net环境下多尺度地理空间数据组织方法研究

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1、.NET环境下多尺度地理空间数据组织方法研究毛彪李勤超马奎宋爽（信息工程大学测绘学院，河南郑州，450052,biaomao001@163.com）【摘要】在.NET环境下运用面向对象技术对地理空间数据进行合理地组织，根据地物分类编码和制图综合知识对数据进行显示等级界定，从而在一定程度上解决了地理空间数据多尺度表达的问题；将空间数据和属性数据同时存储，解决了数据在一致性维护、并发控制以及海量空间数据存储管理上的缺陷；根据图幅和分层来建立R树索引，提高了索引的速度。【关键词】.NET地理空间数据库多尺度表达R树索引地理空间数据库技术是地理信息

2、系统数据组织的核心技术，也是地理学、测绘科学、计算机科学和信息科学相结合的产物。建立空间数据库的目的就是要将相关的数据有效地组织起来，并根据其地理分布建立统一的空间索引，进而可以快速调度数据库中任意范围的数据，达到对整个地形的无缝漫游，根据显示范围的大小可以灵活方便地自动调入不同层次的数据[1]。在地理空间数据库的构建过程中，由于地理空间数据具有多源、多尺度、多相、多形式表达等特点，使得对数据地组织、多尺度表达以及空间索引的建立都必须进行合理地设计。1.NET数据访问技术集成于.NETFramework中的ADO.NET是一种全新的数据访问

3、技术，它可以在连接环境和断开环境中工作。在连接环境下，读取数据时保持与数据库的连接，然后关闭连接，这个过程类似于ADO。在断开连接的环境里工作是ADO.NET的价值所在，数据从服务器发送出来，在客户机上进行缓存，在准备更新数据库时，把修改后的数据发送回服务器，并在服[2]务器上管理更新过程和冲突。ADO.NET的体系结构如图1所示:用户界面数据视图数据提供程序数据读取器数据适配器数据集命令数据表连接XML数据库图1ADO.NET体系结构Fig.1ADO.NETsystemstructure2多尺度地理空间数据的组织多尺度地理空间数据的组织形

4、式主要有两种：一种是动态方式，即首先建一个较大比例尺的空间数据库，而其他层次比例尺的空间数据库由该库动态派生、综合而来；另一种是静[3]态方式，即事先构建多比例尺的空间数据库。由于动态方式要求具有较高的自动综合能力，而自动综合至今仍是一个国际难题，所以这里选取相对实用的静态组织方式。2.1空间数据和属性数据一体化管理由于地理空间数据的海量及非结构化特征，使得传统关系型数据库在管理地理空间数据时总是“捉襟见肘”，人为地割裂了空间实体描述地一致性。为了解决这一难题，现在比较通用的方法是采用关系－对象数据库管理方式。它是在传统关系数据库管理系统之

5、上，进行扩展使之能够同时管理空间数据和属性数据。其主要原理是用BLOB(BinaryLargeObject[4]二进制大对象)字段存储空间对象的坐标数据。空间数据和属性数据地一体化组织使得数据地一致性维护和并发控制成为现实。2.2用面向对象的方法对空间数据进行组织如今面向对象技术已经广泛应用于开发实践中。根据地理空间数据的特点抽象出一个公共基类(包括空间实体的属性和几何信息描述)，接着通过继承派生出点、线、多边形、注记四种数据类型，再根据不同的数据格式分别派生出各自的具体数据类型。通过这种方式使得程序便于扩展和维护。在数据库操作方面，通过设

6、计一个架构在ADO.NET之上的DatabaseManage类来统一管理操作数据库的行为，其中包括增加表、删除表、增加记录、删除记录、浏览记录等。在自动建表方面，根据不同比例尺建立一套统一的命名规则。对于表字段明确的数据格式，可以通过集成SQL语句来自动建表；对于字段信息可以从数据文件中读取的数据格式（如MIF格式的数据），可以进行动态的创建。其组织结构如图2所示:数据文件1数据文件1⋯⋯DatabaseManage类方法ADO.NET对象－关系数据库图2DatabaseManage类的组织结构示意图Fig.2ThesketchmapofD

7、atabaseManageclass2.3多尺度地理空间数据连贯性浏览的实现采用静态的数据组织方式进行地理空间数据浏览时，由于在各个比例尺之间跳跃，容易造成空间信息表达不合理。为了使视觉信息量的变化趋于连贯性，必须在各个比例尺之间增加一个过渡。具体的实现方法主要涉及两个方面:一是分类编码原则，不同的地物都有一个唯一的ID，即分类编码，同一类地物的不同等级之间分别对应着不同的编码，如主要公路、次要公路对应的编码是不一样的，可以以此为依据设置地物的显示等级；二是制图综合原则，由于显示设备的局限和显示清晰性的要求，必须对显示的数据进行取舍，因为影

8、响制图综合的因素很多，这里主要考虑根据视觉效果来界定数据的显示等级，如在一般性的浏览中海洋及陆地的显示等级较普通岛屿的显示等级要高。浏览时，就可以根据显示等级先在一个比例尺的数据