人们把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中,经历了对现实生活中事物特性的认识、概念化到计算机数据库里的具体表示的逐级抽象过程,即现实世界-概念世界-机器世界三个领域。有时也将概念世界称为信息世界;将机器世界称为存储或数据世界。 一、三个世界 1、现实世界 人们管理的对象存于现实世界中。现实世界的事物及事物之间存在着联系,这种联系是客观存在的,是由事物本身的性质决定的。例如学校的教学系统中有教师、学生、课程,教师为学生授课,学生选修课程并取得成绩。 2、概念世界 概念世界是现实世界在人们头脑中的反映,是对客观事物及其联系的一种抽象描述,从而产生概念模型。概念模型是现实世界到机器世界必然经过的中间层次。涉及到下面几个术语: 实体:我们把客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物,也可以是抽象事件。如一个职工、一场比赛等。 实体集:同一类实体的集合称为实体集。如全体职工。注意区分"型"与"值"的概念。如每个职工是职工实体"型"的一个具体"值"。 属性:描述实体的特性称为属性。如职工的职工号,姓名,性别,出生日期,职称等。 关键字:如果某个属性或属性组合的值能唯一地标识出实体集中的每一个实体,可以选作关键字。用作标识的关键字,也称为码。如"职工号"就可作为关键字。 联系:实体集之间的对应关系称为联系,它反映现实世界事物之间的相互关联。联系分为两种,一种是实体内部各属性之间的联系。另一种是实体之间的联系。 3、机器世界 存入计算机系统里的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系,数据库中的数据必须有一定的结构,这种结构用数据模型来表示。数据模型将概念世界中的实体,及实体间的联系进一步抽象成便于计算机处理的方式。 数据模型应满足三方面要求:一是能比较真实地模拟现实世界;二是容易为人所理解;三是便于在计算机上实现。数据结构、数据操作和完整性约束是构成数据模型的三要素。数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等,它是按计算机系统的观点对数据建模,用于DBMS的实现。 关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式。 关系数据库因其严格的数学理论、使用简单灵活、数据独立性强等特点,而被公认为最有前途的一种数据库管理系统。它的发展十分迅速,目前已成为占据主导地位的数据库管理系统。自20世纪80年代以来,作为商品推出的数据库管理系统几乎都是关系型的,例如,Oracle,Sybase,Informix,Visual FoxPro等。 网络数据库也叫Web数据库。促进Internet发展的因素之一就是Web技术。由静态网页技术的HTML到动态网页技术的CGI、ASP、PHP、JSP等,Web技术经历了一个重要的变革过程。Web已经不再局限于仅仅由静态网页提供信息服务,而改变为动态的网页,可提供交互式的信息查询服务,使信息数据库服务成为了可能。Web数据库就是将数据库技术与Web技术融合在一起,使数据库系统成为Web的重要有机组成部分,从而实现数据库与网络技术的无缝结合。这一结合不仅把Web与数据库的所有优势集合在了一起,而且充分利用了大量已有数据库的信息资源。图1-1是Web数据库的基本结构图,它由数据库服务器(Database Server)、中间件(Middle Ware)、Web服务器(Web Server)、浏览器(Browser)4部分组成。 Web数据库的基本结构它的工作过程可简单地描述成:用户通过浏览器端的操作界面以交互的方式经由Web服务器来访问数据库。用户向数据库提交的信息以及数据库返回给用户的信息都是以网页的形式显示。 Internet技术与相关协议Internet技术在Web数据库技术中扮演着重要的角色。Internet(因特网)专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络,并通过各种协议在计算机网络中传递信息。TCP/IP协议是Internet上使用的两个最基本的协议。因此也可以说Internet是全球范围的基于分组交换原理和TCP/IP协议的计算机网络。它将信息进行分组后,以数据包为单位进行传输。Internet在进行信息传输时,主要完成两项任务。(1)正确地将源信息文件分割成一个个数据包,并能在目的地将源信息文件的数据包再准确地重组起来。(2)将数据包准确地送往目的地。TCP/IP协议的作用就是为了完成上述两项任务,规范了网络上所有计算机之间数据传递的方式与数据格式,提供了数据打包和寻址的标准方法。1.TCP/IP协议TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)规定了分割数据和重组数据所要遵循的规则和要进行的操作。TCP协议能保证数据发送的正确性,如果发现数据有损失,TCP将重新发送数据。2.IP协议在Internet上传送数据往往都是远距离的,因此在传输过程中要通过路由器一站一站的转接来实现。路由器是一种特殊的计算机,它会检测数据包的目的地主机地址,然后决定将该数据包送往何处。IP协议(Internet Protocol,网际协议)给Internet中的每一台计算机规定了一个地址,称为IP地址。IP地址的标准是由4部分组成(例如),其中前两部分规定了当前使用网络的管理机构,第3部分规定了当前使用的网络地址,第4部分规定了当前使用的计算机地址。Internet上提供的主要服务有E-mail、FTP、BBS、Telnet、WWW等。其中WWW(World Wide Web,万维网)由于其丰富的信息资源而成为Internet最为重要的服务。3.HTTP协议HTTP协议(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议)应用在WWW上,其作用是完成客户端浏览器与Web服务器端之间的HTML数据传输。 Web的工作原理与工作步骤万维网简称为Web。Web可以描述为在Internet上运行的、全球的、交互的、动态的、跨平台的、分布式的、图形化的超文本信息系统。1.Web的工作原理Web是伴随着Internet技术而产生的。在计算机网络中,对于提供Web服务的计算机称为Web服务器。Web采用浏览器/服务器的工作方式。每个Web服务器上都放置着大量的Web信息。Web信息的基本单位是Web页(网页),多个网页组成了一个Web节点。每个Web节点的起始页称为“主页”,且拥有一个URL地址(统一资源定位地址)。Web节点之间及网页之间都是以超文本结构(非线性的网状结构)来进行组织的。2.Web的工作步骤Web的工作步骤如下。(1)用户打开客户端计算机中的浏览器软件(例如Internet Explorer)。(2)用户输入要启动的Web主页的URL地址,浏览器将生成一个HTTP请求。(3)浏览器连接到指定的Web服务器,并发送HTTP请求。(4)Web服务器接到HTTP请求,根据请求的内容不同作相应的处理,再将网页以HTML文件格式发回给浏览器。(5)浏览器将网页显示到屏幕上. 图1-2 Web的工作步骤 WWW世界中的标记语言1.HTML语言HTML(Hypertext Markup Language,超文本标记语言)是创建网页的计算机语言。所谓网页实际上就是一个HTML文档。文档内容由文本和HTML标记组成。HTML文档的扩展名就是.html或.htm。浏览器负责解释HTML文档中的标记,并将HTML文档显示成网页。(1)HTML标记HTML标记的作用是告诉浏览器网页的结构和格式。每一个标记用尖括号<>括起来。大多数标记都有一个开始标记和一个结束标记。标记不分大小写。多数标记都带有自己的属性。例如字体标记有FACE、COLOR、SIZE等属性:FACE定义字体;COLOR定义字体的颜色;SIZE定义字体的大小。使用格式: BEIJING 。网页中有很多文本链接和图片链接。链接,又被称为超链接,用于链接到WWW万维网中的其他网页上。在HTML文档中表示超链接的标记是,通过属性HREF指出链接的网页地址URL。使用格式: BEIJING 。(2)HTML程序HTML程序必须以标记开始,以标记结束。在和标记之间主要由两部分组成:文件头和文件体。文件头用标记 来标识,文件体用标记来标识。在文件的头部通常包含整个网页的一些信息。例如
浅谈计算机数据库的管理与应用论文
摘要: 随着社会经济的快速发展,信息化网络技术手段不断进步,信息技术在人们日常生活、工作及学习中的广泛渗透,不仅给人们生活带来了极大便利,还极大的提升了人们工作与学习效率,为社会各领域的发展起到了巨大的推动作用。数据库是伴随着计算机信息化网络技术发展的,而其又是信息技术发展的核心所在,数据库技术的快速发展一方面在计算机技术的发展和完善上发挥举足轻重作用的同时,一方面也为社会的进步作出突出贡献。本文将就计算机数据库的管理进行详细分析,并在此基础上阐述计算机数据库的应用情况。
关键词: 计算机数据库;管理应用
21世纪是信息大爆炸的时代,伴随着信息化技术的快速发展及在社会生活等各领域的广泛渗透,人们的生活观念及方式都发生了很大的变化,尤其是计算机核心技术之一的数据库技术的发展及应用,不仅使人们生活更加轻松便捷,数据库技术在人们工作学习中的应用,还极大的提升了人们的工作与学习效率,为社会的发展进步起到了巨大的推动作用。计算机数据库的主要定义是其是为了达成相关目标而组织在一起并存储在计算机中的一系列数据。而数据库技术则是指研究数据库的相关管理、设计及结构的一系列方法与手段,以达到对数据的有效分析及处理等,这些方法和手段可以是相关理论知识及技术等。计算机数据库的主要特征有数据库中所有数据信息都存在一定的相互间的联系,同时各数据信息间有保持一定的相对独立性,此外,数据库采用DBMS来对数据进行控制及管理。数据库技术主要经过以下三个发展历程数据的手动管理时段、通过采用文件系统对数据进行管理时段以及数据库形成系统时段,每个阶段数据库技术的特点都不同,有着鲜明的时代特征。下文将就计算机数据库的管理进行详细分析,并在此基础上阐述计算机数据库的应用情况。
一、计算机数据库的管理
计算机数据库的管理主要有以下几种管理技术。
1.存取管理技术
数据库的存取管理技术主要有包括以下技术:一是用户认证技术。对于计算机网络来说,用户的一切信息资料都是采用一系列且具有一定组合的数据来表达,因而用户只存在数据身份而不存在其现实身份,相应的在相关授权方面,计算机网络也是对用户实行数据身份形式的授权模式。该技术可以采用用户设置的相关密码及口令来实施计算机对用户的鉴别,此外,当前还有一种采用生物特征的方式来对用户进行鉴别。用户认证技术能够有效的防止没有经过认证授权的用户,访问、使用及修改数据库的权限;二是控制访问技术。该技术主要是对用户的一些权力进行一定限制,既可以限制骇客非法入侵数据库及访问相关资源,又能够对合法用户的某些权力进行限制,如不允许其访问受保护的文件及访问目录等资源。该技术对主客体的访问权限作了相关规定和限制,对用户的相关访问要求作出相应控制,其中主体主要指的是用户,客体指的是文件等数据库资源。在控制策略方面主要有防火墙控制、权限控制等。
2.恢复和备份技术
由于当前计算机网络情况十分复杂,计算机数据库的安全受到多方面因素的干扰和影响,因此当计算机数据库因某种原因出现故障时,事先做好对数据库信息资源的备份并对其进行恢复就显得尤为必要。系统一旦出现故障,其数据库信息资源便会受到一定破坏甚至丢失,当前应对数据丢失问题的主要对策有对数据进行备份,经过备份的数据信息能够非常简便的对其进行恢复。当前的数据库备份手段包括动态、静态及逻辑备份等。而数据库的恢复手段则包括数据库备份及通过在线日志来进行恢复等。用户应根据计算机系统故障原因及自身情况选择最优的数据库备份和恢复手段,以减少或避免因数据丢失造成的巨大损害。
3.加密技术
随着信息化网络技术在人们日常生活工作中的广泛应用,其在为人们创造巨大效益的同时,也无形中加大对其依赖性,这也导致网络信息安全问题的'不断发生,木马、病毒等危害计算机安全的情况越来越普遍。尤其是当前人们将大量重要的数据信息存储于计算机数据库中,部分人出于各种目的,抓住用户网络安全意识薄弱及网络技术缺乏的弱点,通过计算机漏洞采用非法手段入侵用户计算机系统,通过盗取用户密码的方式,非法访问用户数据信息并对其进行篡改,极大的威胁到了用户的数据信息安全。而通过采用数据加密技术则能有效的避免这些情况的发生,对数据库中的重要信息实施加密,不仅能有效杜绝骇客入侵,还能在系统因某种原因崩溃时,相关数据信息依然不受影响,从而实现数据信息的安全[1]。
二、计算机数据库的应用情况
1.多媒体中的广泛应用
计算机数据库在多媒体领域的广泛运用主要指的是将多媒体的数字化相关技术及数据压缩等技术与数据库技术整合起来,实现数据库技术在多媒体领域的广泛应用。多媒体数据库技术就是在数据库技术不断发展和应用过程中出现,其主要应用领域有图书馆、博物馆及电子商务中。该技术通过将声像等数据信息有机整合起来,形成巨大的多媒体信息资源数据库,从而极大的提高了传统多媒体信息资源的容量,进而能高效的进行多媒体信息资源的大量演示。数据库技术在多媒体领域的广泛应用,不仅多媒体领域的技术水平及服务质量,还为多媒体领域创造了巨大的经济效益,为社会的健康可持续发展提供巨大推动力。
2.信息管理中的广泛应用
随着计算机数据库技术的不断发展,其在信息资源管理中的应用也越来越广泛,并取得了良好效果,数据库技术不仅提升了信息资源的容量,还极大的保障了信息资源的安全及稳定性,提升了用户信息管理水平。当前数据库按照应用领域不同可分为统计数据库、生态环境数据库及海河流域数据库等;按照传统模式分类,则可分为网状、关系及层次型三种模式。数据库技术在信息资源管理中运用,其主要特点有以下几方面:一是运用领域的拓展。以往的信息管理只包括单一农业或工业,现今数据库技术在信息资源管理中的运用后,其管理范围拓展到能涵盖工、农及服务业,这极大的提升了工作效率,促进了生产力的发展;二是数据库技术的巨大进步,使得其在信息资源管理中的应用更加具有可操作性,应用范围更广泛,运用效果更加良好;三是数据库的安全性得到极大提高。数据库的加密技术极大的提升了信息资源的安全性,通过采用用户账号及加密等手段,能够有效对信息资源进行管理,在提升信息管理效率的同时,也能极大的减少甚至避免数据信息风险,从而实现信息管理的安全稳定[2]。
3.在文献管理中的广泛应用
其主要可用于以下几方面:一是数据库技术可有效的运用与文献档案的检索和存储中。可以通过将文献资源录入光盘的形式,实现大量资源的有效存储,而且其还具备成本低廉、安全可靠及容量巨大、携带方便等特点。如其还可以用于教育教学中,如将大量的教学素材及资源通过压缩成光盘的形式,这可以极大的提升教学工作的效率;二是用于计算机C语言文献资源的检索及浏览。可以通过建立计算机C语言的相关理论知识及文献研究资料的数据库信息系统,对其数据信息进行细致分类,引进先进的检索系统,这有助于教师的教学和科研活动的顺利开展。如教师可以根据数据库检索有用资源进行教学设计,这能极大的提升教学的效果。此外,还可以根据数据库的信息资源开展科研活动[3]。
三、结语
计算机数据库技术的发展和应用,不仅能给人们工作、学习及生活带来极大效益,还能创造巨大的社会经济效率,为社会的发展进步起到巨大推动作用。因此,加强对计算机数据库管理与应用的研究有着积极意义。
参考文献
[1]曾令思.计算机数据库的管理与应用[J].电子制作,2014,(06):58-59.
[2]陆根美.浅谈计算机数据库的管理技术及其应用[J].电子世界,2014,(10):335-336.
[3]江绍虎,潘澜月.浅谈计算机数据库的应用与管理[J].科技资讯,2012,(19):25-26.
数据库方面的论文在键盘论文网里有很多的哦,你可以参考下的,我也是找他们帮忙指导的,效率非常高,呵呵,导师很顺利就通过了还有一点资料,你看下能不能用上关于全路客票发售和预订系统里的数据库研究主要的内容:1)《全路客票发售和预订系统》(以下简称客票系统)是国家“九五”计划 重点课题,一九九九年又被国家科委列为“重中之重”科研项目2)本文所论述 的内容是客票系统的一个重要组成部分,主要内容是分布式数据库通讯中间件 的设计、消息中间件的设计、技术实现以及在客票系统中的应用,介绍了数据 库通讯系统的推理机模型3)采用了Socket、IPC、多进程、多线程等多种编程 技术。本文从理论上、应用上对上述技术作了详细讨论。论文的框架结构:第一章 客票系统综述第一节 铁路客票系统发展概述21-24第二节 铁路客票系统目标与总体结构24-27第三节 客票系统数据分布方案的确定27-29第四节 客票系统的开发与运行环境29第二章 分布式数据库通讯系统方案的确定29-34第一节 客票系统分布式数据库间数据通讯的需求29-30第二节 客票系统分布式数据库间数据通讯的特点30-31第三节 分布式数据库通讯的国内外相关产品及解决方案31-33第四节 客票系统数据库之间通讯方案的确定33-34第三章 数据库通讯系统中间件的设计与实现34-50第一节 数据库之间通讯的数学模型34-35第二节 数据库通讯中间件(DBCS)所用的概念35-36第三节 数据库通讯中间件(DBCS)的设计36-40第四节 数据库通讯中间件(DBCS)的模块设计40-44第五节数据库通讯中间件(DBCS)的技术实现44-50第四章消息中间件(MCS)的设计与实现50-81第一节 消息中间件MCS概述50-51第二节 消息中间件中的一些概念51-53第三节 消息中间件的结构设计53-56第四节 消息中间件的流程设计56-61第五节 消息中间件的关键技术的实现61-70第六节 消息中间件的平台和应用支持70-71第七节 联机交易中间件71-81第五章 DBCS的功能与性能81-85第六章 数据库通讯系统在客票系统的应用85-91第一节 在客票系统的数据流图和DBCS的功能85-88第二节 DBCS在客票系统中的具体应用88-91第三节 DBCS系统应用效果91第七章 结束语91-92致 谢96参考文献:1王欣,魏生民;基于Java技术的分布式异构数据库Web访问技术[J];计算机工程与应用;2000年12期2张丽晖,王茜;多Agent协同系统的分布式数据访问[J];计算机应用;2003年11期3杨博 ,刘大有 ,杨鲲 ,张朝辉;移动Agent系统的主动通信机制[J];软件学报;2003年07期4刘振鹏,罗文劼,马威,李继民;基于协同式移动Agent的分布式数据库系统研究[J];计算机工程与设计;2003年11期5刘华志,李逸波,李连,朱爱红;基于Mobile Agent技术的分布式查询系统[J];微机发展;2003年12期6吕玉海,徐学洲;移动Agent技术的发展[J];西安电子科技大学学报;2002年03期大概就是这些了,如果还有不懂的,你看下键盘论文网吧
一、三个世界 1、现实世界 人们管理的对象存于现实世界中。现实世界的事物及事物之间存在着联系,这种联系是客观存在的,是由事物本身的性质决定的。例如学校的教学系统中有教师、学生、课程,教师为学生授课,学生选修课程并取得成绩。 2、概念世界 概念世界是现实世界在人们头脑中的反映,是对客观事物及其联系的一种抽象描述,从而产生概念模型。概念模型是现实世界到机器世界必然经过的中间层次。涉及到下面几个术语: 实体:我们把客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物,也可以是抽象事件。如一个职工、一场比赛等。 实体集:同一类实体的集合称为实体集。如全体职工。注意区分"型"与"值"的概念。如每个职工是职工实体"型"的一个具体"值"。 属性:描述实体的特性称为属性。如职工的职工号,姓名,性别,出生日期,职称等。 关键字:如果某个属性或属性组合的值能唯一地标识出实体集中的每一个实体,可以选作关键字。用作标识的关键字,也称为码。如"职工号"就可作为关键字。 联系:实体集之间的对应关系称为联系,它反映现实世界事物之间的相互关联。联系分为两种,一种是实体内部各属性之间的联系。另一种是实体之间的联系。 3、机器世界 存入计算机系统里的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系,数据库中的数据必须有一定的结构,这种结构用数据模型来表示。数据模型将概念世界中的实体,及实体间的联系进一步抽象成便于计算机处理的方式。 数据模型应满足三方面要求:一是能比较真实地模拟现实世界;二是容易为人所理解;三是便于在计算机上实现。数据结构、数据操作和完整性约束是构成数据模型的三要素。数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等,它是按计算机系统的观点对数据建模,用于DBMS的实现。 关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式。 关系数据库因其严格的数学理论、使用简单灵活、数据独立性强等特点,而被公认为最有前途的一种数据库管理系统。它的发展十分迅速,目前已成为占据主导地位的数据库管理系统。自20世纪80年代以来,作为商品推出的数据库管理系统几乎都是关系型的,例如,Oracle,Sybase,Informix,Visual FoxPro等。 网络数据库也叫Web数据库。促进Internet发展的因素之一就是Web技术。由静态网页技术的HTML到动态网页技术的CGI、ASP、PHP、JSP等,Web技术经历了一个重要的变革过程。Web已经不再局限于仅仅由静态网页提供信息服务,而改变为动态的网页,可提供交互式的信息查询服务,使信息数据库服务成为了可能。Web数据库就是将数据库技术与Web技术融合在一起,使数据库系统成为Web的重要有机组成部分,从而实现数据库与网络技术的无缝结合。这一结合不仅把Web与数据库的所有优势集合在了一起,而且充分利用了大量已有数据库的信息资源。图1-1是Web数据库的基本结构图,它由数据库服务器(Database Server)、中间件(Middle Ware)、Web服务器(Web Server)、浏览器(Browser)4部分组成。 Web数据库的基本结构 它的工作过程可简单地描述成:用户通过浏览器端的操作界面以交互的方式经由Web服务器来访问数据库。用户向数据库提交的信息以及数据库返回给用户的信息都是以网页的形式显示。 Internet技术与相关协议 Internet技术在Web数据库技术中扮演着重要的角色。Internet(因特网)专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络,并通过各种协议在计算机网络中传递信息。TCP/IP协议是Internet上使用的两个最基本的协议。因此也可以说Internet是全球范围的基于分组交换原理和TCP/IP协议的计算机网络。它将信息进行分组后,以数据包为单位进行传输。Internet在进行信息传输时,主要完成两项任务。 (1)正确地将源信息文件分割成一个个数据包,并能在目的地将源信息文件的数据包再准确地重组起来。 (2)将数据包准确地送往目的地。 TCP/IP协议的作用就是为了完成上述两项任务,规范了网络上所有计算机之间数据传递的方式与数据格式,提供了数据打包和寻址的标准方法。 1.TCP/IP协议 TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)规定了分割数据和重组数据所要遵循的规则和要进行的操作。TCP协议能保证数据发送的正确性,如果发现数据有损失,TCP将重新发送数据。 2.IP协议 在Internet上传送数据往往都是远距离的,因此在传输过程中要通过路由器一站一站的转接来实现。路由器是一种特殊的计算机,它会检测数据包的目的地主机地址,然后决定将该数据包送往何处。IP协议(Internet Protocol,网际协议)给Internet中的每一台计算机规定了一个地址,称为IP地址。IP地址的标准是由4部分组成(例如),其中前两部分规定了当前使用网络的管理机构,第3部分规定了当前使用的网络地址,第4部分规定了当前使用的计算机地址。 Internet上提供的主要服务有E-mail、FTP、BBS、Telnet、WWW等。其中WWW(World Wide Web,万维网)由于其丰富的信息资源而成为Internet最为重要的服务。 3.HTTP协议 HTTP协议(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议)应用在WWW上,其作用是完成客户端浏览器与Web服务器端之间的HTML数据传输。 Web的工作原理与工作步骤 万维网简称为Web。Web可以描述为在Internet上运行的、全球的、交互的、动态的、跨平台的、分布式的、图形化的超文本信息系统。 1.Web的工作原理 Web是伴随着Internet技术而产生的。在计算机网络中,对于提供Web服务的计算机称为Web服务器。Web采用浏览器/服务器的工作方式。每个Web服务器上都放置着大量的Web信息。Web信息的基本单位是Web页(网页),多个网页组成了一个Web节点。每个Web节点的起始页称为“主页”,且拥有一个URL地址(统一资源定位地址)。Web节点之间及网页之间都是以超文本结构(非线性的网状结构)来进行组织的。 2.Web的工作步骤 Web的工作步骤如下。 (1)用户打开客户端计算机中的浏览器软件(例如Internet Explorer)。 (2)用户输入要启动的Web主页的URL地址,浏览器将生成一个HTTP请求。 (3)浏览器连接到指定的Web服务器,并发送HTTP请求。 (4)Web服务器接到HTTP请求,根据请求的内容不同作相应的处理,再将网页以HTML文件格式发回给浏览器。 (5)浏览器将网页显示到屏幕上. 图1-2 Web的工作步骤 WWW世界中的标记语言 1.HTML语言 HTML(Hypertext Markup Language,超文本标记语言)是创建网页的计算机语言。所谓网页实际上就是一个HTML文档。文档内容由文本和HTML标记组成。HTML文档的扩展名就是.html或.htm。浏览器负责解释HTML文档中的标记,并将HTML文档显示成网页。 (1)HTML标记 HTML标记的作用是告诉浏览器网页的结构和格式。每一个标记用尖括号<>括起来。大多数标记都有一个开始标记和一个结束标记。标记不分大小写。多数标记都带有自己的属性。例如字体标记有FACE、COLOR、SIZE等属性:FACE定义字体;COLOR定义字体的颜色;SIZE定义字体的大小。 使用格式: BEIJING 。 网页中有很多文本链接和图片链接。链接,又被称为超链接,用于链接到WWW万维网中的其他网页上。在HTML文档中表示超链接的标记是,通过属性HREF指出链接的网页地址URL。 使用格式: BEIJING 。 (2)HTML程序 HTML程序必须以标记开始,以标记结束。在和标记之间主要由两部分组成:文件头和文件体。文件头用标记 来标识,文件体用标记来标识。在文件的头部通常包含整个网页的一些信息。例如
潘振祥
(河南省国土资源厅信息中心 郑州 450016)
摘 要:本文通过开展高分辨率卫星遥感影像数据(SPOT5)处理及建库技术方法研究和探索,制定了《高分辨率影像数据处理及基于遥感影像土地利用数据库建设技术要求》和《省级基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》,制作了覆盖河南全省的 1∶1 万数字正射影像图,建立了河南省基于 SPOT 5 的 GPS 像控点图形图像数据库、高分辨率卫星影像数据库和基于影像信息土地利用数据库,为全国土地利用二次调查基础底图制作进行了有益的探索。
关键词:土地资源 卫星影像 遥感 数据库 像控点
0 引 言
随着信息技术的快速发展,卫星遥感影像处理技术得到了突破性进展,高分辨率卫星影像在土地资源调查评价、土地利用动态遥感监测、土地执法监察、土地变更调查以及大中比例尺地形图测绘等方面应用已取得显著成效。
针对河南省高分辨率遥感影像数据处理及数据库建设项目任务,项目组提出了利用 GPS 外业静态实测坐标作为影像数据校正的控制资料,制定了《高分辨率影像数据处理及基于遥感影像土地利用数据库建设技术要求》和《省级基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》等,并根据项目任务要求,制定了切合河南实际的基于遥感影像信息的土地利用分类体系,同时,通过项目开展,制作了覆盖河南全省的 SPOT 5 数字正射影像图(DOM),并建立了河南省基于 SPOT 5的 GPS 像控点图形图像数据库,为土地利用二次调查基础底图制作进行了有益的探索。
1 影像数据处理及数据库建设技术路线
(1)多源遥感信息相结合。选取最佳波段组合的多光谱影像与高分辨率全色影像融合,生产具有高分辨率空间信息和丰富光谱信息的融合影像。
(2)GPS 像控点、基础图件(数据库)和 DEM 相结合。根据实际情况,采用 GPS 像控点,同时利用 1∶5 万 DEM 对遥感影像进行正射校正。
(3)人机交互与计算机自动提取相结合。以人机交互解译为主,进行土地分类信息提取。
(4)遥感解译与地面调查相结合。对提取的地类图斑信息进行外业验证,对在室内不确定的地类图斑,进行外业实地调查。
2 GPS 像控点图形图像数据库建立
为保证像控点选取精度,首先在 m 分辨率的全色影像上,按照像控点选取的技术要求,每景均匀选取了 25 个像控点,并对像控点进行了全外业 GPS 静态测量,在 MapGIS 平台下编辑像控点属性结构,建立 GPS 像控点图形图像数据库,并将像控点外业测量成果表以图片方式保存在属性表中。如图1所示。
图1 像控点图形图像数据库示意图
GPS 像控点选取
为保证像控点外业测量精度,像控点选取时,点位分布要相对均匀,特征明显,交通便利,数量足够,尽可能在全色影像上选取,尽量避开高压线、大面积水域等干扰因素。
为提高外业测量效率,将选取的待测像控点制作成“像控点外业测量成果表”,成果表包括像控点编号、点位及放大的示意图、WGS84、1954 北京、1980 年西安三套坐标和点位说明等内容。
GPS 像控点外业施测
像控点外业测量采用附合路线法,各像控点平均间距约 13 km,像控点与 C 级 GPS 控制点组成 GPS 控制网。GPS 像控点外业测量利用河南省 C 级 GPS 控制网成果的三套数据(分别为WGS 84、1954 北京和 1980 年西安坐标)作为起算数据,依据《全球定位系统(GPS)测量规范》,采用静态方式同步进行观测,三台套 GPS 接收机为一组,观测时段长度不少于 45 分钟,卫星高度角≥ 15°,有效观测卫星总数≥ 4 个。测量数据采用南方测绘软件进行基线解算、平差处理并进行高程拟合,最后解算出像控点基于三套坐标系统的三套数据和拟合高程。
GPS 像控点图形图像数据库的建立
GPS 像控点图形图像数据库以河南省 1∶50 万地理底图作为工作底图,输入像控点空间坐标,并采集像控点属性与图形信息,建立数学基准统一的像控点图形图像文件。像控点图形图像信息,除像控点所具有的地理坐标信息之外,还包括与待纠正影像相关的特征地物的纹理信息、分辨率信息等。
3 影像数据处理
影像数据处理包括卫星影像全色数据与多光谱数据的配准、融合和影像数据正射校正、镶嵌及正射影像图(DOM)的制作等。本项目所使用到的 SPOT 5 数据是由视宝公司提供的 1A 级数据,只经过了探测器的均衡化处理,为了进行多元数据的复合,制作正射影像图,必须对图像进行正射校正,建立地理坐标。影像数据处理技术流程如图 2 所示。
图2 影像数据处理技术流程
影像配准
本项目使用的单景多光谱数据与全色数据是同步接收到的,其图形的几何相关性较好,多光谱数据与全色配准难度小、精度高,因此采用相对配准的方法,SPOT 5 多光谱数据波段组合采用 XS2(红)、XS3(绿)、XS1(蓝)形式,影像重采样间隔为 m,重采样方法采用双线性内插,以景为配准单元,以 SPOT 5 全色数据为配准基础,均匀选取配准控制点,对接收侧视角较大,地势起伏对配准影响较为严重的区域相应增加控制点密度,将 SPOT 5 多光谱数据与之精确配准,并随机选择配准后全色与多光谱数据上的同名点进行检查,以确保数据的配准精度。
影像融合
图像融合处理采用最基本的乘积组合算法直接对两种空间分辨率的遥感数据进行合成,融合后图像则采用直方图调整、USM 锐化、彩色平衡、色度饱和度调整和反差增强等手段,以使整景影像色彩均匀、明暗程度适中、清晰,增强专题信息,特别是加强纹理信息。
影像正射校正
影像正射校正采用 ERDAS 的 LPS 正射模块,利用 SPOT 5 物理模型,每景 25 个像控点均匀分布于整景影像,各相邻景影像重叠区有 2 个以上共用点。正射校正以实测点和 1∶5 万 DEM为校正基础,以景为单元,对融合后的数据进行正射校正,采样间隔为 m。
影像镶嵌
影像镶嵌采用 ERDAS 的 LPS 正射模块中批量处理模块,相邻两幅影像,均采集了两个以上共用点,大大提高了影像镶嵌精度。为验证镶嵌精度,以县(市、区)为单位,在其镶嵌区随机选择 25 个以上检查点进行镶嵌精度检查。
数字正射影像图制作
数字正射影像图(DOM)制作采用 Image Info 工具,按照 1∶1 万标准分幅进行裁切,覆盖完整的县级行政辖区。图幅整饰依据《高分辨率影像数据处理及数据库建设技术要求》,利用MapGIS 数据库平台,按照 1954 北京坐标系、1985 年国家高程基准的生成 1∶1 万标准分幅图幅整饰。
4 创新成果
项目组在圆满完成项目任务的前提下,结合项目进展和土地管理需要,创造性地开展工作。总结项目进展和取得的成果,创新成果主要体现在:
(1)影像校正控制点 GPS 外业实测数据作为影像校正控制资料,改变了以往利用地形图、土地利用现状图(数据库)作为控制资料的传统方式,极大地提高了影像校正精度,节省了项目投入经费。
覆盖河南全省 1∶1 万标准分幅地形图共计 6565 幅,而实有地形图仅 5600 余幅,项目组在征求部课题组同意的前提下,提出采用 GPS 外业实测控制点作为影像校正控制资料的思路。基于这一思路,项目组进行了一系列研究和论证,制定了 GPS 外业测量技术要求,并对覆盖全省的每景 SPOT 5 卫星影像相对均匀地选取了 25 个控制点,相邻景影像不少于 2 个共用控制点的原则,全省共选取影像校正控制点 1421 个,GPS 大地控制 C 级点 94 个。根据影像数据接收时间和项目进度,共分 13 个测区,对所有控制点采用附和路线法进行了静态测量,分别计算出各控制点和检查点的 WGS84、1954 北京和 1980 年西安三套坐标。
(2)河南省像控点图形图像数据库的建立,为今后河南全省土地利用遥感监测、卫片执法监察等提供了技术保障。
为使外业测量成果长期保存和今后使用,项目组在项目任务之外,在 MapGIS 平台上,基于河南省 1∶50 万地理底图,建立了 GPS 像控点图形图像数据库。GPS 像控点图形图像数据库的建立,不仅满足 SPOT m 高分辨率卫星影像的校正精度要求,同时为今后河南全省土地利用遥感监测、卫片执法检查、矿山环境监测等奠定了基础。
(3)高分辨率影像数据大区域整体正射校正和镶嵌处理技术的探索,为影像数据批处理技术的推广进行了有益的探索。
由于本次试点项目涉及的范围广、影像处理工作量大,因此,项目组在保证影像纠正精度的前提下,为提高工作效率,探索和使用了遥感影像专业处理软件 ERDAS 的 LPS 模块提供的大区域整体正射纠正和影像镶嵌处理功能,达到了较好的应用效果。
鉴于本次试点项目所使用的影像数据均为同步接收的 SPOT 5 多光谱与全色数据,其图形的几何相关性较好,多光谱数据与全色配准难度小、精度高,因此,影像数据处理采用先单景融合、后大区域整体正射校正、最后进行大区域镶嵌配准的技术流程进行影像处理。
正射纠正采用 ERDAS 的 LPS 批量正射模块。纠正采用 SPOT 5 物理模型,控制点均匀分布于整景影像,每景控制点个数为 25 个,各相邻影像重叠区有 2 个以上共用点。正射纠正以 GPS外业实测控制点和预处理的河南省 1∶5 万 DEM 为纠正基础 , 对 SPOT 5 融合数据进行批量纠正,采样间隔为 m。影像镶嵌采用的是 ERDAS 的 LPS 批处理模块,由于各相邻景影像均采集了两个以上的共用点,大大提高了影像镶嵌精度。
(4)基于遥感影像信息土地利用分类标准体系的制定,为国家和省级快速掌握和提取土地利用变化信息进行了有益的探索。
项目组根据部课题组要求及国家和省土地管理工作需要,结合 SPOT 5 卫星影像光谱特征和纹理信息,经充分研究和论证,制定了切合河南实际、满足“高分辨率影像数据处理及数据库建设”试点项目需要的基于遥感影像信息的土地利用分类标准,该标准中将土地利用类型分为农用地、建设用地和未利用地等 3 个大类,耕地、园林地、其他农用地、城市用地、建制镇用地、农村居民点用地、铁路用地、公路用地、其他建设用地、未利用地等 10 个二级类,此外,根据个别地类特点,又分别从农用地、建设用地和未利用地中单独划分出公路林带、农业水利用地、水利设施用地、未利用水面和黄河滩地等 5 个三级类,分类标准与现有的土地利用分类体系协调、一致,符合国土资源土地分类标准体系。
(5)基于遥感影像土地利用数据库建设,为国家和省土地宏观管理提供了现势性较强的土地利用电子数据,为国内同类工作的开展提供了技术依据。
考虑到国家和省级土地宏观管理的需要,根据项目制定的“基于遥感影像土地利用分类体系”,结合中地公司 MapGIS 土地利用数据库管理系统框架结构,项目组在 MapGIS 数据库管理系统平台的基础上,分别制定了《高分辨率影像数据处理及数据库建设技术要求》和《基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》等,并在标准中明确了基于遥感影像的土地分类、文件命名规则、数据分层格式及要求等,保证了数据标准和数据格式的一致性及数据库建设质量,为国家和省提供了翔实的土地利用现势数据。
5 结 语
随着遥感技术和计算机技术的飞速发展,高分辨率遥感影像数据在土地管理工作中的应用越来越普遍,同时,遥感影像数据处理的技术手段也越来越科学、越来越先进,尤其是全国第二次土地调查工作的全面开展,将遥感影像在土地管理方面的应用推到一个前所未有的水平,因此,如何在影像数据处理过程中尽可能减少人力和财力投入已显得尤为重要。本项目针对上述问题,在科研与生产过程中,提出的采用 GPS 外业实测控制点作为影像校正控制资料、GPS 像控点图形图像数据建库及基于国家和省级土地管理需要而提出的基于遥感影像信息土地利用数据库标准等,进行了较好的诠释,为今后同类工作的开展进行了有益的探索。
参 考 文 献
常庆瑞,等.2004.遥感技术导论[M]. 北京:科学出版社
陈述彭,等.1998.遥感信息机理研究[M].北京:科学出版社
党安荣,等. IMAGING 遥感图像处理方法[M].北京:清华大学出版社
汤国安,等.2004.遥感数字影像处理[M]. 北京:科学出版社
徐柏清.1988.正射投影技术与影像地图[M].北京:测绘出版社
尤淑撑,刘顺喜. 在土地变更调查中的应用研究[J].测绘通报(5):1~3
张继贤,等.2000.图形图像控制点库及应用[J].测绘通报(1)
(原载《测绘通报》2008 年第 10 期)
人们把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中,经历了对现实生活中事物特性的认识、概念化到计算机数据库里的具体表示的逐级抽象过程,即现实世界-概念世界-机器世界三个领域。有时也将概念世界称为信息世界;将机器世界称为存储或数据世界。 一、三个世界 1、现实世界 人们管理的对象存于现实世界中。现实世界的事物及事物之间存在着联系,这种联系是客观存在的,是由事物本身的性质决定的。例如学校的教学系统中有教师、学生、课程,教师为学生授课,学生选修课程并取得成绩。 2、概念世界 概念世界是现实世界在人们头脑中的反映,是对客观事物及其联系的一种抽象描述,从而产生概念模型。概念模型是现实世界到机器世界必然经过的中间层次。涉及到下面几个术语: 实体:我们把客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物,也可以是抽象事件。如一个职工、一场比赛等。 实体集:同一类实体的集合称为实体集。如全体职工。注意区分"型"与"值"的概念。如每个职工是职工实体"型"的一个具体"值"。 属性:描述实体的特性称为属性。如职工的职工号,姓名,性别,出生日期,职称等。 关键字:如果某个属性或属性组合的值能唯一地标识出实体集中的每一个实体,可以选作关键字。用作标识的关键字,也称为码。如"职工号"就可作为关键字。 联系:实体集之间的对应关系称为联系,它反映现实世界事物之间的相互关联。联系分为两种,一种是实体内部各属性之间的联系。另一种是实体之间的联系。 3、机器世界 存入计算机系统里的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系,数据库中的数据必须有一定的结构,这种结构用数据模型来表示。数据模型将概念世界中的实体,及实体间的联系进一步抽象成便于计算机处理的方式。 数据模型应满足三方面要求:一是能比较真实地模拟现实世界;二是容易为人所理解;三是便于在计算机上实现。数据结构、数据操作和完整性约束是构成数据模型的三要素。数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等,它是按计算机系统的观点对数据建模,用于DBMS的实现。 关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式。 关系数据库因其严格的数学理论、使用简单灵活、数据独立性强等特点,而被公认为最有前途的一种数据库管理系统。它的发展十分迅速,目前已成为占据主导地位的数据库管理系统。自20世纪80年代以来,作为商品推出的数据库管理系统几乎都是关系型的,例如,Oracle,Sybase,Informix,Visual FoxPro等。 网络数据库也叫Web数据库。促进Internet发展的因素之一就是Web技术。由静态网页技术的HTML到动态网页技术的CGI、ASP、PHP、JSP等,Web技术经历了一个重要的变革过程。Web已经不再局限于仅仅由静态网页提供信息服务,而改变为动态的网页,可提供交互式的信息查询服务,使信息数据库服务成为了可能。Web数据库就是将数据库技术与Web技术融合在一起,使数据库系统成为Web的重要有机组成部分,从而实现数据库与网络技术的无缝结合。这一结合不仅把Web与数据库的所有优势集合在了一起,而且充分利用了大量已有数据库的信息资源。图1-1是Web数据库的基本结构图,它由数据库服务器(Database Server)、中间件(Middle Ware)、Web服务器(Web Server)、浏览器(Browser)4部分组成。 Web数据库的基本结构 它的工作过程可简单地描述成:用户通过浏览器端的操作界面以交互的方式经由Web服务器来访问数据库。用户向数据库提交的信息以及数据库返回给用户的信息都是以网页的形式显示。 Internet技术与相关协议 Internet技术在Web数据库技术中扮演着重要的角色。Internet(因特网)专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络,并通过各种协议在计算机网络中传递信息。TCP/IP协议是Internet上使用的两个最基本的协议。因此也可以说Internet是全球范围的基于分组交换原理和TCP/IP协议的计算机网络。它将信息进行分组后,以数据包为单位进行传输。Internet在进行信息传输时,主要完成两项任务。 (1)正确地将源信息文件分割成一个个数据包,并能在目的地将源信息文件的数据包再准确地重组起来。 (2)将数据包准确地送往目的地。 TCP/IP协议的作用就是为了完成上述两项任务,规范了网络上所有计算机之间数据传递的方式与数据格式,提供了数据打包和寻址的标准方法。 1.TCP/IP协议 TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)规定了分割数据和重组数据所要遵循的规则和要进行的操作。TCP协议能保证数据发送的正确性,如果发现数据有损失,TCP将重新发送数据。 2.IP协议 在Internet上传送数据往往都是远距离的,因此在传输过程中要通过路由器一站一站的转接来实现。路由器是一种特殊的计算机,它会检测数据包的目的地主机地址,然后决定将该数据包送往何处。IP协议(Internet Protocol,网际协议)给Internet中的每一台计算机规定了一个地址,称为IP地址。IP地址的标准是由4部分组成(例如),其中前两部分规定了当前使用网络的管理机构,第3部分规定了当前使用的网络地址,第4部分规定了当前使用的计算机地址。 Internet上提供的主要服务有E-mail、FTP、BBS、Telnet、WWW等。其中WWW(World Wide Web,万维网)由于其丰富的信息资源而成为Internet最为重要的服务。
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