・北京测绘・ ２０１５年第４期 重庆市园林绿化资源空问数据库设计及建设 向 煜 （重庆数字城市科技有限公司＼重庆市地理信息云服务企业＿Ｔ－程技术研究中心，重庆４０００２０） ［摘要］基于空间数据库建库技术，提出了重庆市园林绿化资源空间数据库的总体设计思路，详细介 绍了采用“数据库一数据集一要素一属性”层次框架构建空间数据库的概念设计、分层设计、属性设计和建库 流程等内容。通过实际应用，验证了这种设计的合理性和实用性，为各地园林信息化的建设提供了较好的参 考和借鉴。 ［关键词］ 园林绿化 空间数据库ＧＩＳ ［中图分类号］Ｐ２０８ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００７—３０００（２０１５）０４—６ １ 引言 数据库为载体，以智能化、空间化应用为主线，遵 循分层聚类的原则，采用“数据库一数据集一要 城市园林绿化资源作为“园林城市”的重要 素一属性”的层次框架，按照统一的标准规范，建 标志，在改善城市生态环境质量、美化市容、调节 立园林绿化资源空间数据体系，实现园林资源信 城市生态平衡中发挥着重要作用［１］。重庆是西 息资源的共享，全面提升园林绿化管理信息化应 部地区重要增长极、长江上游地区的经济中心、 用水平，其总体设计如下： 城乡统筹发展的直辖市，大力开展“山水园林城 ２．Ｉ数学基础 市”建设，是提升重庆综合竞争力、展示重庆城市 统一的数学基础是空间数据库中各种数据 魅力、加快重庆发展的重要战略决策。近些年 能集成应用的前提条件，为满足重庆市园林绿化 来，重庆市园林主管部门越来越重视对园林绿化 管理部门应用实际需求，本次建设平面坐标系采 资源的管理，园林绿化建设迅猛发展，城市园林 用ＣＧＣＳ２０００坐标系，高程系统采用１９８５国家 绿化覆盖率逐年增加，城市环境得到优化。但 是，由于各种绿化调查数据，绿化规划数据，绿化 高程基准。 更新数据，绿化历史数据分散于绿化监察、绿化 ２．２数据规范 规划、绿化养护等部门，给城市园林绿化资源监 （１）数据表命名规则 管、园林绿化资源规划、城市绿化建设审批等工 数据表的名称采用组合法，将数据表名分为 作带来很大困难。为便于及时掌握整个城市园 两部分，第一部分为表名中每个汉字拼音的第一 林绿化资源的分布情况，方便各相关部门查询、 个字母组合而成，如果表名称有重复，将“序号” 调用已有的园林绿化资料，建立统一的园林绿化 大的表名中的最后一个汉字改为全拼，如果再有 资源空间数据库势在必行，意义重大 ］。为此， 重复，再将倒数第二个汉字改为全拼，以此类推， 本文基于空间数据库建库技术，针对城市园林绿 直到没有重复为止。第二部分为几何特征英文 化资源业务管理对象，建立一个统一、开放、高效 缩写，见表１，两部分之间用下划线连接。 的园林绿化资源空间数据库，为园林绿化管理提 （２）数据编码 供有效的信息支持。 重庆市园林绿地信息分类代码采用１３位十 进制数字码，依次是６位园林绿化资源代码、１位 ２总体设计 类别编码、２位大类码、２位中类码和２位小类码， 重庆市园林绿化资源空间数据库总体建设 编码结构如图１所示： 思路是以园林绿化资源为核心，以地理信息空间 ［收稿日期］２０１４—１２—２４ ［作者简介］向煜（１９７４一），男，汉族，重庆人，工程师，主要研究方向为数字城市建设，ＧＩＳ系统应用、空间数据分析。 ２０１５年第４期 ・北京测绘・ 表１ 几何特征英文缩写 口口口口口口口 口口口口口口 一－Ｉ＝ 尘 Ａ 代码 图１数据编码规则 园林绿化资源代码为６位阿拉伯数字表示， 类别编码采用大写英文字母表示，大类码、中类 码、小类码，分别用２位阿拉伯数字表示，代码从 Ｏ１开始，按升序排列，最多编至９９。 ２．３数据库平台 采用Ｏｒａｃｌｅ作为数据库平台，ＡｒｃＳＤＥ为空 间数据库引擎存储和管理重庆市园林绿化资源 空间数据和非空间数据。 ３详细设计 ３．１ 概念设计 根据园林绿化资源管理的具体业务需求，重 庆市园林绿化资源空间数据库采用“数据库一数 据集一要素一属性”的层次框架对数据进行分类 抽象。数据库分为基础空间数据集、专题业务数 据集、非结构化数据集、系统配置数据集四个数 据集，其中基础空间数据集包括行政区划、水系、 居民地及设施、交通及设施、地名、ＰＯＩ（兴趣点）、 ＤＥＭ（数字高程）、卫星影像等基础性背景地图数 据；专题业务数据集包括公园绿地、生产绿地、防 护绿地、附属绿地、行道树、古树名木、道路绿地、 屋顶绿化、垂直绿化、其他绿地等园林绿化资源 数据；非结构化数据集包括图片、音视频多媒体 资料、Ｗｏｒｄ文件；系统配置数据包括用户角色数 据、用户个人信息、系统操作日志数据等，四个数 据集对隶属于自己的数据表进行统一管理，结构 如图２所示： 图２数据库概念模型 ３．２分层设计 本文重点讨论专题业务数据集中园林绿化 资源核心数据分层结构，主要包括公园绿地、生 产绿地、防护绿地、附属绿地、行道树、古树名木、 道路绿地、屋顶绿化、垂直绿化、其他绿地㈨等要 素。根据这些要素的不同空间特性将其划分为 点、线、面、注记、文本等图层，各要素根据具体情 况可细化为若干大类、中类、小类。分层结构如 表２所示： ８ ・北京测绘・ ２０１５年第４期 ３．３属性设计 源的具体特征划分出各个对象的属性，园林绿化 资源核心数据属性如表３所示： 在数据分层设计的基础上，根据园林绿化资 表３ 数据属性 图层要素 数据属性 编号、分类代码、所属行政区域编码、公 乞称、公园类型、详细位置、占地面积、绿地面积、规划＿叶ｊ地而 …，…． 积、建筑占地面积、道路广场占地面积、水体面积、绿地率、容积率、应急避灾场昕面积、应急避灾场所 设施、主要植物种类、景观特征、文化主题、建设时间、管理单位、管理单位电话、日最高游人量、日最低 游人量、更新时间、备注 ～ｌ兀ｌ一 求 ｍ 一 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素杯示编码、分类代码、生产绿地名称、功能、详细位置、占地面 生产绿地 积、供给对象、有无温室、浇灌方式、培育新品种、苗育方式、土地性质、建设时间、管理单位、管理单位 电话、更新时问、备注 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、防护绿地名称、防护绿地类型、详细位 置、面积、绿带最大宽度、绿带最小宽度、主要植物类型、管理单位、管理单位电话、更新时间、备沣 防护绿地 附属绿地 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、名称、详细位置、附属绿地面积、主要植 物种类、园林式单位否、管理单位、管理单 电话、更新时间、是否园林式小区、备沣 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标 编码、分类代码、道路名、名称、树种、树高、是否种在绿 地内、管理单位、管理单位电活、更新时间、备注 行道树 ２０１５年第４期 ・北京测绘・ 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、详细地址、古树名木名称、树龄、株高、 古树名木 胸径、冠幅、保护级别、生长势、管理单位、管理单位电话、更新时间、备注 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、广场名称、广场性质、详细位置、占地面 广场绿地 积、绿地面积、应急避灾场所面积、应急避灾场所设施、主要植物种类、管理单位、管理单位电话、更新 时间、备注 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、道路名称、详细位置、道路宽度、绿地面 道路绿地 积、单侧行道树排数、分车道宽度、人行道绿化宽度、行道树树种、管理单位、管理单位电话、更新 时间、林荫路比例、是否园林式道路、备注 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、名称、详细位置、面积、管理单位、管理 屋顶绿化 单位电话、更新时间、备注 垂直绿化 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、名称、类型、详细位置、面积、主要植物 种类、管理单位、管理单位电话、更新时间、备注 编号、所属行政区域编码、网格编码、要素标示编码、分类代码、绿地名称、绿地类型、详细位置、面积、 其他绿地 健康步道长度、建设时间、管理单位、管理单位电话、更新时间、备注 ４数据库建设 重庆市园林绿化资源空间数据库建设主要 包括基础资料准备、园林绿化数据调查、数据整 与收集整理的台账数据进行关联，建立园林绿化 资源调查目录。 （４）基于可测量实景影像识别行道树树种 依托连续实景影像采集技术，基于真实的连 理、数据入库４个阶段。 ４．１基础资料准备 续实景影像数据，通过计算机辅助人工识别，快 速采集道路两旁的园林绿化资源数据，如行道树 的树种、高度等。 （５）基于移动ＧＩＳ开展数据外业调查 基础数据资料准备包括收集全市１Ｏ米精度、 核心城区０．５米精度卫星影像，全市主要街道的 连续实景影像数据，１：１万ＤＥＭ，１：５万，１：１ 借助便携式移动ＧＩＳ技术，由作业人员携带 一万，１：２０００三个比例尺的行政区划、水系、道路、 地名等基础空间数据，同时收集园林绿化资源台 账信息，为后续工作做好准备。 ４．２园林绿化数据调查 体化调查设备，实地采集公园绿地、附属绿地、 生产绿地等园林绿化资源数据，重点针对遥感数 据在云雾遮挡、地物属性解译不明等区域，由作 业人员实地完善园林绿化资源信息。 ４．３数据整理 （１）数据预处理 对收集的高精度遥感影像数据进行几何纠 正、辐射纠正、图像拼接、图像增强等处理［４ ；对 连续实景影像数据进行图像压缩、坐标纠正等处 对调查后的园林绿化资源数据按以上数据 库设计进行加工整理，重点进行图形编辑，编码 赋值，冗余数据删除、修改错漏、图幅接边等处理 理；对基础地形数据进行格式转换、分层设色等 处理。 并适当进行数据综合，使调查数据融为一体。非 结构化数据按文件夹的方式存放，并与相关管理 表建立关联。 ４．４数据入库 （２）基于遥感影像进行数据分类 基于高精度遥感影像，建立园林绿化资源特 征知识库，采用面向对象的多尺度分割技术 ］， 在统一数据规范下，对数据完整性、数据数 学精度、数据语义一致性、逻辑一致性、属性值的 获取城市园林资源中公园绿地、生产绿地、防护 绿地、附属绿地、其他绿地等园林绿化资源的初 步数据。 （３）数据关联 将遥感分类后的园林绿化资源的初步数据 正确性、数据结构和编码等进行检查＿６ 并按设计 要求入库，记录数据入库和变更情况，以便后续 更新维护。 ２０１５年第４期 ・北京测绘・ ４分析与结论 稳健。 实例说明，遗传算法能够对克里金负权值进 分析表１和表２数据会发现，虽然二次规划 行有效的改正，且权系数分布较为合理。另外， 拟牛顿法的方法消除了空间权重系数负值现象， 遗传算法的迭代次数较少，计算速度较快，这与 但是迭代多次之后却引入了 ４、 ７、 ８、Ｘ９、Ｘｌ０、 设置的初始值、初始种群数目和终止条件有关。 ｈ１２值为０的情况，其地理学意义是空间离散半 方差矩阵和距离之间的关联矩阵为０，也就是说 参考文献 空间相关程度为０，而其数学意义表示基于这些 ［１］彭军还．函数模型对杨赤中估值系数的影响［Ｊ］，桂 数据进行数值模拟而建立的数学模型对这些空 林工学院学报，１９９６，１６（ｚ）：１７８—１８０． 间离散数据依赖程度为０，基于空间格网数据建 Ｅ２３胡小荣．一种考虑权值非负约束的克里格算法ＦＪ］． 立起的空间权重分布矩阵就可能会变成稀疏矩 地质与勘探，１９９９，３５（４）：２９—３１． 阵，那么数值模拟得出的数学模型可能是不稳 Ｅ３］龚小鹏．基于数据场的空间数据建模研究：［Ｄ］．北 京：中国地质大学。２００９，２３—３３． 健、不合理的。 Ｅ４］李冉冉．求解非线性约束优化问题的精确罚函数方 对比两种方法解得空间权重系数值，基于遗 法［Ｄ］．淄博：山东理工大学，２０１２． 传算法解算权系数的方法解得的空间权重值，可 Ｅｓ］王银年．遗传算法的研究与应用ｒ－Ｄ］．江苏无锡：江 以将原先权值为负的参考点给屏蔽，将其权系数 南大学，２００９． 改正为非负且接近于０，避免了稀疏矩阵的出现， ［６］姚文俊．基于Ｍａｔｌａｂ的遗传算法的工具箱的研究及 解得权系数大小与参考点空间分布协调一致，不 改进ＥＪ］．现代电子技术，２００４，（９）：３６—３８． 仅能客观反映出空间离散数据对其数值模拟得 Ｅ７］陈杰．ＭＡＴＬＡＢ宝典［Ｍ］．北京：电子工业出版 出的数学模型贡献程度，也使得模型系统更加 社，２００７． Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｋｒｉｎｇｉｎｇ’Ｗｅｉｇｈｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＣＨ ＥＮ Ｔｉａｎ—ｗｅｉ ，ＬＵ Ｘｉａｎ一 ａｎ ，ＹＡＮＧ Ｚｉ－ｊ ｉａｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ ａｎｄ Ｏｅｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ Ｇｕａｎｇｘｉ ５４ １ ００４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｅｇａｔｉｖｅ＿ｗｅ ｈｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ Ｋｒｉｇｉｎｇ’Ｓ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ Ｇｅｏｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅ ｎｏｎｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｗａｓ ｓｅｔ ｕｐ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｏｔａｌ ｆｉｅｌｄ，ｃｌｅａｒｉｎｇ ｕｐ ｎｅｇａｔｉｖｅ～ｗｅｉｇｈｔ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｉｄｄｉｎｇ ＤＥＭ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｍａｔｌａｂ’Ｓ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｗａｓ ｅｎｈａｎｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｋｒｉｇｉｎｇ’ｓ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ；ｎｅｇａｔｉｖｅ－ｗｅｉｇｈｔ；ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ （上接第１０页） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｇｅｎｅｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ｆｏｒ Ｕｒｂａｎ ｌａｎｄｓｃａｐｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｄａｔａｂａｓｅ ｉｎ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｃｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｄａｔａｂａｓｅ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌ ｏｆ ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｄｅ— ｓｉｇｎ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｐａｔｉａｌ ｄａｔａｂａｓｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ“Ｄａｔａｂａｓｅ—Ｄａｔａｓｅｔ—Ｆｅａｔｕｒｅｓ—Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”ｌｅｖｅｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｒｏｖｅｓ ｔＯ ｂｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｎｄ ｏｐｅｒａｂｌｅ，ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｇｏｏｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇａｒｄｅｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ ｌａｎｄｓｃａｐｅ；ｓｐａｔｉａｌ ｄａｔａｂａｓｅ；Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
