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基础地理数据库体系是构建“数字中国”地理空间基础框架的核心,也是各种专题信息最重要的空间信息载体。基础地理信息空间数据库的建设关系着宝贵的测绘成果能否在经济建设各行业得到充分有效地利用。近年来,我国正在逐步建成国家级基础地理信息系统(NSDI),数字中国地理空间框架数据体系也在逐步形成,建成了全国1:100万、1:25万和1:5万基础地理数据库,包含矢量地形数据库、地名数据库、正射影像数据库等。但是,国家级基础地理信息系统采用的是国外的软件平台,每年需要大量的软件维护费用,并且地理空间数据是国家的敏感数据,大量使用国外的GIS软件威胁着国家信息安全,因此迫切需要建立基于国产GIS平台的国家级基础地理信息管理集成系统。
随着现代科技和传感器的发展和应用,复杂多变的空间数据日益膨胀,远远超出了人的解译能力。终端用户不可能详细地分析所有的数据,并提取感兴趣的空间知识,致使“空间数据爆炸但知识贫乏”。因此,对海量空间数据进行建库管理变得十分的必要。在当前空间数据库的建设中,由于建库数据的多样性和缺少通用性建库软件,存在着大量的重复开发。在对异构数据进行建库的时候,需要开发对应的数据转换工具甚至需要开发新的建库工具,而且不同的单位都在做着类似的重复性工作。同时,当前大多数的建库工具都是面向过程的方式,缺乏自动化机制,在建库过程中需要大量的人工干预。通过对大量空间数据库建库的实践发现存在以下三个方面的问题:一是空间数据格式的多样性,建库工具通用性差,导致大量的重复开发;二是建库过程单一且操作步骤繁琐;三是建库工具缺乏自动化机制,建库过程人工干预过多。
基于以上背景,结合“国家科技支撑计划-基于MapGIS平台的数据库管理系统建设(子项目编号2006BAB10802-B)”项目,本文通过分析比较当前国内外的地理数据库建库软件的优缺点,总结当前存在且急需解决的缺点和不足,进而立足于GIS发展的前沿,探讨当前地理数据库建库软件的设计的新理论、方法和技术,提出了基于工作流的空间数据库自动化建库技术,在工作流引擎平台上搭建建库流程,简化建库过程,提高建库效率。
本文主要开展的研究内容如下:
(1)基础地理信息数据内容的研究。基础地理信息数据所包含的是矢量数据、高程数据、影像数据、元数据。本文根据基础地理信息数据的特点,探讨和分析了数据的横向分幅、纵向分层的逻辑组织模型。
(2)基础地理信息数据库管理模型的研究。基础地理信息数据的自动化建库技术的实现不但与数据的种类、来源和特征有关,而且与数据在空间数据库中的组织和存储方式有关。本文针对基础地理信息数据分幅和分层的特点,采用MapGIS地图集模型对其进行组织和管理。
(3)基于工作流搭建平台的空间数据建库模型的研究。根据对工作流搭建平台的原理的研究,结合空间数据建库的实际应用,对空间数据建库流程进行建模,基于MapGIS搭建平台对建库流程进行搭建,实现自动化建库。
(4)对海量空间数据的快速上载研究。采用传统的串行方式不能够满足海量空间数据的上载速度的要求。通过对数据特征的分析,采用并行上载的方式进行上载,对数据上载过程的人为中断与异常中断采用断点续传的方式来保证数据上载的可持续性。
(5)对基础地理信息数据的数据挖掘的研究。为了满足国家基础地理信息数据的管理与应用,针对通用的应用,对基础地理数据提供多种数据挖掘方式。
最后对整个工作过程进行了总结并提出了后续研究的方向与内容。