基于空间数据库的空间数据管理
GIS空間數(shù)據(jù)管理已經(jīng)走出了文件管理的模式(龔健雅,2004)。最初的GIS 軟件一般采用文件方法管理矢量圖形數(shù)據(jù),利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)。目前主要的GIS軟件都采用了商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)同時(shí)管理圖形和屬性數(shù)據(jù)。如SuperMAP、MapGIS、Geostar 、ArcGIS、Geomedia等。利用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理空間數(shù)據(jù)存在兩種模式,一種是GIS軟件商在純關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上,開發(fā)一個(gè)空間數(shù)據(jù)管理的引擎,利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)提供的Blob字段存貯二進(jìn)制的坐標(biāo)數(shù)據(jù),一個(gè)空間對(duì)象存為一條記錄,一部分是定長(zhǎng)字段存貯屬性數(shù)據(jù),一部分是變長(zhǎng)字段Blob存貯矢量圖形數(shù)據(jù)。存貯Blob字段的二進(jìn)制坐標(biāo)數(shù)據(jù)是一個(gè)黑箱,具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和解釋由各GIS軟件解決。這樣不同的GIS軟件雖然都采用同一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理圖形和屬性數(shù)據(jù),但是,不同軟件之間數(shù)據(jù)還是不能進(jìn)行共享和互操作(龔健雅,2004)。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理空間數(shù)據(jù)的另一種模式是直接采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)廠商提供的空間數(shù)據(jù)管理引擎。如Oracle、DB2、Informix、Ingres等都有自己的空間數(shù)據(jù)管理模塊,它的基本原理與前面類似。用Blob字段存貯空間目標(biāo)的坐標(biāo),用四叉樹或R樹建立空間索引。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)廠商開發(fā)了空間數(shù)據(jù)管理的插件,無疑給GIS軟件商帶來了福音。GIS軟件可直接調(diào)用空間數(shù)據(jù)管理函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理,這樣一方面減少了開發(fā)工作量,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和空間數(shù)據(jù)的共享性,不同的GIS軟件采用同一個(gè)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)原理上說可以進(jìn)行實(shí)時(shí)共享和互操作;另一個(gè)方面,數(shù)據(jù)庫(kù)廠商技術(shù)實(shí)力雄厚,開發(fā)的空間數(shù)據(jù)管理模塊效率高,而且能跟隨數(shù)據(jù)庫(kù)主流技術(shù)同步發(fā)展。目前,矢量圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的管理問題已基本得到解決(龔健雅,2004)。
近些年來,隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、客戶/服務(wù)器技術(shù)的迅速發(fā)展,以及GIS的深入推廣應(yīng)用,空間數(shù)據(jù)管理的矛盾已經(jīng)不僅僅是在空間數(shù)據(jù)管理采用何種方式上,更重要的是空間數(shù)據(jù)庫(kù)之間的協(xié)作問題。由于地理數(shù)據(jù)的分布性特點(diǎn),給數(shù)據(jù)的統(tǒng)一應(yīng)用和協(xié)同管理帶來了一定的問題。因此分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù),聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)(李俊等,2001;Gong jianya et al,2004)和空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等策略和技術(shù)紛紛提出,用以解決與此相關(guān)的問題。
李宏偉等(2003)認(rèn)為采用C/S和B/S的混合體系結(jié)構(gòu)對(duì)地理空間信息進(jìn)行一體化存儲(chǔ)和管理是一個(gè)明智的選擇。通過C/S實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)和管理,建立一個(gè)邏輯數(shù)據(jù)庫(kù),統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理各個(gè)不同地域的物理數(shù)據(jù)庫(kù)。胡金星等(2003)基于面向?qū)嶓w及其關(guān)系的數(shù)據(jù)模型,參照OpenGIS規(guī)范,對(duì)空間數(shù)據(jù)按照簡(jiǎn)單對(duì)象集、拓?fù)鋵?duì)象集、復(fù)合對(duì)象集、域?qū)ο蠹M(jìn)行數(shù)據(jù)組織。在對(duì)關(guān)系型、對(duì)象關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行深入剖析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用各種數(shù)據(jù)庫(kù)的專用開發(fā)接口技術(shù),基于元數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)多源、異構(gòu)、分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù)的集成管理。陸鋒等(2002)認(rèn)為在空間數(shù)據(jù)組織上,面向?qū)嶓w空間數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)模型發(fā)展的必然趨勢(shì);在空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上:現(xiàn)在的GIS軟件朝集成結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)方向發(fā)展,將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)全部存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。宋海朝等(2004)設(shè)計(jì)了一個(gè)分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu),提出了一個(gè)兩級(jí)空間數(shù)據(jù)查詢描述規(guī)范,并對(duì)分布式查詢進(jìn)行了設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)與GIS應(yīng)用和空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)相結(jié)合,具有較高的可靠性和效率。葉圣濤等(2005)提出了基于三層構(gòu)架的分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)。這三層分別是:本地空間數(shù)據(jù)模型層、統(tǒng)一的空間元數(shù)據(jù)模型層和統(tǒng)一的全局空間數(shù)據(jù)模型層。把這種體系結(jié)構(gòu)用于廣東省水資源規(guī)劃信息管理系統(tǒng),用于管理分布式的水資源規(guī)劃信息。杜小平等(2004)提出了基于Oracle復(fù)制的分布式空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的體系結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法,可以將異地配置的若干個(gè)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)站點(diǎn)鏈接起來,實(shí)現(xiàn)不同站點(diǎn)之間空間數(shù)據(jù)庫(kù)的透明連接,很好地解決了多源數(shù)據(jù)綜合管理技術(shù)、數(shù)據(jù)服務(wù)器之間空間數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)同步、空間數(shù)據(jù)備份與故障恢復(fù)等一系列技術(shù)問題,有效地減輕了海量空間數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的壓力,更好地滿足多用戶應(yīng)用復(fù)雜的要求。王啟明等(2001)對(duì)可持續(xù)發(fā)展信息網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、多元異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的集成、可持續(xù)發(fā)展信息多站點(diǎn)綜合分析與分布式計(jì)算等信息共享關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。龔健雅等(2004)提出的邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)(Federated Database)的概念有別于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。除了包含分布式的概念以外,它還指異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)的多比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)。
摘自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_5a1a57450100aglt.html
總結(jié)
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