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。     

基于Web服务的海洋矢量场远程可视化研究

目前,GIS大部分空间数据的静态网络可视化共享及其服务器端数据集中管理提供底层数据服务的方式,不仅难以满足与日剧增的多源异构海量空间数据共享需求,同时从应用角度也难以满足对动态性较强的海洋环境信息进行实时可视化共享的需求。而网络Web服务和网格技术的快速发展及其与网络GIS的有机结合,使得分布式、一站式的空间数据实时动态网络可视化共享成为可能。因此,本文针对海洋矢量场信息,深入分析其网络实时动态可视化需求及相应的技术难点,并以Web服务为基础,探讨了在Web服务与网络GIS技术基础上建立一站式海洋环境矢量场网络动态可视化共享系统的技术方法和具体系统结构。文章最后以海洋流场数据为例,具体采用ArcGIS Server的网络服务技术,以及Arc Engine的高效可视化技术,具体实现海洋流场的网络动态可视化共享平台。实践证明,基于Web服务的海流网络可视化系统较好地满足了用户对矢量场数据网络共享与可视化的需求。     

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TileStache的多源投影矢量数据瓦片生成技术研究

瓦片技术的出现改变了传统Web GIS的服务架构,提高了地图数据请求响应的效率。针对多种地图投影类型或地理坐标的矢量数据在瓦片划分过程中遇到的问题,本文基于OGR地理数据模型,设计了多投影数据转换Python模块,扩展至开源应用程序Tile Stache,得到适用于多源投影矢量地理数据的瓦片生成工具OTile Tool;从而实现矢量地理数据瓦片的快速生成,为网络地理信息系统提供了表达地理信息的Geo JSON格式瓦片数据。     

基于Mapbox矢量切片在线配图平台的设计与实现

矢量切片是以四叉树模型切割矢量数据而生成的矢量要素描述性文件,Web GIS开发中,矢量切片的配图是通过编写Json样式文件,最后浏览器根据样式文件实现地图在线渲染显示,但这种方式配图效率低,样式单一。为了优化配图过程,本文从矢量切片数据和浏览器渲染两个方面提出了一套基于Mapbox的矢量切片在线配图平台,包括基于Geo Server的矢量切片服务发布、基于MapboxGL的浏览器地图渲染等,设计实现了矢量切片在线配图平台应用于浙江省电子地图配图与在线制图研究项目,简化了矢量切片地图的配图过程,具有很强的实用性。     

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。     

基于要素服务的地图在线编辑系统设计与实现

针对空间信息平台用户对空间数据的上传、下载、发布和在线编辑的需求,设计实现了基于ArcGIS Server要素服务和Flex的具有地图数据在线编辑功能的Web GIS系统。本系统应用RIA技术,实现了空间与属性数据的在线编辑,符号在线编辑和用户数据管理等,用户体验上也得到很大提升。通过工程化的设计实现,能够满足"平台"跨部门多应用主体的实际需求。     

基于NewMap Server的旅游信息服务系统开发与实现

本文采用NewMap Server将基础地理信息数据和旅游专题数据发布为地图服务和要素服务,通过数据库引擎连接Oracle 11g并建立服务器端的旅游空间信息数据库,将地图空间数据和属性数据进行存储与管理,并结合NewMap Server JSAPI,在Web GIS、物联网等技术的基础上,设计并完成了B/S架构的"数字洛阳旅游信息服务系统",实现了旅游信息资源的空间查询和分析、景区在线实时监控、旅游APP下载等诸多功能,为旅游管理部门和社会大众提供了直观、便捷的空间信息服务,从而方便用户掌握当地旅游资源、了解旅游即时动态、制定个性化的旅游计划。     

基于Oracle Spatial的空间数据库缓存的关键技术

Oracle Spatial是目前发展得比较成熟的对象关系型空间数据库存储模型,它实现了空间数据与属性数据的一体化存储,可以定义特定的数据类型,具有开放的存储格式,为GIS数据共享提供新的解决方案;但由于其采用扩展结构的空间数据库模型,对空间数据进行间接存取,数据存储和获取的效率较低。本文在阐述了扩展结构空间数据库模型的优势和局限性的基础上,提出采用缓存技术来提高数据访问效率,重点研究了空间数据库客户端缓存的关键技术,包括缓存实现机制、数据编码方法、数据一致性控制等,并给出实验对比数据,证明了空间数据缓存技术对空间数据尤其是大数据量空间数据的读取上所取得的成效。最后,本文指出了这一技术尚存在的问题及初步解决思路。     

空间海量数据管理技术解读与研究

随着GIS技术在国民经济建设各领域、各部门的应用日益普及和深入,GIS潜在的价值正在不断的被发现和挖掘,并逐渐成为各类基于IT信息系统和应用系统的公共平台。以往GIS系统中的数据特别是空间数据大多是采取文件方式,空间数据越多文件就越大,对于数据的处理就越复杂。随着计算机技术,特别是数据库技术的发展,数据库存储不断优化,使空间数据借助数据库来存储的方式得以实现。     

空间信息服务在RFID物流管理系统中的应用研究

RFID（射频识别）中间件技术是RFID产业化的关键技术,分布式环境下的信息交换是这项技术的主要研究方向之一。随着企业对空间位置信息的关注需求日益增大,空间信息服务也成为RFID中间件中必不可少的组成部分。本文介绍了RFID中间件和空间信息服务的概念,通过一个RFID物流管理系统应用实例研究了空间信息服务在RFID中间件中提供空间信息操作,处理与交换的应用。     

基于Web Services和.NET技术的新一代Web GIS研究与开发

分析了当前主流Web GIS中普遍存在的问题,并基于Web Service和．NET技术。提出了新一代的网络地理信息系统技术框架——面向服务的Web GIS软件平台框架,该框架体现了“服务即是软件,软件即是服务”的全新理念。最后介绍了基于Web Service和．NET技术的新一代Web GIS平台——SuperMap IS．NET的设计与实现。     

利用Java技术实现基于XML的Web服务

基于XML的Web服务允许网络上的所有系统和用户通过Internet或Intranet进行交互,它提供了适用于各种不同平台和产品的基础.开发人员可以利用现有的Java技术开发遵从XML标准、功能完整、共通性的Web服务.利用现有的J2EE(the Java 2 Enterprise Edition)系统,无需对系统架构进行改动,就可以构建复杂强大的Web服务应用.介绍了如何方便地利用Java和XML技术来实现Web服务.     

网格GIS数据传输机制与策略

WebGIS实现了数据的分布性,而基于中间件的网格GIS的目标是实现GIS数据和GIS功能服务的分布性。本文介绍了网格GIS的信息处理流程,并根据网格GIS对数据传输功能的要求,提出了网格GIS数据传输的实现策略。在网格GIS数据传输过程中,对地理空间数据信息的描述,是通过GML语言来完成的,并利用Web services、消息中间件等构造网格GIS数据传输服务,同时对于网格GIS数据传输中的安全问题作了阐述,利用代理机制来完成数据传输过程中的安全控制。     

ISAPI在Web服务器中的应用

ISAPI是因特网信息服务的应用程序编程接口。通过介绍CGI、ISAPI、ASP等几种常用网络数据库的Web访问技术，并且比较这些技术的优缺点。引入一种采用ISAPI组建高效率Web服务器的方案，同时通过一个实例来介绍ISAPI在web服务器中的具体应用。     

使用ASP和ADO技术访问Web数据库

通过一个网络购书系统的开发过程，阐述了如何使用ASP和ADO技术访问Web数据库，实现数据库化的动态网站。该系统安全、方便、功能完备，具有一定的实用价值。     

GIS Web Services构建与应用

GIS Web Services是Web GIS发展的一个新阶段,引起了Web GIS实现体系的变革,解决了以往Web GIS技术的种种问题的限制,推动了GIS的进一步发展。本文阐述了Web Services的模型,并对GIS Web Senrices应用模型的构建方法进行了详细说明,最后,分析了GIS Web Services目前的应用现状。     

面向服务的地理信息公共服务平台研究

信息技术的日益发展,使得异构信息资源不断涌现,如何将这些异构信息进行集成成为迫切需要解决的问题。为了解决异构地理空间信息源的共享问题,本文研究了一种面向服务的地理信息共享模式,采用符合OGC标准的WFS、WMS等建立各种标准的服务,使得用户不但可以在网络上方便地调用各种地理空间信息,还可以通过标准的接口将各种标准的数据服务和功能服务与自己的应用系统进行集成,以及将来自不同软件提供的接口的数据进行共享。以武汉市为例,开发并实现了面向服务的地理空间信息公共服务平台,说明了通过标准的服务接口访问服务的方法,该平台在武汉市政务专网上得到了广泛应用。     

ArcIMS在政府地理信息系统中的应用

本文介绍了Web GlS软件ArcIMs，并用例子阐述了其在政府GIS中的应用。     

基于Web Services技术的GIS体系结构研究

网络化和服务化是GIS的发展方向。对于Web Services这样一种新的、基于对象／组建模型的分布式计算技术的研究正在兴起,本文重点研究了Web Services技术在GIS中的应用,分析了其中的关键技术,包括体系结构、数据组织模型,给出了一个基于Web Services技术的GIS数据组织模型,最后指出了基于Web Services技术的GIS发展前景。