基于空间数据库的空间数据管理

GIS空间数据管理已经走出了文件管理的模式（龚健雅，2004）。最初的GIS 软件一般采用文件方法管理矢量图形数据，利用关系数据库管理系统管理属性数据。目前主要的GIS软件都采用了商用关系数据库管理系统同时管理图形和属性数据。如SuperMAP、MapGIS、Geostar 、ArcGIS、Geomedia等。利用商用关系数据库管理系统管理空间数据存在两种模式，一种是GIS软件商在纯关系数据库管理系统基础上，开发一个空间数据管理的引擎，利用关系数据库提供的Blob字段存贮二进制的坐标数据，一个空间对象存为一条记录，一部分是定长字段存贮属性数据，一部分是变长字段Blob存贮矢量图形数据。存贮Blob字段的二进制坐标数据是一个黑箱，具体的数据结构和解释由各GIS软件解决。这样不同的GIS软件虽然都采用同一个关系数据库管理系统管理图形和属性数据，但是，不同软件之间数据还是不能进行共享和互操作（龚健雅，2004）。利用关系数据库管理系统管理空间数据的另一种模式是直接采用关系数据库厂商提供的空间数据管理引擎。如Oracle、DB2、Informix、Ingres等都有自己的空间数据管理模块，它的基本原理与前面类似。用Blob字段存贮空间目标的坐标，用四叉树或R树建立空间索引。关系数据库厂商开发了空间数据管理的插件，无疑给GIS软件商带来了福音。GIS软件可直接调用空间数据管理函数进行数据管理，这样一方面减少了开发工作量，保证了系统的稳定性和空间数据的共享性，不同的GIS软件采用同一个空间数据库管理系统原理上说可以进行实时共享和互操作；另一个方面，数据库厂商技术实力雄厚，开发的空间数据管理模块效率高，而且能跟随数据库主流技术同步发展。目前，矢量图形数据与属性数据的管理问题已基本得到解决（龚健雅，2004）。

近些年来，随着计算机软硬件技术、数据库技术、网络技术、多媒体技术、客户/服务器技术的迅速发展，以及GIS的深入推广应用，空间数据管理的矛盾已经不仅仅是在空间数据管理采用何种方式上，更重要的是空间数据库之间的协作问题。由于地理数据的分布性特点，给数据的统一应用和协同管理带来了一定的问题。因此分布式空间数据库，联邦数据库（李俊等，2001；Gong jianya et al，2004）和空间数据仓库等策略和技术纷纷提出，用以解决与此相关的问题。

李宏伟等（2003）认为采用C/S和B/S的混合体系结构对地理空间信息进行一体化存储和管理是一个明智的选择。通过C/S实现地理信息的分布式存储和管理，建立一个逻辑数据库，统一协调和管理各个不同地域的物理数据库。胡金星等（2003）基于面向实体及其关系的数据模型，参照OpenGIS规范，对空间数据按照简单对象集、拓扑对象集、复合对象集、域对象集进行数据组织。在对关系型、对象关系型空间数据库的实现技术进行深入剖析的基础上，应用各种数据库的专用开发接口技术，基于元数据管理实现对多源、异构、分布式空间数据库的集成管理。陆锋等（2002）认为在空间数据组织上，面向实体空间数据模型是数据模型发展的必然趋势；在空间数据存储上：现在的GIS软件朝集成结构的空间数据库技术方向发展，将空间数据和属性数据全部存在数据库中。宋海朝等（2004）设计了一个分布式空间数据库的体系结构，提出了一个两级空间数据查询描述规范，并对分布式查询进行了设计，该设计与GIS应用和空间数据的特点相结合，具有较高的可靠性和效率。叶圣涛等（2005）提出了基于三层构架的分布式空间数据库体系结构。这三层分别是：本地空间数据模型层、统一的空间元数据模型层和统一的全局空间数据模型层。把这种体系结构用于广东省水资源规划信息管理系统，用于管理分布式的水资源规划信息。杜小平等（2004）提出了基于Oracle复制的分布式空间数据存储和管理的体系结构及其实现方法，可以将异地配置的若干个空间数据存储站点链接起来，实现不同站点之间空间数据库的透明连接，很好地解决了多源数据综合管理技术、数据服务器之间空间数据的动态同步、空间数据备份与故障恢复等一系列技术问题，有效地减轻了海量空间数据对网络的压力，更好地满足多用户应用复杂的要求。王启明等（2001）对可持续发展信息网络体系结构、多元异构数据库的集成、可持续发展信息多站点综合分析与分布式计算等信息共享关键技术进行深入研究。龚健雅等（2004）提出的邦联数据库（Federated Database）的概念有别于分布式数据库和数据仓库。除了包含分布式的概念以外，它还指异构数据库和空间数据的多比例尺数据库。

摘自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5a1a57450100aglt.html

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