空间数据库引擎及其解决方案分析

解决用户应用系统与空间数据库间的数据传输成为空间数据库能否得以充分利用的关键问题。在众多解决方案中,空间数据库引擎备受关注。本文对几种常见的空间数据引擎ArcSDE、OracleSpatial、SpatialWare、DB2SpatialExtender和ImformixSpatialDataBlade以及SuperMapSDX ,从存储模型、进程管理、空间查询与索引、数据缓存技术以及二次开发等方面进行了分析。     

基于“要素对象空间信息指纹”的变化空间数据同步技术的研究

随着空间数据库的建设和应用的发展,空间数据动态更新和数据分发成为确保数据现势性的主要研究课题,系统提出将地形地物要素数据的坐标数组通过MD5算法生成32位字符串的"要素对象空间信息指纹"作为判定要素数据变化的方法,结合Oracle数据库CDC技术,快速获取空间变化数据,再通过ETL数据同步机制流程化管理空间同步过程,多节点、多级联按需配置同步图层,实现不同Oracle数据库版本、不同Arc SDE版本间的空间数据断点续传同步功能。     

基于OCCI的空间数据库几何对象实现方法

海量空间数据的高效访问和操作是 GIS平台和应用系统开发的核心技术。本文分析了 Oracle数据库管理系统所提供的访问接口 OCI、OCCI及对象类型转换工具 OTT的特性 ,基于 OCCI和 OTT技术提出了一种面向对象的访问及操作 SDO几何对象的方法 ,并通过实例讨论了实现过程。该方法利用 SDO几何模型作为 Oracle服务端的几何对象载体 ,在客户端通过继承 SDO几何对象实现自定义几何对象模型 ,避免了 SDO几何对象与用户定义几何对象之间的空间数据转换过程 ,有利于扩展自定义空间数据模型。同时 ,自定义几何对象可以充分利用Oracle Spatial提供的空间操作与整合功能 ,加速 GIS软件平台研发过程。     

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。     

4D产品的空间数据库结构设计

主要研究了4D产品(DEM、DOM、DRG、DLG)空间数据库结构设计,将4D产品通过空间数据库引擎ArcSDE存储在大型商业关系数据库管理系统Oracle8i中。在Oracle中可以建立不同的关系表来存储一些4D产品。由于采用关系数据库管理空间数据符合OpenGIS规范,这将增加空间数据的互操作性,并能使GIS融入IT技术的主流。     

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。     

空间数据库模型概念与结构研究

空间数据库模型是实现地理信息系统的基础,它决定了客观世界中的空间实体将以何种方式在计算机系统中被抽象、存储和管理。传统地理信息系统的空间数据库采用空间数据和属性数据由关系数据库和文件系统分别管理的机制,这种机制在当今面向对象的思想日益得到深入应用以及地理信息系统应用开发日益复杂的趋势之下,暴露出描述能力不足、实现复杂以及不利于空间数据共享等问题。针对这些问题,在此结合OGC(OPEN GIS CONSORTIUM)给出的空间实体存储规范和Oracle Spatial的数据格式,着重讨论了结合关系数据库和面向对象思想的对象-关系数据模型。     

基于知识对象的土地管理空间数据库模型设计与实现

空间数据模型建立的目的是反映现实世界。当今的GIS系统的空间数据模型,主要反映地图制图领域的点、线、面对象管理与操作的几何知识。本文通过对比研究,发现土地管理空间概念的领域知识,包含几何知识。几何知识是依据几何特征属性识别的土地管理领域知识之一。将土地管理领域空间概念的领域知识对象化,建立与几何知识对象等价的对象组件,扩展对象关系型的空间数据模型,建立了"[领域空间知识对象]+[GIS的点、线、面的几何对象]+[扩展属性]"的空间数据模型。这种模型简化了空间数据库的管理操作,降低了对工作人员制图专业知识的要求,降低了空间对象实例与其属性的耦合度,减少了政策变化对数据的影响程度,提高了数据的稳定性和共享度。鉴于这种空间数据库模型,本文开发了空间知识对象的江苏省"515"城乡一体化地籍系统的数据检查子系统,在镇江市、江都市等多个市县的"515"城乡一体化地籍调查的数据检查入库工作中得以应用,证明了模型设计的可行性,收到了良好的效果,为专题GIS空间数据管理,提供了一种的新的空间数据模型。     

面向环境数据集的Spatial OLAP系统集成

SOLAP是以空间数据仓库为基础,针对特定问题的联机空间数据访问和分析,实现SOLAP的前提是解决空间数据与非空间数据在空间数据仓库中的集成问题。首先,论文结合混合数据仓库架构模式,采用多层体系结构设计,提出和构建了一种面向环境数据集的空间OLAP系统的体系架构,包括"生产数据库—数据仓库层(基础业务库-主题数据库)-中间件层—BI综合分析层"等4个层次。接着,分析了环境数据集成和空间数据仓库建模过程,采用Oracle 11g来构建环境空间数据仓库,通过使用ODI工具的ETL功能实现环境属性数据集成。分析和构建了环境数据空间维度扩展的方法和模型,通过扩展行政区划维度表,使用Oracle Spatial sdo_geometry抽象几何数据类型存储环境空间数据,实现了空间数据和数据仓库数据的一体化存储。分析了SOLAP系统中OLAP和GIS的集成问题,采用OBIEE作为OLAP工具,Oracle Mapviewer作为GIS组件、GIS服务和OLAP服务在Web服务器中进行业务逻辑集成,对外提供统一的访问接口,实现OLAP和GIS的完全集成。最后,实现了一个环境数据集SO-LAP原型系统,验证了论文的框架和模型。     

山西省1:5万矢量数据库的建设及开发应用

通过山西省1∶5万矢量数据库的设计过程,阐述其中的核心技术。基于Oracle+ArcSDE的技术建立的空间数据库技术是一种比较成熟的、稳定的空间数据库管理技术,也是省级基础地理数据库的主流模式。ArcSDE作为中间插件联系应用程序和关系数据库,解决了空间数据和属性数据统一存储。     

空间规划

国民经济建设和社会发展的大多数活动是在广袤的地域空间上进行的。为了有效地进行宏观规划和管理,政府部门或机构要进行自然和社会经济要素分布特征与资源环境条件的调查分析,进行空间规划布局．研究空间发展状态和政策的空间效应。     

地理空间数据的空间性分析应用

“空间性”是地理空间数据有别于其他数据的显著特征,因此地理空间数据研究过程中必须反映和遵从其地理空间特性。本文将集中于两个领域,即统计分析和遥感图像分析领域,来论述地理空间数据分析中必须加强对空间异质性、空间结构和尺度的探讨。     

基于地下水多变量空间聚类分析的变异性评价

在现存地下水监测网站中,观测站点分布的任意性、随意性和层次不清以及观测数据的冗余性等问题普遍存在,应用空间聚类原理,对所选研究区域廊坊地下水的监测点位及监测指标分别进行了空间聚类分析,对原始数据和经聚类处理后的数据分别进行了空间变异性评价,结果显示空间聚类分析是有效合理的.试图将空间变异性和空间聚类方法结合起来,为环境监测点的重新布置提供了理论依据,使提高监测效率与监测点的代表性、优化监测网格成为了可能;了解监测指标及监测点位在空间上的相关程度,为环境监测指标的确定提供理论依据,进而为环境管理、污染物控制以及环境资源的综合利用提供基础依据.     

空间数据访问中间件技术

空间数据共享和互操作是GIS领域迫切需要解决的重要问题,文中基于OGC规范,探讨了空间数据访问中间件的实现策略,并给出相应的实现模型,屏蔽多源空间数据的异构性和复杂性,实现分布式异构环境下的共享和互操作。     

空间分析引论

地震学家研究地震的区域分布：地震发生是否存在空间格局及其可预报性?流行病学家分析病例的空间分布规律,及其是否与污染分布有关等等诸如此类的问题;警察通过察看盗窃事件发生的空间位置,寻找其余社会经济特征的空间关联性,据此对未来态势做出估计;遥感专家需要将遥感图像中的噪音过滤掉以恢复其基本空间格局;地质学家需要根据空间离散分布的钻孔点集信息推测矿藏储量;地下水文学家需要用一系列有毒化学浓度样品制作地下水污染地图;零售商可以根据区域科学家利用社会经济数据和空间经济学原理建立起来的购物流模型估计评价对于其所属零售店的需求,以及是否有新的营业网点需要开业、扩张、关闭等。     

基于网络空间点模式的餐饮店空间格局分析

餐饮业是城市经济发展的重要指标,运用合适的方法来研究城市餐饮业的空间格局特征,对城市规划、商业选址和经济发展等具有重要意义。本文以广州市海珠区为例,基于餐饮店POI（兴趣点）数据,利用核密度估计法分析餐饮店的空间分布特性,采用网络核密度法探究其热点路段的分布情况,并利用网络双变量K函数法,分析餐饮店分布与公交站和居民小区的相关性。结果表明：海珠区餐饮店总体分布呈现“西密东疏”的空间格局,具有多中心的空间分布特征;江南中街道餐饮店分布的热点路段主要集中在江南西路和江南大道中沿线,其密度随着与该沿线的距离增加而衰减;在较小范围内,餐饮店的分布与公交站具有显著的聚集关系,而与居民小区不具有显著的聚集关系。对于沿道路分布的空间地理点对象,利用网络空间点模式分析可得到较好结果。     

空间数据服务代理平台--门户站点体系实现的关键技术

利用Web服务技术、SOAP技术,并引入GML,建立空间数据服务代理平台一门户站点,浓缩空间数据服务站点信息,实现与众多的空间数据服务站点的动态绑定,提高空间数据共享的可操作性,通过SOAP扩展技术来解决GML大数据量的异构网络传输,从而快速实现空间信息共享和互操作。本文对空间数据服务代理平台一门户站点的体系架构、功能、实现及关键技术等进行了探讨,并总结了体系在实现空间数据共享及互操作方面的优点。     

以坡位为空间配置单元的流域管理措施情景优化方法

基于流域过程模型的BMP情景分析是当前流域管理措施评价、非点源污染控制等研究应用中广泛采用的方法,但其通常采用的BMP空间配置单元（地块、农场、水文响应单元或子流域）与坡面上的地形部位关系较弱,难以有效地根据坡面过程特点表达坡面上多种BMP之间的空间配置关系,影响了BMP情景优化效率和结果的合理性。为此,本文提出以坡位单元作为BMP空间配置单元,将各种BMP在不同坡位间合理的空间配置关系显式表达为基于坡位的空间配置规则,通过结合NSGA-II优化算法建立了一套基于坡位单元的BMP空间配置优化方法。应用案例表明,本文构建的基于坡位单元的BMP情景优化方法可有效利用基于坡位的空间配置规则进行BMP情景优化,优化所得的BMP空间配置方案更为合理,优化效率较高。     

空间数据建库研究

采用空间数据库的基本理论,结合北京市国土资源与房屋管理信息系统中建库的实例,研究了空间数据建库的数据性质,空间数据建库的原则、标准和步骤;探讨了空间数据库的组织管理;分析了空间数据建库数据的无缝集成、元数据的组织、空间数据库增量备份和增量更新等关键技术。结果表明:空间数据建库还存在空间数据的组织模式、空间数据的安全性、空间数据的快速更新等问题,还需要进行大力研究。