新時期地理信息系統中測量數據與無縫管理方式

王齊軍

（四川省地質礦產勘查開發局一O六地質隊，四川 成都 611130）

一、新時期地理信息系統測量數據管理方式

新時期地理信息系統對測量數據的管理提出了新的要求，隨著科技的發展和進步，數據管理方式的改變已成為不爭的事實。

伴隨著地理信息系統由低級向高級的發展，數據測量儀器也經歷了由落后到先進的科技歷程。傳統的測量儀器經過幾十年的革新換代，已經由純手工操作的常規光學經緯儀發展到具有自動安平、電子自動記錄等功能的電子自動經緯儀。現代的電子經緯儀能夠通過內置芯片把測量到的數據記錄在其電子記錄簿上，與計算機連接后可將數據傳輸給計算機存儲利用。電子經緯儀采集的數據在計算機上可通過電子經緯儀廠商提供的圖形軟件顯示出來，緊接著計算機技術人員通過對顯示內容稍加編輯，電子經緯儀收集的數據就形成了一副數字地形圖。這種高科技設備的發明將大量測繪人員解放出來，同時由于才有電子設備進行測繪，減少了人為主觀誤差，提高了測量精度，對于地形測繪和修測的提高意義重大。

在大家享受自動經緯儀帶來便利的同時，也打來了一個困擾測繪人員的問題：測繪產生的大量數據均散列存放于計算機某個數據庫中，調查的數據處理存放于圖表中，這樣一方面在客戶需要數據時，無法快速確定測量時間以及測量數據的內容；另一方面也不能了解整個測繪區域的全貌。電子經緯儀的發明，節省了圖紙存放所消耗的空間，同樣減少了手動搬動圖紙進行檢索的勞動強度，但是沒有解決相應的計算機數字地圖管理和檢索工作。新時期地理信息系統的出現使這個問題迎刃而解，心事地理信息系統更加先進、高效，為測繪數據的采集和處理帶來新的跳躍。

二、空間數據的無縫管理

現代測量均是將需要測量的地區按照一定的比例尺劃分成若干副塊進行分割，對于整體的把握和了解不夠細致，同時在測區的綜合瀏覽方面也不夠直觀。在對地理信息管理系統可以進行多種數據管理進行了解以后，再詳細了解地理信息系統空間數據結構的無縫管理，就可以將原本分散的測區圖副塊連接起來，使用戶對整個測區都能直觀的看到，如圖所示。

圖 無縫空間數據庫原理圖

無縫空間數據庫是指那些存在于地球表面的在真實世界具有無縫特征的客觀對象，這些對象在數據庫中可被表達為具有唯一幾何標識和地物標識的對象，能夠抽象表達現實世界中完整的地球表面對象，從而形成能夠存儲大量數據的數據倉庫或者數據服務器。在傳統的地理信息數據庫組織中，當地球表面的真實對象被不同的圖幅分割時，在地理信息系統的不同圖幅中同一個客觀對象就具有不同的OID碼，如果恰好在進行某項工作時需要此圖幅，那么檢索工作將涉及多塊圖幅和不同的專題，大大增加了檢索難度；傳統的地理信息系統缺乏無縫管理，很難維護地理客觀實體的完整性和一致性，同時也不便于數據庫的分布式管理；傳統數據庫系統對地理數據的有效獲取存在缺陷。

實現新時期新的地理信息系統既無縫空間數據庫的設計需要經過兩個階段，第一個階段是邏輯概念上的“無縫”組織階段。邏輯概念上的“無縫”組織是指從用戶視角進行觀察分析的數據庫，這種思想是基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數據庫設計思想，并且在此基礎上建立起了一個“無縫”地理信息系統數據庫。其在物理概念上的存儲管理仍然按照傳統地理信息系統的圖幅塊進行，對同一個地球表面真實體在多個幾何標識和同一地物標識件進行后臺關聯處理，這些過程對用戶來說都是不可見的，因此會被成為邏輯概念上的“無縫”組織。

第一階段邏輯概念上的“無縫”組織存在其優缺點、有點主要為在一定程度上解決了傳統地理信息系統空間對象數據庫的組織弱點，同時從用戶角度出發，該地理信息系統簡單易操作。缺點：未進行物理“無縫”連接，因此其物理底層依然采用傳統地理信息系統的分幅方式管理整個地圖，地球表面實體的標記依然依靠多個幾何標志和一個地物標識進行后臺關聯后進行，因此系統的靈活性很低；地理客觀實體的完整性和一致性很難得到維護；數據在此階段進行分步管理。每當數據庫中輸入新的數據，這些關聯機制就要進行相應改變，工作量很大。由此可以看出在概念邏輯上的“無縫”組織還遠遠沒有實現。

實現無縫空間數據庫的第二階段是在實現邏輯概念“無縫”組織的基礎上完成物理上的客觀“無縫”處理。物理概念上的“無縫”組織則是從設計開發者的角度實現了地理數據無縫組織，解決了傳統地理信息系統中分幅塊管理的問題。物理概念上的“無縫”使得地球表面客觀對象在地理信息數據庫中能夠被唯一的幾何標志和物理標識進行識別，這樣可以從本質上使地球上的客觀實物唯一完整的在計算機中被存儲。經過無縫空間數據庫的第二階段，此時的數據庫不僅在用戶視角中是無縫的，在設計者視角中其物理結構也是無縫的。

物理階段的“無縫”組織使得該系統由邏輯概念到物理概念都實現了“無縫”設計，從根本上將傳統地理信息系統的組織弱點進行清除。但其它缺點主要是無縫空間數據庫中對數據的格式、內容要求的嚴格，因此要提高所有測繪人員的專業素質，這一要求在某些情況下很難實現。如果確定采用無縫空間數據庫，那就要對原有的地理信息系統進行改造，而改造地理信息數據系統是一個非常龐大的工程。

結語：本文通過對地理信息系統中測量數據與無縫管理方式進行分析其優缺點，并提出了采用無縫空間數據庫的測量數據管理方式，為測量工作者及相關研究人員在進行相關工作時能夠有所借鑒，對于地理信息系統中測量數據的管理方式研究具有積極意義。

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