實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)快速協(xié)同更新方法研究

摘要：本文基于省級(jí)第二代數(shù)字線劃圖（DLG）生產(chǎn)與建庫(kù)情況，指出了DLG建成了一個(gè)無(wú)縫拼接的實(shí)體庫(kù)后按照傳統(tǒng)更新方法來(lái)更新的不足，同時(shí)提出一套實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)快速協(xié)同更新方法，并結(jié)合試驗(yàn)對(duì)本方案中的關(guān)鍵技術(shù)做了論證分析。

關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)；邏輯分幅；沖突檢測(cè)

1.引言

目前我國(guó)各省第二代數(shù)字地形圖生產(chǎn)與建庫(kù)已經(jīng)完成，今后基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)獲取將由生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向更新模式為主。更新方式將由全要素定期更新轉(zhuǎn)為分要素動(dòng)態(tài)適時(shí)更新。數(shù)據(jù)庫(kù)的更新與3D產(chǎn)品的更新不可等同。以數(shù)字線劃圖為例，在生產(chǎn)模式下，先要生產(chǎn)DLG產(chǎn)品，才能進(jìn)行DLG建庫(kù)；而在更新模式下，隨著“圖庫(kù)一體化”技術(shù)的成熟，實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)更新完成后，自動(dòng)就能輸出一幅DLG產(chǎn)品。在信息化測(cè)繪的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下，數(shù)據(jù)更新流不再是單向的循環(huán)，而變成可雙向流動(dòng)。因此，對(duì)已建成的數(shù)據(jù)庫(kù)如何進(jìn)行局部動(dòng)態(tài)及時(shí)的更新有必要進(jìn)行單獨(dú)研究。

2.傳統(tǒng)更新方法的缺陷

對(duì)于DLG數(shù)據(jù)庫(kù)而言，全省的DLG建成了一個(gè)無(wú)縫拼接的實(shí)體庫(kù)，數(shù)據(jù)量巨大。為了讓多個(gè)作業(yè)員協(xié)同作業(yè)，數(shù)據(jù)庫(kù)的更新中，分幅作業(yè)的流程變?yōu)椋骸胺址鶎?dǎo)出——數(shù)據(jù)更新——圖幅接邊——整體替換——實(shí)體拼接”。

問(wèn)題在于：在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行了實(shí)體拼接后，將會(huì)普遍存在跨圖幅的要素，除了在接邊線上的植被、湖泊等面狀要素之外，還會(huì)有貫穿多個(gè)圖幅的大要素，例如高等級(jí)公路、江河大湖、等高線、行政區(qū)面等。此時(shí)，原有分幅作業(yè)的2種主要處理方式的缺陷變得明顯：

（1）裁切導(dǎo)出，將數(shù)據(jù)庫(kù)中沿接邊線上實(shí)所有拼接好的體要素重新裁切開(kāi)后導(dǎo)出，優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)員之間作業(yè)獨(dú)立互不干擾；缺點(diǎn)是更新入庫(kù)后又需要重新進(jìn)行實(shí)體拼接，對(duì)于只有部分要素更新的情況，無(wú)變化的要素再次拼接是多余的。

（2）選擇導(dǎo)出，將與接邊線相交的實(shí)體要素完整導(dǎo)出。優(yōu)點(diǎn)是：保持了實(shí)體要素的完整性；缺點(diǎn)是：如果該要素跨多個(gè)圖幅區(qū)域時(shí)，作業(yè)員之間互不知情，提交更新時(shí)會(huì)相互沖突。針對(duì)現(xiàn)有實(shí)體數(shù)據(jù)更新方面諸多不足之處，本文旨在研究解決以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：

一是在分幅更新作業(yè)的過(guò)程中，始終保持著數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體要素的完整性，同時(shí)作業(yè)員又能實(shí)時(shí)地了解相鄰區(qū)域甚至更大范圍相關(guān)區(qū)域的數(shù)據(jù)情況以進(jìn)行協(xié)作；

二是讓要素更新、圖幅接邊、實(shí)體拼接的操作一體化來(lái)壓縮作業(yè)流程；從而適應(yīng)已建成的全省DLG數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)集的部分要素或大要素局部區(qū)域的動(dòng)態(tài)、快速、協(xié)同更新需求。

3.協(xié)同更新方法

3.1研究思路

①選擇部分測(cè)繪成果數(shù)據(jù)，以江西省某市房屋、道路圖層（1：1萬(wàn)）為試驗(yàn)數(shù)據(jù)入庫(kù)。

②在oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建多用戶實(shí)時(shí)協(xié)同通訊。

③數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上按照標(biāo)準(zhǔn)分幅導(dǎo)出，不同的作業(yè)員更新不同的圖幅。

④跨圖幅要素多路更新、沖突檢測(cè)與融合。

3.2多用戶實(shí)時(shí)協(xié)同通信

隨著空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用擴(kuò)大和用戶激增，對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用不再局限于單機(jī)模式，而是在一個(gè)相互連接的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行，這樣大大提高了空間數(shù)據(jù)的共享程度，但由此而來(lái)的就是對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間、多步驟才能完成的海量空間數(shù)據(jù)的處理，如何才能保證其完整、一致；如何才能保證網(wǎng)絡(luò)中多用戶對(duì)同一幅地圖進(jìn)行編輯的正確性。

對(duì)于這一系列的問(wèn)題，本文通過(guò)多用戶協(xié)同和數(shù)據(jù)分幅邏輯導(dǎo)出控制提供了完備的解決方案，提供了對(duì)GIS數(shù)據(jù)處理工作流的長(zhǎng)事物的支持，通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖和提交時(shí)的取舍判斷有效協(xié)調(diào)多用戶同時(shí)對(duì)空間數(shù)據(jù)編輯修改的并發(fā)操作。

3.3數(shù)據(jù)邏輯分幅

空間數(shù)據(jù)建庫(kù)完成后，便可以實(shí)現(xiàn)多用戶編輯地理數(shù)據(jù)以及管理工作流程。空間數(shù)據(jù)庫(kù)有一個(gè)default狀態(tài)[1]，可以在該狀態(tài)的基礎(chǔ)上為每個(gè)編輯用戶按照?qǐng)D幅號(hào)創(chuàng)建“邏輯分幅”，并導(dǎo)出。“邏輯分幅”是在多用戶關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，依托于ArcSDE服務(wù)而開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)事物處理工具[2]。

在對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)按圖幅進(jìn)行“邏輯分幅”時(shí)，圖框內(nèi)的要素固然需要被導(dǎo)出，與圖框相交跨圖幅的要素也是需要被導(dǎo)出。

上圖1中為4幅相鄰的分幅圖，在進(jìn)行物理分幅時(shí)接邊處即使是跨圖幅的要素也會(huì)被裁切掉，而在進(jìn)行邏輯分幅時(shí)接邊處的要素不會(huì)被裁切掉，如下圖2，3所示。

空間數(shù)據(jù)庫(kù)可以擁有多個(gè)“邏輯分幅”數(shù)據(jù)處于編輯狀態(tài)。在創(chuàng)建“邏輯分幅”時(shí)對(duì)分幅區(qū)域內(nèi)的要素添加特定判斷字段，字段名為“是否相交”，在圖幅內(nèi)的要素為“否”，與圖幅相交的為“是”，創(chuàng)建分幅的時(shí)間字段“創(chuàng)建時(shí)間”，分幅創(chuàng)建者名稱(chēng)“創(chuàng)建者”。

3.4跨圖幅要素更新與融合

圖幅要素更新整體工作流分為：編輯內(nèi)容導(dǎo)出——要素編輯——解決沖突——融合等四個(gè)步驟，如下圖4所示。

（1）編輯內(nèi)容導(dǎo)出

不同的用戶根據(jù)圖幅號(hào)，對(duì)要編輯的圖幅進(jìn)行邏輯導(dǎo)出。在系統(tǒng)中輸入需要邏輯分幅導(dǎo)出的圖符號(hào)，設(shè)置導(dǎo)出要素的相關(guān)屬性如：“是否相交”、“導(dǎo)出時(shí)間”和“創(chuàng)建者”屬性字段，然后選擇導(dǎo)出，即可建立相關(guān)的索引和邏輯分幅視圖。

在上圖中點(diǎn)擊“執(zhí)行導(dǎo)出”即可將該圖幅相關(guān)的要素進(jìn)行邏輯導(dǎo)出，導(dǎo)出的要素以高亮顯示，如下圖6所示。

（2）要素編輯

為了避免同時(shí)編輯同一個(gè)空間數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)沖突，每個(gè)用戶可以建立自己的邏輯分幅編輯視圖，在這個(gè)視圖下用戶可以任意編輯地圖數(shù)據(jù)，在編輯完成后可以遞交編輯成果，圖框范圍內(nèi)的要素在編輯后不需要進(jìn)行沖突檢測(cè)，而與圖框相交跨圖幅的要素在編輯完成后需要進(jìn)行沖突檢測(cè)，以便保證要素的一致性和完整性。

（3）解決沖突

在編輯會(huì)話過(guò)程的比較中，有一小部分與圖框相交的跨圖幅要素對(duì)象可能會(huì)發(fā)生沖突，當(dāng)同一個(gè)要素在相鄰的邏輯分幅中被編輯時(shí)，則沖突就產(chǎn)生了，如下圖7所示。

沖突產(chǎn)生后，通過(guò)交互式?jīng)_突解決對(duì)話框就可以檢查兩個(gè)邏輯分幅區(qū)域內(nèi)沖突要素的情況，并進(jìn)行取舍。

（4）融合

各邏輯分幅區(qū)域內(nèi)的要素在編輯完成后，無(wú)需進(jìn)行沖突檢測(cè)，直接與數(shù)據(jù)庫(kù)中的默認(rèn)版本進(jìn)行融合，替換掉已修改要素。

與邏輯分幅邊框相交的要素在進(jìn)行了沖突檢測(cè)后，編輯人員可以進(jìn)行人工干預(yù)選擇一個(gè)比較合理的方案進(jìn)行融合，最后更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.結(jié)論

本文針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)更新方法的缺陷，著重研究了一套實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)快速協(xié)同更新方法體系，并且對(duì)多用戶實(shí)時(shí)協(xié)同通訊、數(shù)據(jù)邏輯分幅、跨圖幅要素更新與融合等關(guān)鍵技術(shù)做了深入剖析。同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)，對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)做了論證分析，試驗(yàn)證明本文研究的協(xié)同更新方法體系能很好的解決傳統(tǒng)更新方法的種種弊端，從而達(dá)到在保持著數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體要素的完整性的同時(shí)，又能讓作業(yè)員實(shí)時(shí)地了解相鄰區(qū)域甚至更大范圍相關(guān)區(qū)域的數(shù)據(jù)情況以進(jìn)行協(xié)作，對(duì)實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)集的部分要素或大要素局部區(qū)域的動(dòng)態(tài)、快速、協(xié)同更新需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁武彬，何忠煥，歐立業(yè)，易明華.基于版本機(jī)制的空間數(shù)據(jù)更新研究[J].江西測(cè)繪，2011，89（3）：5-6.

[2]Michael Zeiler.Modeling our World-The ESRI guide to geodatabase design[M].California：ESRI Press，1999：115-125.