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地理空间信息是社会生产生活中最主要的信息之一,它为不同领域所广泛使用,不同领域之间既有空间信息需求的差别也有着共同的空间信息需求。由于客观上地理空间信息的复杂多样性以及主观上空间数据使用的方式不同,导致不同领域的空间数据模型、空间数据格式相互独立。所以,地理信息业界与相关部门提出了空间信息共享的目标。近二三十年来,国内国际上在信息共享方面作了大量的工作与研究。在基础设施建设方面,各国实施了空间数据基础设施的建设以及空间信息基础设施建设;在标准制定方面,有目前广泛支持的OpenGIS标准模型;而空间数据模型,数据库模型与分布式系统建设方面则是国内研究领域的热点。
空间数据共享的运作环境是网络环境,广域网Internet是空间数据共享的目标环境,由于目前计算机技术、网络技术的发展不能满足空间数据在Internet中畅通的需要,所以还不能实现真正的Internet环境的空间数据共享。从更简单的网络环境,局域网,入手建立数据共享平台,既可以满足一些组织团体内部的空间数据共享需求,又为Internet环境的系统实现打下了理论与技术基础。本文对局域网中进行空间数据共享的系统建设作了详细的有重点的研究。空间数据共享服务平台的基本形式是一个分布式空间数据存取系统,系统框架模型和系统技术支撑都来源于计算机技术和理论。空间数据共享在系统特点中反映为:分布式系统,系统功能主要是数据服务,系统有良好的数据传输效率。在系统设计中,对数据共享最重要的部分是空间数据存储模型和数据交换标准的设计,因为这部分设计影响到数据语义的共享,对用户是否能充分利用空间数据有直接影响。
本文通过对最具代表性的系统模型,微软多层分布式应用程序模型WindowsDNA进行研究,认为局域网下的分布式数据存取系统应该采用这种分层分工的模型来实现。对于以数据服务为中心的分布式数据存取系统而言,需要建立专门的数据服务器处理复杂的空间数据,辅助数据库系统对空间数据进行管理,同时,数据服务器要具有灵活性、可扩展性等性质以适应用户需求。在对空间数据引擎中间件进行研究的基础上,本文提出的组件式空间数据引擎适合担任空间数据服务的角色。服务平台的选取上,采用了微软的COM+技术平台,COM+是一个以组件技术为核心的服务环境。经过对空间数据模型理论研究和空间数据存储模型的分析比较,本文认为虽然面向对象的空间数据库是空间数据存储的发展趋势,综合目前的需求与各种条件,关系数据库扩展模型仍然是目前应用中空间数据存储模型的首选。数据交换标准选取了GML标准。地理标记语言GML是基于XML(可扩展的标记语言)的传输、存储地理信息的编码。整个系统设计完全符合OpenGIS标准,有利于系统扩展和数据共享。
基于研究工作和本文设计的系统方案,对局域网下分布式空间数据存取进行了实验,总结了实验设计中的重要步骤和关键技术,实现了局域网下的一种空间数据共享的模式。设计方案仍存在一些不足,可以利用现有技术作细节上的改进,关键上的提高还需要相关领域的进一步发展。