全關系型地籍空間數據存儲的研究
2013-07-06 23:26:04 來源: 測繪網 作者：
| ［摘要］本文在分析傳統地籍管理信息系統不足的基礎上，提出用（對象）關系數據庫集成存儲管理地籍空間數據和屬性數據的基本設想。并討論關系型地籍空間數據存儲的必要性、可行性、地籍空間數據的表達、地籍空間數據的組織和操作及地籍空間數據存儲的實現。 ［關鍵詞］地籍空間數據；全關系型空間數據庫；宗地；地理信息系統 * 關系型地籍空間數據存儲的必要性 地籍圖形檔案（空間數據）和地籍文檔是地籍管理核心內容的兩個組成部分。目前的地籍管理系統管理上述兩種數據的基本方式是采用<91 平臺軟件（如6FW9DOA、2JM[>CT 和2JM 9DOA 等）管理地籍圖形信息，而采用關系數據庫（如1=7 1CJICJ，&ATCJ)?>NRCJ 或4JFMNC 等）來管理地籍文檔信息。但這種管理模式地籍管理系統具有以下不足：*）地籍檔案的傳輸和數據共享共難性。地籍檔案是重要的法律憑證，同時也是國家進行土地統計和征收土地使用稅的重要依據，為完成土地統計及相關土地管理工作必然涉及到地籍檔案的傳輸與數據共享問題。基于文件存儲的<91 圖形信息，在傳輸和共享的過程中明顯受<91 平臺的限制，不同平臺的<91 圖形文件，其數據存儲格式是不相同的，出于商業目的考慮，一般來說，其內部格式是不公開的，僅提供交換格式。’）數的安全性差。目前大多數<91 平臺都是將空間信息和屬性信息分開存儲，空間信息一般按某個開發商自定義的文件格式以文件方式存儲，屬性數據由關系數據庫進行存儲管理。這種數據存儲管理方式對<91 的應用和推廣起到了積極的促進作用，但從<91 的發展來看，上述基于文件的空間信息存儲方案只能是<91 發展的過渡性方式，這種方式的缺點就是其安全性能差。一般來說，數據文件的安全是由操作系統來完成的，這就使以文件存儲的空間信息難以有安全性保證，而地籍檔案（無論是地籍圖形檔案還是地籍文檔）是土地使用者合法使用土地的法律憑證，這無論是對管理者還是使用者來說都是極其重要的。地籍檔案安全性在地籍管理系統中很重要，設計地籍管理系統的存儲結構時應充分考慮這一要求。"）地籍圖形變更相對困難，其完整性和準確性難以保證。地籍變更是地籍管理的核心內容，地籍變更包括圖形和屬性變更兩大部分，屬性變更在設計中較容易實現。圖形變更往往成為地籍系統設計的難點。 目前的<91 平臺在圖形變更時，極容易因操作失誤而導致圖形的移位或改變，這些失誤在圖形提交前若未得到及時改正，就將成為永久錯誤存在<91 圖形文件中，這些錯誤將嚴重影響地籍圖的完整性和準確性。這類錯誤在基于文件的!"# 圖形管理中難以恢復，主要是因為文件系統管理模式缺乏數據的安全恢復機制。而關系數據庫在數據安全性、并發性控制、數據共享、數據傳輸、數據備份和恢復方面具有文件系統無與倫比的優勢，根據關系數據庫中的空間數據隨時可以重現、更新、修復地籍空間數據。 $ 關系型地籍空間數據存儲的可行性分析 由于傳統關系數據庫不能支持對空間數據的管理，傳統的!"# 軟件都只是將屬性數據存儲在數據庫中，而將空間數據存放在文件系統中。這種采用混和體系結構的!"# 軟件，存在上述不足。而將空間數據存儲在關系數據庫是完全可行的，例如%&’()*+ 公司和,-&./0 公司聯合推出的1’&23(&/4&-0 及51-( 推出的#65 就是基于全關系數據庫的!"# 數據存儲的全面解決方案，實現了將空間數據信息和屬性信息在同一關系數據庫管理的目標。從本質上講，空間信息與屬性信息的存儲只是在數據組織和存儲結構上有一定的差異，在關系數據庫中存儲空間信息完全是可能的。因此，現在!"# 軟件都朝著集成結構的空間數據庫技術發展，將空間數據全部存儲在數據庫已成為一個研究熱點。一般可以采用以下三種方式來實現：&）以通用的數據庫管理系統（67%#）為基礎對67%# 的數據類型、查詢方法以及索引方法進擴展，使67%# 能進行空間數據的管理。但一般的數據庫擴展性能差，能進行的操作并不多。因而采用一般的數據庫集成空間數據困難大；8）采用面向對象的數據庫。人們對面向對象的數據庫集成進行了大量的研究，但是面向對象的數據技術并不成熟，存在許多缺陷，并不為商業廠家看好；.）由于（對象）關系數據庫系統的出現，它具有面向對象的特征，如數據類型的擴充性支持二進制大對象（79,7），又保持了關系數據庫在數據查詢方面的優勢，因而許多采用集成式結構!"# 軟件都集成于對象關系數據庫中。本文將以第三種模式討論地籍空間數據以二進制大對象（79,7）的形式存儲于（對象）關系數據庫中。 : 地籍空間數據的表達在關系數據庫中地籍數據可采用連續的數據結構，對于所管理的數據對象可以不受空間范圍的限制，無需分幅可以真正做到空間數據的無縫集成。可將連續相連的封閉地籍要素圖形構成一個大的封閉圖形，然后拼接成整個區域。在數據庫中，每個圖形看成一個完整的獨立圖形存放，只需操作一次，就能實現對整個圖形的提取，具有相同屬性的圖形數據存放在同一個圖形數據層表中。數據模型可將整個圖層處于可編輯、可顯示、不可顯示等，所有的地籍要素可歸納為點、線、面:種基本要素類型。;）$ 維平面空間點：定義離散的，無面積或長度的地理要素，如大比例尺地圖上的水井、電線桿，以及小比例尺地圖上的建筑物等，其拓撲關系可以用單一的（<，=）坐標記錄表達。$）線：一組有序的（<，=）坐標串表示的地理要素。如街道、河流、等高線等地理要素。:）面（多邊形）：一組起點和終點都相同的封閉線段對應的（<，=）坐標串或多邊形，如行政邊界、土地利用地塊、地籍宗地等。面可以簡化為多邊形或帶島狀的多邊形。同時$ 維坐標值還可以擴展到: 維。>值用來表示<，= 點處對應的高程，地籍要素可以是$ 維的（<，=）或: 維的（<，=，>），對每一種要素類型的圖形都有一組合法性檢驗規則，可以在該要素存入數據庫之前，檢驗其幾何的正確性。以下僅以二維的地籍空間數據為例，討論全關系型地籍空間數據存儲的組織、操作和實現方法。? 地籍空間數據組織及操作本文提出的數據模型，將地籍空間數據加到關系數據庫中，以實現在關系數據庫表中對空間數據的操作，并不改變和影響數據庫的內核，僅在現有關系數據庫中加入圖形索引項，創建空間數據表，供系統調用及訪問與其關聯的地籍空間數據和地籍屬性數據。如圖; 地籍空間數據存入關系型數據庫并實現基本查詢。圖; 數據組織和處理（其中“!”表示訪問） 在層表中（/&=0- 3&8/01）將區域內的地籍空間數據分成專題層，每個專題層的具體數據可以存放在不同的表中，層表中記錄了區域內的地籍空間數據的基本狀況，并對表進行管理，通過商業數據庫表，加入圖形數據字段!"#$% 后稱為空間圖元表。空間圖元表的每一條記錄對應一個圖元，空間圖元表包括一個圖形數據字段（!"#$%）。空間數據以二進制流的形式存儲在二進制大對象!"#$%字段中，每一個圖元在空間數據表中對應著一條記錄，并且存放著每一個圖元的最大最小坐標。通過字段!"#$% &’ 可以實現空間數據表與屬性數據表的關聯。 ( 地籍空間數據存儲實現在關系數據庫中存儲的基本單位是記錄。對點、線、面三類基本地籍要素，為了管理的一致性采用同樣的空間數據表結構，只是每張空間數據表只存儲某一類地籍空間數據。空間數據表中字段!"#$% 采用二進制)*+) 類型，包含一個圖元的所有空間位置信息。點、線、面三類要素對象定義及其在)*+) 類型字段中的存儲格式如下： ,）點類要素 定義：-./01 ｛ 2.345% 6；7 7 點的8 坐標 2.345% 9；7 7 點的: 坐標 ｝ -./01 對象在)*+) 類型字段中的存儲結構如表,： E）線要素 定義：F@G ｛ /01%B%@ >3?-./01;；7 7 點數 -./01 -./01; ［>3?-./01;］；7 7 所有點值 ｝ F@G 對象在)*+) 類型字段中的數據存儲結構如 表E： H）面要素 定義：-.59B.0 ｛ /01%B%@ >3?-./01;；7 7 點數 -./01 -./01; ［>3?-./01;］；7 7 所有點值 ｝ -.59B.0 對象在)*+) 類型字段中的數據存儲結構 要素是封閉的，即起點坐標與終點坐標相同。 I 結束語 將空間數據集成于（對象）關系數據庫中是當前J&! 研究的熱點和難點，本文僅討論了基于關系型地籍空間數據存儲的幾個方面（關系型地籍空間數據存儲的必要性、可行性，地籍空間數據的表達，地籍空間數據組織和操作，地籍空間數據存儲實現），而在空間拓撲關系和空間數據索引方面沒有進行討論。由于該數據模型采用不帶拓撲關系的實體模型，只能通過運算來產生拓撲關系，空間數據索引方式可以通過柵格索引方式來實現。由于時間和這一課題的困難性，在以上各方面都有待進一步探討和完善。作者采用K<IL A 為開發語言和!M* !NKNOPLA 為數據庫，以地籍宗地為空間數據，在-< 上實際建立了一個實驗系統，實現了地籍宗地圖形數據和屬性數據集成于關系數據庫!M* !NKNOPLA，并且實現了宗地圖形數據與屬性數據的雙向查詢和宗地圖形的編輯（修改和刪除） |
聲明①：文章部分內容來源互聯網，如有侵權請聯系刪除，郵箱 cehui8@qq.com
聲明②：中測網登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其描述，文章內容僅供參考。
加群提示：我們創建了全國32個省份的地方測繪群，旨在打造本地測繪同行交流圈，有需要請聯系管理員測小量（微信 cexiaoliang）進群，一人最多只能進入一個省份群，中介人員勿擾