1.1问题的提出 1
第一章 绪论 1
1.2本研究的目的和意义 2
1.2.1目的 2
1.2.2意义 3
1.3国内外研究现状 4
1.3.1空间数据模型研究现状与发展 4
1.3.1.1空间数据模型的发展历程 4
1.3.1.2空间数据模型的研究现状 7
1.3.2数字地质图空间数据模型研究的现状分析 9
1.3.2.1国际数字地质图数据模型研究现状 9
1.3.2.2国内数字地质图数据模型研究现状 13
1.4本文研究的目标、思路与技术方法 15
1.5论文内容的组织 15
1.6本章小结 17
2.1.1数字地质图的定义 18
第二章 数字地质图的理论基础 18
2.1数字地质图的概念、功能与作用 18
2.1.2数字地质图的功能与应用 19
2.2数字地质图数据模型理论 20
2.3地球信息科学理论 21
2.4空间数据基础设施理论 24
2.4.1空间数据基础设施的概念 24
2.4.2 SDI的构成 25
2.4.3地学信息服务 26
2.4.3.1地学信息服务基础设施的结构 26
2.4.3.2地学信息服务模式 28
2.5地学空间认知科学理论 29
2.5.1空间认知论 30
2.5.1.1空间认知的符号模型 31
2.5.1.2空间认知的形象思维与模式识别 31
2.5.1.3空间认知系统与地理信息系统的认知比较 31
2.5.2地图认知论 32
2.5.1.4空间认知对地学数据建模研究的作用 32
2.5.2.1地图认知模型 33
2.5.2.2地图认知在地图可视化中的指导作用 34
2.5.3视觉认知论 34
2.5.3.1人脑对信息的处理（认知）模型 34
2.5.3.2人类信息处理的计算模型 35
2.5.2.3表象研究 36
2.6.1TAYLOR的现代地图学核心论 37
2.6地图可视化理论 37
2.5.2.4视觉认知与信息技术 37
2.6.2 MACEACHREN的［地图学］3空间表达论 38
2.6.3 DIBIASE的科学探索工具论 38
2.6.4龚建华等人的认知与交流融合论 38
2.7地图（学）信息传输理论 39
2.7.1地图（学）信息传输理论的发展历史 39
2.7.2廖克等学者对新的地图（学）信息传输模式的认识 41
2.7.2.2强调表达地图编制者对地学环境信息的认识 42
2.7.2.1强调地图信息对使用者的作用，充分考虑信息传递的效果 42
2.7.2.3注重科学性与艺术性的统一与协调 43
2.7.3.危拥军等人的现代地图信息传输功能扩展论 43
2.7.3.1成果表现形式：由多用户单一产品向单一用户多样化产品扩展 43
2.7.2.2信息传输方式：由静态向动态扩展 43
2.7.2.3信息表现范围：由二维向三维、四维和多维扩展 44
2.7.2.4信息接收方式：由被动向主动扩展 44
2.7.2.5信息传输手段：由常规制图技术向各种新技术应用扩展 44
2.7.2.6信息传输途径：由视觉向视觉、听觉、触觉等多种感觉形式扩展 45
2.8模糊集合理论 45
2.8.1模糊集合理论的基本定义和操作 45
2.8.1.1模糊集合的基本概念定义 45
2.8.1.2模糊集合的基本操作定义 46
2.8.2模糊集合理论在地学信息建模中的作用 46
2.8.3模糊集合理论的应用 46
2.9.2.1概念 47
2.9.2基本概念、过程与步骤 47
2.9.1当前的主要研究内容 47
2.9数据挖掘和知识发现理论 47
2.9.2.2过程 48
2.9.2.3步骤 48
2.9.3数据挖掘的分类 48
2.9.3.1按挖掘的数据库分类 48
2.9.3.2按挖掘出的知识分类 48
2.9.3.3按挖掘使用的技术方法分类 48
2.9.4数据挖掘对地学信息可视化的指导作用 49
2.9.5空间数据挖掘 49
2.9.5.1空间数据挖掘概念 49
2.9.5.2空间数据挖掘的研究框架 50
2.9.6知识发现与可视化融合 50
2.9.6.1融合的概念模式 50
2.9.6.3在地学信息可视化系统中的应用 51
2.10本章小结 51
2.9.6.2研究面临的困难 51
第三章 数字地质图的支撑技术 53
3.1面向对象技术基础 53
3.1.1面向对象技术的基本概念 53
3.1.1.1面向对象的基本思想 53
3.1.1.2面向对象的基本概念 54
3.1.2面向对象建模 55
3.1.2.1分布式对象技术 56
3.1.2.2 CORBA对象技术 57
3.1.2.3 ACTIVEX/DCOM对象技术 58
3.2统一建模语言UML 60
3.2.1 UML主要内容 60
3.2.1.1 UML语义 61
3.2.1.2 UML表示法 61
3.3.1.1 OPENGIS规范 62
3.3地理标记语言——GML 62
3.3.1 OPENGIS概述 62
3.2.2 UML与其它模型语言的比较 62
3.2.3 UML的主要特点 62
3.3.1.2 OPENGIS体系构成 63
3.3.2可扩展标记语言——XML 63
3.3.2.1 XML简介 63
3.3.2.2 XML的特点 63
3.3.2.3 XML相关技术 64
3.3.3地理标记语言——GML 64
3.3.3.2 GML模型 65
3.3.3.1 GML设计目的 65
3.3.3.3 GML框架 66
3.3.3.4 GML的应用 67
3.4地理信息系统技术 67
3.5空间数据库技术 69
3.5.1全关系型空间数据库管理系统 71
3.5.2对象—关系数据库管理系统 71
3.5.4面向对象的矢栅一体化空间数据库管理系统 72
3.5.3面向对象空间数据库管理系统 72
3.6网络地理信息系统与地质信息发布服务技术 74
3.6.1万维网地理信息系统（WEBGIS）主要特点 75
3.6.1.1基于INTERNET/INTRANET标准 75
3.6.1.2分布式服务体系结构 75
3.6.1.3发布速度快，范围广，维护方便 75
3.6.1.4数据来源丰富、分布存档 76
3.6.1.5用户界面友好 76
3.6.1.6系统建设投资少 76
3.6.1.7系统安全性 76
3.6.1.8系统协同性 76
3.6.2主要WEBGIS系统平台基本功能 76
3.6.2.1 ARCVIEW INTERNETMAPSERVER（ARCVIEW IMS）平台 77
3.6.2.2 MAPOBJECTS INTERNETMAP SERVER（MO IMS）平台 78
3.6.2.3 ARCIMS平台 78
3.6.3 WEBGIS基本原理 80
3.6.3.1利用CGI方法建立WEBGIS系统 81
3.6.2.3利用PLUG-IN插件技术方法建立WEBGIS系统 82
3.6.3.2利用服务器端应用程序接口建立WEBGIS系统 82
3.6.2.4 ACTIVEX控件和DCOM组件对象模型建立WEBGIS系统 83
3.6.2.5利用JAVA编程语言建立WEBGIS系统 83
3.7本章小结 84
第四章 地质空间认知与认知模型 85
4.1地理信息系统认知与抽象 85
4.1.1信息系统的认知与抽象 85
4.1.2地理信息系统认知与抽象 86
4.2地理空间与地理空间实体 88
4.2.1地理空间的概念与内涵 88
4.2.2地理空间实体 89
4.2.3地理空间实体特征 89
4.2.3.1空间位置特征 89
4.2.3.2属性特征 89
4.3拓扑空间关系 90
4.2.3.3时间特征 90
4.2.3.4空间关系 90
4.3.1基于维数扩展的9－交模型DE9－IM 91
4.3.2基于DE9-IM的空间关系描述 92
4.4地质空间认知模型 94
4.4.1基于对象的模型 94
4.4.2基于网络的模型 95
4.4.3基于域的模型 95
4.5地质空间认知过程模型 96
4.5.1层次世界模型 96
4.5.1.1现实世界模型 97
4.5.1.2地质现实世界模型 97
4.5.1.3地质信息工程世界模型 97
4.5.1.4地质概念世界模型 97
4.5.1.5地质尺度世界模型 98
4.5.1.6地质要素定义世界模型 98
4.5.1.7地质要素表达世界模型 99
4.5.1.8地质要素几何世界模型 100
4.5.1.9地质要素实体世界模型 101
4.5.1.10地质空间集成世界模型 101
4.5.1.11地质空间产品世界模型 102
4.5.2转换算子 102
4.5.2.1命名算子 102
4.5.2.2选择算子 102
4.5.2.5分层算子 103
4.5.2.6编码算子 103
4.5.2.4度量算子 103
4.5.2.3抽象算子 103
4.5.2.7测量算子 104
4.5.2.8集合算子 104
4.5.2.9融合算子 104
4.5.2.10计算算子 104
4.6本章小结 105
5.1.2数字地质图的一致性问题 107
5.1.1地质图表示的复杂性 107
第五章 数字地质图关系数据模型研究 107
5.1一些基本问题的讨论 107
5.2数字地质图数据模型的基础 109
5.2.1数字地质图关系数据模型建模的思路 109
5.2.2关系数据库的一般考虑 111
5.3地质图关系数据模型 113
5.3.1规定 113
5.3.2元数据、图例及其关系表 115
5.3.2.1元数据 115
5.3.2.2图例 115
5.3.2.3图例关系表 116
5.3.3空间对象文件 117
5.3.3.1空间对象文件 117
5.3.3.2空间对象文件关系表 118
5.3.4单一对象文件 119
5.3.5组合对象文件 120
5.3.6岩石单元 122
5.3.7地质构造要素 125
5.4本章小结 126
第六章 数字地质图核心元数据库设计及其实现 127
6.1空间数据元数据的基本问题 127
6.1.1元数据定义与内容 127
6.1.2元数据的用途与作用 128
6.2数字地质图核心元数据 129
6.3数字地质图核心元数据库管理系统设计与实现 130
6.3.1数字地质图核心元数据的数据模型设计 130
6.3.2数字地质图核心元数据的实现 131
6.3.3.4自由选择代码库 132
6.3.3.7辅助输入 132
6.3.3.6辅助建立属性表 132
6.3.3.5条件查询 132
6.3.3.2元数据编辑与修改 132
6.3.3.1元数据浏览功能 132
6.3.3元数据管理系统的功能实现 132
6.3.3.3用户自定义代码与记录格式 132
6.4本章小结 134
7.1.1依赖关系 135
7.1.2泛化关系 135
7.1 UML中关系的表示 135
第七章 面向对象数字地质图数据模型OODGMDM 135
7.1.3关联关系 136
7.1.4实现关系 137
7.1.5支持UML的CASE工具 137
7.2 OODGMDM概念设计 138
7.3 OODGMDM逻辑设计 140
7.3.1核心类对象设计 141
7.3.2概念类对象设计 142
7.3.3描述类对象设计 143
7.4 OODGMDM对地图单元描述示例 147
7.5本章小结 149
8.1 GEODATABASE简介 151
8.1.1 GEODATABASE的关键概念 151
第八章 OODGMDM的物理实现——以GEODATABASE为例 151
8.1.2 GEODATABASE的体系结构 153
8.1.3 GEODATABASE在RDBMS中的存储 153
8.2 GEODATABASE的建模思路与建模技术 154
8.2.1ARCGIS的数据模型 154
8.2.2 MICROSOFT VISIO建模技术 156
8.3.1 OODGMDM模型的物理实现思路 157
8.3 OODGMDM的物理实现 157
8.3.2工作流定义 158
8.3.3地质单元描述 159
8.4实现技术的讨论 163
8.4.1关于地质数据分类问题 163
8.4.2关于地学数据模型的问题 165
8.4.3关于地质制图数据模型的问题 165
8.5.1数字地质图空间数据发布服务 166
8.5 OODGMDM应用实例 166
8.5.1.1空间数据发布服务系统主界面 167
8.5.1.2空间数据发布服务的安全设计 170
8.5.2地学空间数据发布服务系统的实现 170
8.5.2.1利用JAVASCRIPT实现基本功能函数库 170
8.5.2.2元数据服务的实现 171
8.5.2.3用户管理功能的实现 172
8.5.2.4地图发布向导功能的实现 172
8.5.2.5系统功能集成 173
8.5.2.6地图提取主要功能实现 173
8.5.3对OODGMDM的测试试验 176
8.6本章小结 176
9结束语 178
9.1主要研究工作和结论 178
9.3进一步研究的工作及对未来的展望 179
参考文献 181