幾種基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建庫方式的比較

帕孜來提·阿力甫 楊麗萍

摘要：目前，地理信息技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了海量的地理數(shù)據(jù)信息，而這也加大了數(shù)據(jù)信息的管理難度。由此，地理信息數(shù)據(jù)庫應運而生。本文結(jié)合地理數(shù)據(jù)信息管理工作，綜合對比了Library、Geostar與ArcSDE三種建庫方式的優(yōu)劣性，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：地理信息數(shù)據(jù)庫；建庫方式；優(yōu)劣性

如今，地理信息數(shù)字化規(guī)模的擴張，產(chǎn)生了以數(shù)字柵格地圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像地圖為基準的海量地理數(shù)據(jù)信息。同時，對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫提出了更高的標準要求。

1、簡述我國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫主體內(nèi)容

現(xiàn)階段，我國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫主體內(nèi)容包括矢量地形要素數(shù)據(jù)庫、正射影像數(shù)據(jù)庫、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、數(shù)字柵格地圖。這四項地理信息數(shù)據(jù)庫主體內(nèi)容在專業(yè)領(lǐng)域又被稱之為“4D”產(chǎn)品。

2、簡述地理信息數(shù)據(jù)庫建庫軟件

LIBRARY是Arc/Info的矢量建庫模塊，也是創(chuàng)建矢量數(shù)據(jù)庫的基準單元。Library具有地理數(shù)據(jù)信息維護管理功能。在LIBRARY矢量數(shù)據(jù)庫中，地理數(shù)據(jù)信息以COVERAGE的文件儲存格式為主，允許用戶整合應用獨立數(shù)據(jù)模塊。

GEOSTAR主要用于創(chuàng)建地理信息數(shù)據(jù)庫和維護管理信息。其以工程項目作為數(shù)據(jù)庫單位，以工作區(qū)作為數(shù)據(jù)存儲的單位分化標準。

ArcSDE可提供地理信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的對接接口，創(chuàng)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。以O(shè)RACLE軟件為例，依托數(shù)據(jù)庫管理功能，可將空間數(shù)據(jù)整合歸納到ORACLE中，多維度管理空間數(shù)據(jù)。

3、地理信息數(shù)據(jù)庫建庫方式的優(yōu)劣性對比

3.1 LIBRARY數(shù)據(jù)庫的優(yōu)劣性

LIBRARY數(shù)據(jù)庫的主體內(nèi)容包括數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)庫信息兩方面。其中，數(shù)據(jù)庫信息又包括監(jiān)控信息、權(quán)限信息與索引信息。數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)庫信息的協(xié)調(diào)配合，可以有規(guī)律性的分割TILE和LAYER。所有TILE經(jīng)過整合形成完整的數(shù)據(jù)庫范圍。在使用過程中，多以數(shù)據(jù)圖幅范圍作為劃分參考依據(jù)。LAYER可以限定分層數(shù)據(jù)的主體內(nèi)容，每層包含一個特定的覆蓋層類型，且覆蓋整個數(shù)據(jù)庫。一個TILE能夠滿足多個LAYER的存儲需求，但一個LAYER不能存儲超出TILE范圍的數(shù)據(jù)。

3.2 GEOSTAR數(shù)據(jù)庫的優(yōu)劣性

在GEOSTAR中，地理數(shù)據(jù)的存儲多以工作區(qū)為分化基準。通常，一個圖幅分區(qū)為一個工作區(qū)文件，且每個工作區(qū)包含原幅圖的所有層。在工作區(qū)中，以導入數(shù)據(jù)的特定屬性為管理單位。GEOSTAR多以圖幅和層劃分數(shù)據(jù)，但需要格外注意的是，GEOSTAR不以層為存儲單位。基于GEOSTAR創(chuàng)建的地理信息數(shù)據(jù)庫，往往一個完整的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)對應一個獨立的工程項目。工程范圍是指工作區(qū)的范圍總和，在使用階段，既可以層為單位，也可以工作區(qū)為單位。GEOSTAR數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息為：PRJPARA：Dem.ifo保存連接的dem數(shù)據(jù)庫信息；Feature.ifo保存庫中的地物類信息；Layer.ifo保存層信息；Wsrange工作區(qū)范圍信息；Wsreg工作區(qū)注冊信息。

3.3ARCSDE數(shù)據(jù)庫的優(yōu)劣性

基于ArcSDE創(chuàng)建的地理信息數(shù)據(jù)庫，其本身不具備數(shù)據(jù)存儲功能，無法作為獨立的數(shù)據(jù)庫體系。ArcSDE所對應的RDBMS用于整合存儲地理數(shù)據(jù)信息。在連接ORACLE時，能夠以O(shè)RACLE格式進行存儲。

ArcSDE以層作為地理數(shù)據(jù)信息的分化單位。在數(shù)據(jù)庫中，屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)獨立存儲，并由屬性信息表、幾何信息表和空間索引表三部分構(gòu)成。

BUSINESSTABLE屬于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)表，主要包括空間字段信息和屬性信息。BUSINESSTABLE系統(tǒng)表的參數(shù)內(nèi)容有：FEATURE表示該層的各屬性項；SHAPE表示空間字段；FEATUERTABLE表示保存層中各地物的幾何信息。

以FID連接BUSINESSTABLE和FEATURETABLE的屬性項，其內(nèi)部信息有：Numbofpts表示幾何形狀點數(shù)；Entity表示幾何類型；Points表示存儲點為信息。

SPATIALTABLE主要用于保存空間索引信息，為空間查詢提供便利條件。在空間查詢過程中，可快速檢索查詢范圍內(nèi)的格網(wǎng)元素，并反饋相關(guān)幾何信息。

4、綜合分析地理信息數(shù)據(jù)庫建庫方式的優(yōu)勢

Library、GEOSTAR與ArcSDE這三類地理信息數(shù)據(jù)庫建庫方式的性能對比如下：

4.1可擴充性

Library、GEOSTAR與ArcSDE建庫方式具有一定的可擴充性。基于ArcSDE創(chuàng)建的地理信息數(shù)據(jù)庫，一旦確定層的空間坐標范圍，就只能在限定范圍內(nèi)添加或調(diào)整數(shù)據(jù)信息。但需要強調(diào)的是，可以結(jié)合實際情況，無限增加層數(shù)，充分體現(xiàn)出可擴充性。GEOSTAR建庫方式不受數(shù)據(jù)層和范圍的制約，可隨意擴充。

4.2數(shù)據(jù)安全控制

基于ArcSDE創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫采用ORACLE安全機制，其數(shù)據(jù)安全系數(shù)相對較高。LIBRARY數(shù)據(jù)庫依托操作系統(tǒng)控制用戶的訪問權(quán)限，并根據(jù)用戶的信用情況設(shè)定訪問級別。針對GEOSTAR數(shù)據(jù)庫，若采用數(shù)據(jù)庫軟件存儲屬性數(shù)據(jù)，可應用專業(yè)軟件控制屬性數(shù)據(jù)的安全性。

4.3數(shù)據(jù)共享

基于ORACLE構(gòu)建的地理信息數(shù)據(jù)庫，具有極強的數(shù)據(jù)信息共享性，滿足SDE用戶的訪問需求。LIBRARY數(shù)據(jù)庫和GEOSTAR數(shù)據(jù)庫則分別在Arc/Info軟件和GEOSTAR專屬軟件中使用。

4.4可操作性

GEOSTAR的技術(shù)操作流程相對簡便，且用戶界面明細化，具有極強的可操作性；SDE和LIBRARY則對數(shù)據(jù)庫操作的標準要求較高，流程較為復雜。

4.5穩(wěn)定性

Library、GEOSTAR及ArcSDE三類建庫方式中，ORACLE和LIBRARY的系統(tǒng)穩(wěn)定性較為突出，GEOSTAR的穩(wěn)定性相對薄弱。

4.6可恢復性

ArcSDE滿足受損備份數(shù)據(jù)的恢復要求，其余兩種建庫方式需依靠專業(yè)的備份文件。

4.7并發(fā)修改

在GEOSTAR數(shù)據(jù)庫中并發(fā)修改時，如果修改對象是空間圖形數(shù)據(jù)，阻需優(yōu)先調(diào)入數(shù)據(jù)庫的用戶修改；如修改對象是屬性數(shù)據(jù)，應以最終修改結(jié)果為準。針對Library數(shù)據(jù)庫，不能直接修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息。而ArcSDE的ORACLE數(shù)據(jù)庫接收到修改指令后，可鎖定數(shù)據(jù)所在層，以防止其他用戶重復修改。

5、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)有的地理信息數(shù)據(jù)庫建庫方式，沒有一種能夠完全滿足地理信息產(chǎn)業(yè)的基本需求。但將地理信息數(shù)據(jù)庫建庫方式予以融合，則可滿足多元化需求，進而推動地理信息產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。

參考文獻：

[1]羅鵬，張俊，王明亮，etal.基礎(chǔ)地理信息聯(lián)動更新技術(shù)研究與應用[J].測繪與空間地理信息，2017（6）.

（作者單位：和田地區(qū)國土資源勘測規(guī)劃院）