GIS空间数据组织方法初探-发表论文__集群智慧云

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　GIS空间数据组织方法初探
　　李颀
　　（辽宁省地理信息院，辽宁沈阳110034）
　　摘要本文讨论了GIS中数据缝隙产生的原因，分析了缝隙的类别，引导出无缝空间数据库的两层含义，阐明无缝数据库实现的基础及其关键技术。
　　关键词无缝空间数据库数据组织与表达逻辑缝隙物理缝隙
　　1引言
　　随着GIS应用的范围和领域的不断扩大，GIS系统需要表述越来越大的空间范围和管理越来越多的空间信息，空间数据库的缝隙问题逐渐凸现，对于缝隙的全面认识是组织无缝空间数据库的首要问题，如何在多源异构环境中信息数据共享是无缝空间数据库的目的和要求。
　　2数据缝隙产生的原因
　　探讨缝隙产生的原因，要考查GIS数据采集、表达和处理的全过程。在现实世界中，地理空间是由地貌、地物组成的连续的表层空间，地理信息则是有关地理空间的一切有用的知识。在计算机世界中，地理信息通过抽象、建模形成数字化的表示形式，通过空间数据库来进行表达、存储、存取和管理。
　　缝隙的产生主要集中在以下几个方面和过程：
　　⑴数据源
　　由于历史和现实的原因，地图是绝大多数GIS系统直接的数据源。地图是地球三维椭球面的二维平面表达，本身对真实世界有扭曲；地图是对连续空间的割裂表达，实体被分割到不同的地图空间中去；高斯投影是基本比例尺地形图经常选用的投影，也是绝大多数GIS系统的数学基础，由于分带的原因，使得投影后带有高斯投影平面坐标的地图无法实现无缝拼接。
　　⑵数据表达与组织方式
　　空间地理几何数据的表示主要有栅格和矢量两种不同的形式。栅格形式是将地理表层空间划分为一系列网格，空间目标由这些网格的位置及其量化值来表示，这些格网本身就是连续空间信息的离散表达；矢量形式则是将地理空间的一切事物、概念进行抽象，形成点、线、面，由点、线、面来组成各类空间目标。按点、线、面来分类和按分层的思想来组织空间数据，也割裂了实体之间内在的联系。
　　在空间数据库组织与管理上，目前主要有文件型、文件与关系数据库混合型、全关系型以及对象关系型。传统的文件型空间数据库、文件与关系混合型空间数据库，按图幅或一定的区域范围以文件的形式来组织与存储空间几何数据，不同的图幅或区域之间存在缝隙。在文件与关系数据库混合型的空间数据库中，空间几何数据贮存在文件中，属性数据贮存在关系数据库中，属性数据和几何数据之间通过内部标识来链接，空间几何数据和属性数据之间存在缝隙。
　　⑶数据处理
　　数据处理的过程中也会引入缝隙，产生这种缝隙的原因有：
　　①数据处理过程的顺序不一致；
　　②选择的处理参数不一致；
　　③数字化的精度不一致。
　　⑷多源异构数据共享
　　数据属性（数学基础、比例尺、用途、时间、精度等）的不同，导致了数据的差异，这些差异是多层次和多方面的，它们集中体现了数据的异构。数据异构和多源往往是一体的，多源异构是系统内部和系统之间数据裂隙的主要原因。
　　3数据缝隙的类别和表现
　　数据缝隙基本可以分为物理缝隙和逻辑缝隙两类。物理缝隙是地理空间的分离存储，本来连续的实体空间被分离到不同的存储空间和存储单元中去，例如空间数据的分幅、分层存储。逻辑缝隙是指逻辑上本身连续的信息不能以逻辑连续的方式呈现，例如跨越多幅图的一条河流，在图幅内查询河流属性（例如长度）时只能获取其在本图幅内的相关信息而不是实体整体的信息。
　　显然，由于空间信息本身的海量特性，要完全意义上的实现物理无缝的空间数据库目前还是不可能的，也没有必要。GIS用户关心的不是空间数据是物理无缝，因为GIS呈现给用户的是数据逻辑层，只需要保证用户看到的数据是逻辑无缝的。
　　物理有缝的数据库向逻辑无缝数据库的转换是无缝空间数据库构建的重要一环。