空间数据库上机实验报告

一、建立Geodatabase数据文件

1、新建一个Geodatabase：

如图1.1所示：在ArcCatalog环境下新建一个名为“Personal Geodatabase”的数据文件。

1.1 建好的Geodatabase数据文件

2、新建要素集：

在Personal Geodatabase下，新建一个shanghai要素集，定义坐标系统为高斯投影（如图1.2所示），单位为米，精度为1。

1.2 创建要素数据集

3、新建要素类：

在shanghai要素集中，新建一个parcel和pole要素类， parcle的Shape字段类

型为polygon，新增字段 parcel_name（文本型）、 owner_name （文本型）；pole的Shape 字段类型为点类型，新增三个字段：类型（短整型）、高度（短整型）和管理部门（文本型）。

1.3 创建parcel要素类

1.4 创建pole要素类

4、新建表：

如图1.5所示，在Personal Geodatabase下，新建一个owner表，新增字段name （文本型）、age （短整型）

1.5 创建owner表

二、创建子类

1、新建子类：

单击鼠标右键，打开pole要素类的属性表，选择子类选项卡，根据type字段创建pole类型子类，包括Wood、Steel和Cement。

图2.1 pole要素类新建子类

2、对子类赋值：

如图2.2所示，在ArcMap环境下通过列表框选择对要素子类进行赋值。

图2.2 pole要素类赋值

三、按子类定义pole要素类的域：

1、打开Geodatabase的属性表，定义三个域：Wood_pole高度域（短整型），20—30ft；Steel_pole的高度域（短整型），30—50ft；pole的管理部门域（文本），市管，区县管。

图3.1 按子类定义pole要素类的域

2、打开pole要素类属性表，定义高度和管理部门字段的域，其中，高度按子类定

义。

图3.3 定义高度和管理部门字段的域

3、检查输入的要素的有效性：

在ArcMap环境下，对选中点进行属性编辑，其中管理部门只能在市管和区县管两个值中选择；输入的高度值是否有效，通过Validation（验证要素）命令对选中的要素进行有效性检验。

图3.4 输入pole要素类的高度值

图3.5 验证选中的要素的有效性

四、建立拓扑

1、拓扑一：Must be covered by boundary of（点必须在多边形边界上）

新建两个图层（Building_place、Boundary_point），如图4.1.1所示，在ArcCatalog 环境下在shanghai要素集下建立“Must be covered by boundary of”的拓扑关系。

地籍测量工作中，往往要涉及地籍资料建库，而地籍资料建库的时候必须保证界址点在界址线上，不在宗地边界上的界址点都是无效的。建库时，多边形要素边界代表宗地边界，点要素表示界址点，不满足该规则的点被标注出来（如图4.1.2所示），不满足规则的点可通过将点移到多边形要素的边界上（如图4.1.3所示）。

图4.1.1 创建“Must be covered by boundary of）”的拓扑关系拓扑关系验证：

图4.1.2 “Must be covered by boundary of）”拓扑关系验证结果修正此规则下的拓扑错误的常用方法为：将错误点删除或是移动错误点至多边形边界上。

拓扑修改：

图4.1.3 修改后的结果

2、拓扑二：Must be properly inside polygons（点要素必须在多边形要素内，不包含点在边界上的情况）

新建两个图层（用户、燃气管网），如图4.1.1所示，在ArcCatalog环境下在shanghai 要素集下建立“Must be properly inside polygons”的拓扑关系。

在实际生活中，对于城市燃气管网系统而言，线要素代表燃气管线，点要素表示每个用户，每个用户都只能在燃气管线的端点节点上，不能在线之外，不满足该规则的点要素被标记为错误（如图4.2.2所示）。

图4.2.1 创建“Must be properly inside polygons）”拓扑关系拓扑验证：

图4.2.1 “Must be properly inside polygons”拓扑关系验证结果出现拓扑错误可通过将错误点删除或移到线要素的端点上来更正（如图4.2.3所示）。

拓扑修改：

图4.2.3 修改后的结果

3、拓扑三：Point must be covered by line（点要素必须在线要素之上）

新建两个图层（输电线、电塔），如图4.3.1所示，在ArcCatalog环境下在shanghai 要素集下建立“Point must be covered by line”的拓扑关系。

输电线路，变压器、输电塔或者变压站可以看作是一个点要素，输电线路看作是一个线要素，变压器、输电塔或者变压站必须在整条输电线路上，不能在线之外，不满足该规则的点要素被标记为错误（如图4.3.2所示）。

。

图4.3.1 创建“Point must be covered by line”拓扑关系

拓扑验证：

图4.3.2 “Point must be covered by line”拓扑关系验证

拓扑错误的修正方法为删除错误点或将错误点移到线要素上来更正。

拓扑修改：

图4.3.3 修改后的结果

4、拓扑四：Must be properly inside polygons

新建两个图层（县行政区范围、县委大楼），如图4.4.1所示，在ArcCatalog环境下在shanghai要素集下建立“Must be properly inside polygons”的拓扑关系。

点要素必须在多边形要素内，在边界上不合格.县行政区为多边形，县委大楼为点要素，县委大楼一定要在该县的所辖范围内，不能在该县所辖范围之外，不满足该规则的点要素被标记为错误（如图4.4.2所示），修正的方法为将错误点删除或移动到多边形要素内（如图4.4.3所示）。

图4.4.1 创建“Must be properly inside polygons”拓扑关系拓扑验证：

图4.4.2 “Must be properly inside polygons”拓扑关系验证拓扑修改：

图4.4.3 修改后的结果

5、拓扑五：Must not overlap（不允许线要素有重叠）

新建一个图层（高速公路线），如图4.5.1所示，在ArcCatalog环境下在shanghai 要素集下建立“Must not overlap”的拓扑关系。

例如，两条独立的高速公路不能相交或者重叠，违反规则的地方将产生点错误（如图4.5.2所示）,修正的办法是将不需要的线段截断，再删除。

图4.5.1 创建“Must not overlap”拓扑关系拓扑验证：

图4.5.2 “Must not overlap”拓扑关系验证拓扑修改：

图4.5.3 修改后的结果

6、拓扑六：Must not intersect（线与线不能相交）

新建一个图层（高铁轨道线路），如图4.6.1所示，在ArcCatalog环境下在shanghai 要素集下建立“Must not intersect”的拓扑关系。

例如，在做高铁线路规划选线时，对于双向、单行的高铁轨道正线线路，是不能相交的，将两条高铁线路看做两条直线，违反规则的地方将产生点错误（如图4.6.2所示）,出现错误后，修正的方法是重合处合并或相交处打断（如图4.6.3所示）

图4.6.1 创建“Must not intersect”拓扑关系

拓扑验证：

图4.6.2 “Must not intersect”拓扑关系验证

拓扑修改：

图4.6.3 修改后的结果

7、拓扑七：Must be covered by boundary of（线要素必须被多边形要素的边界覆盖）

如图4.7.1所示，新建一个图层（房屋边界线），在ArcCatalog环境下在shanghai 要素集下建立“Must be covered by boundary of”的拓扑关系。

地籍测量相关规范规定，每块宗地的权属线必须在这块宗地的权属边上，在地籍测量内业检查工作中，可以通过Must be covered by boundary of（线要素必须被多边形要素的边界覆盖）这一拓扑来判断外业数据的可靠性和可用性，出现违反规则的地方数据将产生错误（如图4.7.2所示），修正的方法是删除不在多边形要素边界线上的线要素或者将错误的线要素移到多边形要素的边界上。

图4.7.1 创建“Must be covered by boundary of”拓扑关系拓扑验证：

图4.7.2 “Must be covered by boundary of”拓扑关系验证拓扑修改：

图4.7.3 修改后的结果

8、拓扑八：Must not overlap

如图4.8.1所示，新建一个图层（宗地），在ArcCatalog环境下在shanghai要素集下建立“Must not overlap”的拓扑关系。

同一多边形要素类中多边形之间不能重叠，主要是指同一图层之间的拓扑关系，不涉及到其他图层。例如不同的宗地可用一个面状要素来表示，不同的宗地之间不能有重叠相交的部分。通过“Must not overlap”可以方便检查宗地图中的错误，修正的方法是将重绘多边形要素或者将两个相交的多边形要素分开，如图4.8.2所示。

图4.8.1 创建“Must not overlap”拓扑关系

拓扑验证：

图4.8.2 “Must not overlap”拓扑关系验证

图4.8.3 修改后的结果

9、拓扑九：Must not have gaps

如图4.9.1所示，新建一个图层（土地利用类型图图斑），在ArcCatalog环境下在shanghai要素集下建立“Must not have gaps”的拓扑关系。

多边形之间不能有空隙（同层之间的拓扑关系）。例如：一张土地利用图应该是被图斑填满的，中间不能有一丝间隙。土地利用类型图图斑可被视为一个个面要素，如图4.9.2所示通过该规则便可检查所画的图斑是否合格，修正错误的方法为重绘错误的多边形或者将多边形移至另一个多边形的边界上。。

图4.9.1 创建“Must not have gaps”拓扑关系

4.9.2 “Must not have gaps”拓扑关系验证结果

拓扑修改：

图4.9.3 修改后的结果

10、拓扑十：Must be covered by

如图4.10.1所示，新建两个图层（建筑物、宗地），在ArcCatalog环境下在shanghai 要素集下建立“Must be covered by”的拓扑关系。

每个多边形要素都要被另一个要素类中的单个多边形覆盖（层与层之间的拓扑关系）。例如，建筑物多边形必须在宗地多边形内，不能出现跨越。如图4.10.2所示通过该规则，便可检查图形是否符合要求。出现拓扑错误后，，更改错误的方法为将不符合规则的多边形要素删除，或者通过移动多边形要素使错误的多边形要素移至另一个多边形上，使之覆盖。

4.10.1 创建“Must be covered by”拓扑关系

拓扑验证：

4.10.2 “Must be covered by”拓扑关系验证

拓扑修改：

图4.10.3 修改后的结果

五、几何网络的建立

1、新建简单边要素类和连接点要素类：

新建一个简单边要素类，名为power_line，添加字段type，然后定义三个子类（高压线、中压线、低压线），如图5.1所示：

图 5.1 power_line要素定义三个子类

然后新建一个连接点要素类，名为utility，添加字段type，然后定义四个子类（发电厂、升压器、降压器、用户），如图5.2所示：

图 5.2 utility要素定义四个子类

2、新建几何关系网络

如图5.3所示，按以下规则建立power_line和utility之间的几何关系网络：A、中压线通过升压器和高压线连接；B、高压线通过降压器和低压线连接；C、中压线可以和发电厂、升压器连接；D、高压线可以和升压器、降压器连接；E、低压线可以和降压器、用户连接。

图 5.2 utility要素定义四个子类