开放式空间数据库访问接口的开发应用

GIS应用的快速发展对异构空间数据库互联互访提出了更高的要求。本文对现有的多种异构空间数据库互操作模式进行了对比分析,指出了各种模式的特点及其不足,在此基础上,提出了一种开放式空间数据库互联互访(OGDC,Opening Geospatial Database Connectivity)的策略与规范,以及由各家GIS平台软件厂商共同制定标准接口,再由数据库开发厂商或数据提供厂商按照标准接口进行开发实现的新模式。本文对OGDC的设计思路、技术特点和应用情况进行了分析,设计了地理空间数据库的数据访问对象模型及接口,并使用国产空间数据库软件BeyonDB,对OGDC作了开发和实验验证。实验表明,OGDC可以较好地兼顾空间数据互联互访中系统功能、效率和易用性等方面的需求,为异构空间数据库的标准化共享和持续利用提供了一种较为可行的解决方案。     

基于规则定制的地理空间数据质量检查软件设计研发

地理空间数据具有总量大、空间关系复杂的特点,其质量对空间分析结果准确性和空间决策支持可靠性有重要影响,设计了基于规则定制的质量检查软件,基于算子、要素和参数进行检查规则的设计,并通过对检查规则的灵活配置,形成针对特定地理空间数据质检要求的检查方案.以全国地理国情监测数据为例,研发了地理国情监测数据检查软件,完成了全国地...     

基于NoSQL的海量空间数据云存储与服务方法

近年来,实现海量空间数据高效地存储管理和在线服务,成为地学信息科学领域日益关注的热点问题。本文根据矢量和栅格空间数据的不同特点,提出并实现了矢量栅格数据一体化的海量空间数据分布式云存储管理与访问服务方案,在海量矢量数据存储和处理中创新性引入分布式图数据库Neo4J和并行图计算框架。在三层式空间数据云存储架构基础上,给出NoSQL数据库技术的栅格和矢量数据云存储的实现策略与方法,并开展了通用数据访问接口的设计。采用分布式文件系统HDFS存储栅格数据,并使用列族数据库HBase对其建立分布式空间索引,及采用满足ACID约束的分布式图数据库Neo4J来存储矢量数据,并使用R树建立空间索引。在自主研发的地理知识云平台GeoKSCloud框架下,初步实现了核心组件-空间数据聚合中心(GeoDAC)软件,可为各类用户提供空间数据分布式存储管理和访问服务。通过搭建试验床,开展GeoDAC与开源GIS软件PostGIS在矢量数据读写访问性能方面的对比测试。结果表明,虽然GeoDAC没有获得写入性能的加速作用,但其具有PostGIS无法比拟的强大读取性能。GeoDAC将海量数据经过空间分割后分布在集群上,能够并行处理查询请求,极大地提高空间查询速度,具有广阔的应用前景。     

空间数据引擎关键技术与应用分析

地理特征相关信息的一体化存储与访问是GIS软件平台研发的关键技术。在扩展关系数据模型的支持下,利用成熟的商用扩展关系型数据库管理系统存储和管理海量空间数据,是发展大型GIS平台空间数据库管理系统行之有效的技术方法。本文对几种典型的空间数据库管理平台ArcSDE、OracleSpatial、InformixSpatialDataBlade、DB2SpatialExtender和MySQLSpatialExtensions从存储模型、进程管理方案、空间查询和索引以及数据缓存技术等方面进行了分析。     

一种通用的地震前兆数据分析软件的设计与实现

在地震前兆仪器的性能测试与安装调试过程中,需要提取地震前兆相关数据进行分析,以验证仪器的性能及状态。针对现有的前兆数据分析软件功能单一的不足,设计、研发并实现了一套通用型地震前兆数据分析软件。论述该软件的基本架构及关键技术,与现有软件对比表明,该软件具有功能全面、界面友好、操作简单的优点。     

“数字南海”空间关系数据库模型及传输协议设计与实现

数字地球是当前网络G IS领域的研究与开发热点之一,其中,大量的空间数据在空间数据库中的组织和存储,以及在网络上的传输是数字地球系统中的两个重要技术。本文通过"数字南海"的开发实践,从国家信息安全角度出发探讨了自主设计与研发空间关系数据库模型和网络传输协议的若干技术方法。提出了以面向对象的ORM源模型设计空间数据库概念模型,以擅长语义表达的IDEF1X模型设计空间数据库逻辑模型和以关系数据库实现空间数据库存储模型的技术方案。并运用异步非阻塞套接字和多线程等技术在TCP/IP网络传输协议上,设计并实现了空间数据应用传输协议,使得空间数据在数字地球的客户端三维显示系统与服务器端的空间数据服务器系统之间能够高效安全地传输,实现Google Earth类似的操作功能,包括空间数据的流式传输和渐进式传输等,适应了数字地球的要求,并保证了空间数据的安全性,可为我国数字地球系统的自主开发与研制提供参考和借鉴。     

土地集约利用数据库实时更新系统的研制

针对PDA产品信息采集不全、屏幕小不易图形编辑、维护保管难及数据库更新不及时等问题,文章将更新数据的编辑、审核和更新入库功能移至服务器端。在系统结构设计、数据库设计以及功能设计等基础上,利用组件式GIS开发、空间数据拓扑分析、软件系统集成、地理建模等先进技术,对土地集约利用数据库实时更新系统进行开发,实现了土地集约利用评价数据库采集和更新内外业一体化,进而实现与"土地集约利用终端系统"的完美对接,为土地集约利用评价系统提供了实时、准确的数据源。     

可扩展的分布式矢量空间数据库集群原型系统研究

空间数据获取手段呈现多样化,其数据集每天以PB级的速度在增长,如何高性能地存储、高效处理海量空间数据成为重点问题。基于空间数据库集群系统,提出了Geohash的矢量空间数据分片存储方法,通过该分片方法实现了空间数据的并行导入、分布式矢量空间数据查询。通过实验分析了分布式矢量空间数据库在真实数据集以及虚拟数据集下的读写性能。实验表明:考虑空间分布特征的分布式空间数据库集群在空间查询性能和并发访问性能方面具有更好的扩展性。     

基于 HBase的海量地理空间数据的空间索引模型构建与优化

传统关系型数据库在海量地理空间数据的存储与管理上面临着高并发访问规模限制、数据库扩展能力不 足等困难.非关系数据库如 HBase等以其强大的扩展能力与计算能力为该问题提供了新的思·与方法.空间索 引模型和分布式存储模式设计是影响基于非关系数据库的海量地理空间数据的存储与查询效率的关键因素.对 当前主要基于 HBase的索引模型和空间数据存储设计进行了研究,设计了基于行政区划编码与矢量要素编码结 合的 RowKey(行键),使空间数据在 HBase存储中得到很好的聚类效果,并针对要素重叠与边界划分等问题提出 了一种基于四叉树ＧR树的改进的空间索引模型.该模型基于四叉树结构将空间数据划分为多个子网格,为?一个 子网格构建 R树索引,利用 Hilbert(希尔伯特)曲线对子网格进行编码,并设计了基于 MapReduce的并行化索引构 建算法和相应的空间查询算法.经实验测试,该存储设计和空间索引模型具有较好的查询效率.      

面向多源地理空间数据的知识图谱构建

知识图谱广泛应用于人工智能领域,基于此融合多源地理空间数据并表示地理事物的语义和时空信息,实现“数据—知识”的转换成为人们关注的热点。但现有通用知识图谱的空间知识覆盖度低且存在错误,同时基于维基百科构建的地理知识图谱存在空间关系、中文属性和坐标信息等属性缺失问题。因此本文以地理空间数据和百度百科数据的特征分析为基础,提出了以地理空间数据提取地理实体为主,百度百科补充属性信息为辅的知识图谱构建方式。① 基于GeoSparql设计模式层的地理实体、要素、几何形状和空间关系的逻辑关系;② 通过地理实体提取、实体链接和属性信息填充,在数据层实现空间知识融合;③ 结合关系型数据库和图数据库,设计空间知识存储方式;④ 在实体和关系2个方面定量分析知识图谱的构建规模。结果表明,本文构建的知识图谱中地理实体覆盖度和链接百科成功率相对较高,扩充了地理实体的概念描述信息,并将地理坐标的覆盖率提高到100%,对地理数据到地理知识的拓展具有重要意义。     

基于MongoDB的矢量空间数据云存储与处理系统

近年来,海量空间数据存储与处理日益成为地理信息科学领域的研究热点。其中,矢量空间数据更因其较高的复杂性,成为该类研究的重点问题。本文基于文档数据库,探究了多用户数据存储、矢量空间数据存储、海量矢量空间数据并行处理等问题,给出了存储和处理矢量空间数据的方法。在三层式云存储架构基础上,设计并实现了矢量空间数据云存储与处理系统VectorDB,达到了海量矢量空间数据的高效存储与处理要求。系统采用文档数据库MongoDB存储矢量空间数据,使用OGR库实现不同格式矢量空间数据的转换与存储,并用Hadoop对数据库中的数据进行并行计算,以及用mongo-hadoop作为MongoDB与Hadoop之间的连接器。通过实验对比了VectorDB与PostGIS的矢量空间数据读写性能,并分析了VectorDB与MongoDB在海量数据并行处理性能方面的差异。结果表明:VectorDB具有更好的读取性能和海量数据处理性能,适合多用户不同格式、不同属性矢量空间数据存储,对海量矢量数据存储与处理问题具有参考价值。     

GIS数据库更新模型与方法研究进展

空间数据库更新方法与关键技术研究是近年来国内外GIS的前沿研究课题.本文主要介绍了我国国家自然科学基金重点项目"GIS空间数据库更新的模型与方法研究"的主要研究进展,包括在遥感影像自动配准、地理要素变化信息提取、GIS主数据库增量建模、客户数据库更新等方面取得的研究成果.     

空间数据计算模式分析与应用

随着传感器和其他数据采集技术的不断进步以及对地观测网络的建设和启动,空间数据的高性能处理和分析成为摆在地学工作者面前的瓶颈。本文以此为出发点,按照不同地学领域(陆地、大气、海洋)的空间数据载体的形态的不同,将空间数据划分为反映固态基质信息的陆地空间数据,反映液态基质信息的陆地水文空间数据,反映液态基质信息的海洋流体空间数据和反映气态基质信息的大气流体空间数据四类,并对每类数据的最小单元问题进行了初步的分析。本文详细阐述了地学空间计算的涵义,并根据计算行为模式及计算的侧重点的不同,将地学计算过程分为深度计算过程与主动计算过程(即“数据→特征→知识”的一般计算过程),并就此进行了阐释。以基于特征的遥感信息提取和目标识别工作为例,对上述理论进行了说明和验证。最后对空间数据计算模式相关问题进行了总结,并对以后的研究做了展望。     

中国区域地质志空间数据库结构设计

在MapGIS平台上,采用关系数据库模型以及统一的系统库,设计了中国区域地质志中各类专业图数据库图层命名的原则,各类要素编码的方法,各类属性表的内容、结构,开发了数据库管理系统和一系列辅助软件,在提高建设数据库的效率和保证数据库质量精确的同时,实现了数据库系统用户访问、数据共享、数据查询等多种功能.中国区域地质志系列图...     

南大港湿地旅游信息系统的功能模块与应用

南大港湿地旅游信息系统 (简称 NWTIS)是适应南大港湿地生态旅游需要而精心设计与开发的。系统采用 Visual Basic的语言编辑及可视化数据库管理和 Map Info的图元输出功能进行系统集成 ,开发了基于 Windows风格的 NWTIS,实现了大量属性和空间数据的查询、分析和图文显示。     

基于WSRF的网格空间服务及其管理

网格技术与空间信息技术的结合,产生了空间信息网格。空间信息网格能够汇集各种空间信息资源,进行一体化管理,支持资源共享,提供"按需服务"的能力。"按需服务"要求能根据用户的要求,提供多样性服务,即能自动发现所有满足用户需求的空间信息资源或其组合,并评估各个资源或其组合,按一定目的选择资源,提供服务。但是由于网格的动态性,使得使用者较难得到现势性很好的空间信息资源的信息,直接影响了空间信息网格"按需服务"的能力。将传统的空间信息服务技术直接融入网格不能解决这一问题。为了解决该问题,提高"按需服务"的可靠性,本文根据支持资源状态和服务分离的网格框架W SRF,提出了W SRF设计网格空间服务及其管理的方案。即在空间信息资源节点,除了将信息资源以标准服务的方式提供使用,还以W SRF的方式组织资源的状态并提供访问和订阅;网格中央节点收集、维护和管理各子节点的服务和资源状态信息,提供信息访问接口以支持"按需服务"所必需的资源选择。最后按照该方案实现了一个简单的空间数据网格。     

“同一个地质”计划的地质图空间数据网络共享研究——以中国1:100万MapGIS格式的地质图数据为例

“同一个地质”(OneGeology)计划是一项旨在建立全球大约1∶100万比例尺的地质图数据库,使地质图数据可以在互联网上共享的国际合作计划.“OneGeology”计划是一个基于WebGIS技术的分布式系统,每个提供数据的组织者在自己的Web服务器上管理数据,“OneGeology”门户网站和每台Web服务器进行联...     

嵌入式GIS数据采集与导航系统设计技术与功能

嵌入式GIS软件是一个主要技术发展的新方向。目前,在国内外得到广泛的应用,本文以北京超图地理信息技术有限公司的eSuperMap GIS+Embedded Visual C++技术进行了嵌入式GIS数据采集与导航系统的设计开发。文章首先对嵌入式GIS数据采集与导航系统的实现作了分析,指出移动计算、嵌入式技术及移动接入与访问技术是系统实现的关键技术。在系统设计中,重点分析了EVC及eSuperMap GIS技术体系,并对矢量数据分层组织方法、空间数据显示比例控制、数据模型及SIT影像压缩技术做了具体的分析。在此基础上,结合应用系统开发,对EVC主要开发接口进行了分析描述。另结合eSuperMap GIS+Embedded Visual C++技术进行了原型系统的设计开发,实现了地图显示和浏览功能、地图数据管理与地图量算、属性管理与查询功能、对象编辑与移动目标计算、最佳路径分析与轨迹回放及GPS数据接收及移动数据终端处理等功能。在GIS数据采集与导航系统开发中,移动计算、嵌入式技术及移动接入与访问技术是系统实现的关键技术。在系统设计中,矢量数据分层组织方法、空间数据显示比例控制、数据模型及SIT影像压缩技术是系统实现的技术关键。通过Mi-crosoft eMbedded C++结合SuperMap嵌入式GIS开发工具,对解决上述关键技术提供了有效解决方法。通过本案例开发实践,我们认为研发一套实用、方便、有针对性的工具软件十分重要。该软件系统对车载导航、军事应用、公安消防等方面的应用具有重要的实践意义和理论参考价值。