力。
5.3未来空间数据库建设思路
在充分了解地图数据库和空间数据库之后，知道它们是两种完全不同的数据库。
为此，在以后的建设中要集中到这两个方面：其一，对空间数据库的更新和
改造。
从不同角度出发，提高提取地理信息的速度，数据的精度和准确度；加强
管理，对每一条信息进行有效操作；加强对信息的安全把控，防止数据泄露，并
进行有效分类，统一标准。
其二，对地图数据库的建立和更新。
明确地图的符号化，统一标准，提高对数据的挖掘能力，加强地图制图综合能力。
当这些问题都
得到解决时，就证明了地理信息系统在技术方面有了很大的提高，在信息储存方
面也可以及时的更新，不用在大量积攒无用的信息。
六、我国发展地理信息系统与空间数据库建设的基本途径
虽然我国在地理信息系统与空间数据库建设的发展历程中，已经存在了20
多年的研究历程，但如令人欲改变停滞不前的初级阶段，仍然需要基本途径的转
换和更新。
第一，要在新兴的空间数据库的工作上，夯实其更新创造的基础。
更
新空间数据库，主要包括实现对地理信息速度和精确度的增长，自动化程度的增强，同时也要促进数据系统的人为管理。
第二，对于传统通用的地图数据库，也
要进行适度的改造，对于地图数据库中的系统功能的优化，主要包括三个方面：
图形的符号化动作，以便解决地理信息的合理表示问题；地图制图综合，提升对
于特殊地理空间的准确定位；以及数据挖掘能力，从宏观上实现对城市面貌局的
把握与熟稔。
只有解决了这三个问题，方可验证地理信息系统技术自身性能的提升，并宣告彻底告别图库保存的传统时代，而且备了与大数据时代直接轨的实力
和条件。
结语：
由于初期对空间数据库和地图数据库的认识能力不足，导致在操作中常常出
现偏差。
随着科技的发展，虽然在很大程度上弥补了初期的不足，但还是没有达
到空间数据统计的实际需求，现阶段的空间数据库很大一部分都不具备图式规范
标准。
基于此，要求数据统计部门要对数据库的基础模式进行统一处理，这样也
更加容易解决地理数据库中常会出现的问题，逐步深化地理数据中符号化的问题，积极做好对地图数据库和空间数据库的更新和完善工作，争取做到制作出来的地
图与客观环境统一，并及时作出反馈。
参考文献：
[1]吴相林．浅议地理信息系统与空间数据库建设[J]．勘察科学技术，2017，
(02)：47—50．
[2]吴冀湘．浅议地理信息系统与空间数据库建设[J]．信息系统工程，2015，(10)：46．
[3]周锋．地理信息系统空间数据库技术分析研究[D]．东北林业大学，2009．
[4]刘志静．省级基础地理信息数据库系统的研究[D]．河北师范大学，2008。