新時(shí)期地理信息系統(tǒng)中測(cè)量數(shù)據(jù)與無(wú)縫管理方式

王齊軍

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一O六地質(zhì)隊(duì)，四川 成都 611130）

一、新時(shí)期地理信息系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)管理方式

新時(shí)期地理信息系統(tǒng)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的管理提出了新的要求，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)據(jù)管理方式的改變已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。

伴隨著地理信息系統(tǒng)由低級(jí)向高級(jí)的發(fā)展，數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)x器也經(jīng)歷了由落后到先進(jìn)的科技?xì)v程。傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器經(jīng)過(guò)幾十年的革新?lián)Q代，已經(jīng)由純手工操作的常規(guī)光學(xué)經(jīng)緯儀發(fā)展到具有自動(dòng)安平、電子自動(dòng)記錄等功能的電子自動(dòng)經(jīng)緯儀。現(xiàn)代的電子經(jīng)緯儀能夠通過(guò)內(nèi)置芯片把測(cè)量到的數(shù)據(jù)記錄在其電子記錄簿上，與計(jì)算機(jī)連接后可將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)利用。電子經(jīng)緯儀采集的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上可通過(guò)電子經(jīng)緯儀廠商提供的圖形軟件顯示出來(lái)，緊接著計(jì)算機(jī)技術(shù)人員通過(guò)對(duì)顯示內(nèi)容稍加編輯，電子經(jīng)緯儀收集的數(shù)據(jù)就形成了一副數(shù)字地形圖。這種高科技設(shè)備的發(fā)明將大量測(cè)繪人員解放出來(lái)，同時(shí)由于才有電子設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪，減少了人為主觀誤差，提高了測(cè)量精度，對(duì)于地形測(cè)繪和修測(cè)的提高意義重大。

在大家享受自動(dòng)經(jīng)緯儀帶來(lái)便利的同時(shí)，也打來(lái)了一個(gè)困擾測(cè)繪人員的問(wèn)題：測(cè)繪產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)均散列存放于計(jì)算機(jī)某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，調(diào)查的數(shù)據(jù)處理存放于圖表中，這樣一方面在客戶需要數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)法快速確定測(cè)量時(shí)間以及測(cè)量數(shù)據(jù)的內(nèi)容；另一方面也不能了解整個(gè)測(cè)繪區(qū)域的全貌。電子經(jīng)緯儀的發(fā)明，節(jié)省了圖紙存放所消耗的空間，同樣減少了手動(dòng)搬動(dòng)圖紙進(jìn)行檢索的勞動(dòng)強(qiáng)度，但是沒(méi)有解決相應(yīng)的計(jì)算機(jī)數(shù)字地圖管理和檢索工作。新時(shí)期地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)使這個(gè)問(wèn)題迎刃而解，心事地理信息系統(tǒng)更加先進(jìn)、高效，為測(cè)繪數(shù)據(jù)的采集和處理帶來(lái)新的跳躍。

二、空間數(shù)據(jù)的無(wú)縫管理

現(xiàn)代測(cè)量均是將需要測(cè)量的地區(qū)按照一定的比例尺劃分成若干副塊進(jìn)行分割，對(duì)于整體的把握和了解不夠細(xì)致，同時(shí)在測(cè)區(qū)的綜合瀏覽方面也不夠直觀。在對(duì)地理信息管理系統(tǒng)可以進(jìn)行多種數(shù)據(jù)管理進(jìn)行了解以后，再詳細(xì)了解地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的無(wú)縫管理，就可以將原本分散的測(cè)區(qū)圖副塊連接起來(lái)，使用戶對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)都能直觀的看到，如圖所示。

圖 無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)原理圖

無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)是指那些存在于地球表面的在真實(shí)世界具有無(wú)縫特征的客觀對(duì)象，這些對(duì)象在數(shù)據(jù)庫(kù)中可被表達(dá)為具有唯一幾何標(biāo)識(shí)和地物標(biāo)識(shí)的對(duì)象，能夠抽象表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中完整的地球表面對(duì)象，從而形成能夠存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或者數(shù)據(jù)服務(wù)器。在傳統(tǒng)的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)組織中，當(dāng)?shù)厍虮砻娴恼鎸?shí)對(duì)象被不同的圖幅分割時(shí)，在地理信息系統(tǒng)的不同圖幅中同一個(gè)客觀對(duì)象就具有不同的OID碼，如果恰好在進(jìn)行某項(xiàng)工作時(shí)需要此圖幅，那么檢索工作將涉及多塊圖幅和不同的專題，大大增加了檢索難度；傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)缺乏無(wú)縫管理，很難維護(hù)地理客觀實(shí)體的完整性和一致性，同時(shí)也不便于數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式管理；傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)地理數(shù)據(jù)的有效獲取存在缺陷。

實(shí)現(xiàn)新時(shí)期新的地理信息系統(tǒng)既無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是邏輯概念上的“無(wú)縫”組織階段。邏輯概念上的“無(wú)縫”組織是指從用戶視角進(jìn)行觀察分析的數(shù)據(jù)庫(kù)，這種思想是基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思想，并且在此基礎(chǔ)上建立起了一個(gè)“無(wú)縫”地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。其在物理概念上的存儲(chǔ)管理仍然按照傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的圖幅塊進(jìn)行，對(duì)同一個(gè)地球表面真實(shí)體在多個(gè)幾何標(biāo)識(shí)和同一地物標(biāo)識(shí)件進(jìn)行后臺(tái)關(guān)聯(lián)處理，這些過(guò)程對(duì)用戶來(lái)說(shuō)都是不可見的，因此會(huì)被成為邏輯概念上的“無(wú)縫”組織。

第一階段邏輯概念上的“無(wú)縫”組織存在其優(yōu)缺點(diǎn)、有點(diǎn)主要為在一定程度上解決了傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)空間對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)的組織弱點(diǎn)，同時(shí)從用戶角度出發(fā)，該地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)單易操作。缺點(diǎn)：未進(jìn)行物理“無(wú)縫”連接，因此其物理底層依然采用傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的分幅方式管理整個(gè)地圖，地球表面實(shí)體的標(biāo)記依然依靠多個(gè)幾何標(biāo)志和一個(gè)地物標(biāo)識(shí)進(jìn)行后臺(tái)關(guān)聯(lián)后進(jìn)行，因此系統(tǒng)的靈活性很低；地理客觀實(shí)體的完整性和一致性很難得到維護(hù)；數(shù)據(jù)在此階段進(jìn)行分步管理。每當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入新的數(shù)據(jù)，這些關(guān)聯(lián)機(jī)制就要進(jìn)行相應(yīng)改變，工作量很大。由此可以看出在概念邏輯上的“無(wú)縫”組織還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)的第二階段是在實(shí)現(xiàn)邏輯概念“無(wú)縫”組織的基礎(chǔ)上完成物理上的客觀“無(wú)縫”處理。物理概念上的“無(wú)縫”組織則是從設(shè)計(jì)開發(fā)者的角度實(shí)現(xiàn)了地理數(shù)據(jù)無(wú)縫組織，解決了傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)中分幅塊管理的問(wèn)題。物理概念上的“無(wú)縫”使得地球表面客觀對(duì)象在地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中能夠被唯一的幾何標(biāo)志和物理標(biāo)識(shí)進(jìn)行識(shí)別，這樣可以從本質(zhì)上使地球上的客觀實(shí)物唯一完整的在計(jì)算機(jī)中被存儲(chǔ)。經(jīng)過(guò)無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)的第二階段，此時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)不僅在用戶視角中是無(wú)縫的，在設(shè)計(jì)者視角中其物理結(jié)構(gòu)也是無(wú)縫的。

物理階段的“無(wú)縫”組織使得該系統(tǒng)由邏輯概念到物理概念都實(shí)現(xiàn)了“無(wú)縫”設(shè)計(jì)，從根本上將傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的組織弱點(diǎn)進(jìn)行清除。但其它缺點(diǎn)主要是無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)的格式、內(nèi)容要求的嚴(yán)格，因此要提高所有測(cè)繪人員的專業(yè)素質(zhì)，這一要求在某些情況下很難實(shí)現(xiàn)。如果確定采用無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)，那就要對(duì)原有的地理信息系統(tǒng)進(jìn)行改造，而改造地理信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大的工程。

結(jié)語(yǔ)：本文通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)中測(cè)量數(shù)據(jù)與無(wú)縫管理方式進(jìn)行分析其優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了采用無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)量數(shù)據(jù)管理方式，為測(cè)量工作者及相關(guān)研究人員在進(jìn)行相關(guān)工作時(shí)能夠有所借鑒，對(duì)于地理信息系統(tǒng)中測(cè)量數(shù)據(jù)的管理方式研究具有積極意義。

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