基于共享数据模型的地理空间数据转换

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1、基于共享数据模型的地理空间数据转换张威,崔铁军，郭黎,姚慧敏解放军信息工程大学测绘学院郑州陇海中路66号450052E_mail:weizhang3023@eyou.com摘要：针对人们对地理空间数据迫切需求与地理空间数据多源性的矛盾，分析了现有数据共享方式的利弊。从多源数据共享的角度，设计了面向对象的统一数据模型，并对常用的数据格式向统一数据模型格式的转换进行了详细的阐述。关键字：数据共享;地理空间数据模型;数据格式;MapInfo;Arc/InfoAbstract：Aimingatthein

2、consistencyofthepeople’urgentrequirementtomultisourcedatawiththegeographicalspacedatahasdifferentsources,thearticleanalyzedtheadvantagesanddisadvantagesoftheexistingdatasharingmethods.Fromtheperspectiveofmultisourcedatasharing,aobject-orientedunified

3、datamodelwasdesigned,andcarriedonelaboratingexplanationontheconversionfromdataformatswhichareinusuallyusedtotheunifieddatamodelformat.Keywords:datasharing;geospatialdatamodel;dataformat;MapInfo;Arc/Info1、引言随着各种GIS的应用，对空间数据的需求越来越大，不同部门针对本部门的需要经常要获取大量的

4、空间数据，同时由于不同部门应用目的不同，同一地区同一比例尺的空间数据往往采用不同的空间数据标准、特定的数据模型和特定的空间物体分类分级体系进行重复采集，造成了人力、财力的巨大浪费，也造成各种来源、语义、格式、现势性、粒度不同的数据共[1]存，因而，地理信息系统发展到现在，多源数据共享仍然是突出的问题。[2]数据格式转换模式、数据互操作模式、直接数据访问模式是实现数据共享的常用方式。由于缺乏对空间对象统一的描述方法，不同格式用以描述空间数据的模型不尽相同，以至于[3]数据格式转换总会导致或多或少的

5、信息损失。且转换过程复杂；采用数据互操作模式，要真正实现各种格式数据之间的互操作，需要每个每种格式的宿主软件都按照统一的规范实现数据访问接口，在一定时期内还不能现实；空间数据格式开放的程度不同,使直接数据访问方法中出现一些不可克服的弊病。常用GIS系统，其数据模型各不相同，对空间对象描述不统一，为了尽可能的保证数据完整性和准确性，实现数据共享，作者在总结常用数据模型基础上，提出一种统一数据模型。2、统一数据模型常用的数据模型有:拓扑关系数据模型、面向实体的数据模型。拓扑关系数据模型以拓扑关系为基

6、础组织和存储各个几何要素，其特点是以点、线、面间的拓扑连接关系为中心，且坐标存贮具有依赖关系。面向实体的数据模型以独立、完整、具有地理意义的单个空间地理实体为数据组织和存储的基本单位表达地理空间。但是，从多源空间数据共享的角度来看，两种数据模型均存在弊端：拓扑关系数据模型难以表达丰富的地理语义信息；面向实体的数据模型虽然能通过方便地构造用户需要的任何复杂地理实体以表达更多的语义，但是又带来[4][5]地理实体空间拓扑关系灵活表达的缺陷。肖乐斌等提出了面向对象的整体数据模型。面向对象的GIS数据模

7、型可以将空间数据和属性数据有效地融合在一起。因此本文中数据模型的设计也是采用面向对象的思想。考虑到数据共享时GIS数据大数据量特性，我们采用数据分块机制。为了共享数据结构不同的空间数据，矢量、图像、注记、DEM等多种数据组织方式不同的数据类型都被包含。对于矢量地理空间目标，抽象为点对象、线状对象、面状对象。为了减少数据的信息损失，点、线、面对象属性数据的数据结构采用动态的组织方式。数据模型概念结构图如1示。要处理的地理实体的全部相关信息组成数据区，数据区是所研究区域或者一项GIS工程所涉及的范围

8、，如一个城市，一个省，也可能是一个国家。数据区由零到多个数据块构成，依据地理实体的某个地理特征把数据区分成若干块，对于一个城市来说，可以按照行政区来划分。每个数据块由零到多个矢量数据层、注记层、图像层、DEM层构成，每个矢量数据层包含多个点、线、面对象。矢量数据采用面向对象模型，点、线、面结构中包含每个地理实体的空间信息和属性信息。就具体结构而言，每个矢量数据层的信息包括层名，拓扑状态，点、线、面及复合要素实体包含的属性个数、属性的名称、类型、长度等。点、线、面的结构如图2、3、4所示。地理实体