北京山維科技股份有限公司
SunwaySDE建庫更新

概述

談及GIS,我們很容易想到的是基于GIS的應用,例如位置服務、空間分析、輔助決策,并基于此看到GIS的光輝燦爛;但也有看不到的,在于系統建設者的焦慮和隱憂。

擔心的是什么呢?擔心的是數據!城市的日新月異帶來的是GIS數據的推陳出新,如果GIS的數據更新跟不上城市變化的節奏,GIS的應用服務不僅會大打折扣,甚至還會帶來災難性后果。

GIS離不開數據。很多的GIS建設方案,數據來源是其中的一個子系統,卻輕描淡寫。看似什么數據都能進去,但往往很難進去或者很費勁才進去;即便進去了,而要滿足應用標準,這條路也不容易。目前,空間數據信息更新已經取代空間數據獲取成為GIS建設的一個重要問題;GIS的核心已從數據生產轉為數據更新,數據更新關系著GIS的可持續發展,

很多GIS系統因缺乏一個理想的數據更新解決方案而難以發揮作用。

由此,GIS系統所暴露的數據生產更新問題,事實上就是在要求我們必須從兩個方面來看待GIS系統:一方面是數據的生產更新,獲取鮮活的高質量數據(基礎地理信息數據以及專業業務數據);一方面是基于數據的應用。從GIS建設方案上二者是關系緊密的上下游,在數據層面上是一體兩面,必須同等對待。

鑒于空間數據生產與應用的特殊復雜性,采用信息化的理論、方法、手段、設施,生產符合信息化需求的信息化成果,建立以數據庫為核心的數據生產與維護體系,空間數據結構統一,解決海量數據動態更新、制圖綜合、數據分發等問題,打造一個能將生產和建庫更新相結合而建設門檻低、性能安全可靠的系統具有重要意義。由此,清華山維提出基于SunwaySDE的SunwayGIS數據建庫更新系統,完美解決了GIS系統建設者的焦慮和隱憂。

SunwayGIS

SunwayGIS以清華山維EPS平臺軟件產品和技術為基礎,以數據生產管理更新需求為導向,構建基礎測繪數據生產、建庫、更新維護、基本應用、內外業一體化的新一代信息化GIS數據生產管理技術體系與軟件系統,旨在解決GIS數據生產建庫更新,建立GIS生產庫,是可大大降低GIS生產成本和技術門檻,最貼近測繪生產企業的基礎地理信息數據管理系統。

系統特點

  • 基于GIS生產平臺(EPS)構建GIS的生產庫,低門檻;
  • 生產庫和應用庫物理隔離,為GIS應用庫提供鮮活的數據;
  • 生產即建庫,建庫即生產;
  • 生產即更新,更新即生產。

空間數據庫存儲體系

采用生產庫+應用庫的雙庫存儲模式,即生產管理與應用服務物理隔離的雙庫并行模式,解決GIS系統中數據在生產和應用兩個不同主體之間的相對矛盾。采用雙庫模式,數據日常更新在生產庫上進行,出現異常可提前解決,起到安全緩沖的作用;而具體更新工作則可由負責數據生產的單位完成,即依托具體的測繪單位建立GIS基礎地理信息生產庫,各生產部門獨立維護責任區域,互不影響,管理復雜度大大減低;而應用服務數據庫由生產管理數據庫定期單向導入,數據的一致性與安全性更有保障。

數據庫建設內容

  1. 制定基礎地理信息技術標準與標準化工程模板;
  2. 構建基礎測繪數據內外業一體化生產技術工藝與生產體系;
  3. 構建具有時間維度增量式DLG數據庫更新管理模式與功能體系;
  4. 構建1:500 ~1:50000各比例尺DLG基礎地形專題數據庫;
  5. 構建地下管線、城市部件等DLG專業數據庫;
  6. 構建DOM、DEM數據庫;
  7. 構建工程文檔等其他內容數據庫。

總體技術框架

在EPS平臺基礎上,以Oracle、SQL Server等為存儲,以SunwaySDE為接口,以EPS平臺為服務的測繪地理信息數據生產、入庫、更新、應用一體化的新型技術體系架構與數據管理功能系統。

圖1:系統總體技術框架

主要功能

  • 數據庫管理功能

數據庫創建、數據初始入庫、用戶權限管理、日志管理、索引管理、數據安全管理

  • 數據庫更新功能

數據按區域更新、數據按分幅更新

  • 數據庫應用功能

圖形屬性瀏覽、屬性查詢統計、地名查詢、變更分析

功能說明

  • 數據庫創建

通過指定數據庫管理系統DBMS,數據物理存儲位置(服務器),數據庫名稱創建數據庫;在數據庫中創建數據專題,在專題數據中創建層表以及屬性表。

一個物理SunwaySDE數據庫中可以包含多個數據專題,多個物理SunwaySDE數據庫可以通過管理數據庫合成為一個邏輯SunwaySDE數據庫。

管理數據庫用于多個SunwaySDE數據庫的集成化管理,管理數據庫中不存儲實際數據,是只存儲具體數據的描述信息,以及用戶管理信息。

管理數據庫不是必須的,但管理數據庫的使用,在大型數據庫系統的集成化,數據分布式存儲,數據安全方面具有重要意義。

圖2: 管理數據庫

  • 初始入庫

數據庫以及數據專題創建完成后,大量的原始數據可通過初始入庫功能完成;

初始入庫不走數據更新通道,不留歷史信息,具有操作簡單、吞吐量大、速度快等特點;

初始入庫功能支持多計算機并行作業,是數據庫快速建成的重要保障功能。


圖3:初始入庫

  • 數據庫更新維護

更新過程:

數據庫更新功能是指主要為面向數據生產人員提供的一系列旨在維護矢量數據現勢性的更新管理功能,數據更新功能改變數據庫現狀,并保存數據歷史沿革信息。

數據下載-->生產環節修補測處理-->更新比對,發現增量(新增+刪除)-->增量數據提交入庫--> 標記刪除數據為歷史數據。

圖4:數據下載更新

數據庫更新維護:更新區域與更新區分級

更新區概念:修補測工程所涉及數據的區域范圍線,外加更新區有關工程描述信息,如時間、地點、生產單位、人員等。

更新區分級:系統支持更新區分級,不同級別更新區描述相應級別的工程信息;子更新區必須完全包含在父區域內;同一級更新區空間上不能疊加;

更新區作用:

    1. 記錄工程信息;
    2. 更新時與數據庫數據在約束區域內進行更新比對, 篩選更新增量;
    3. 變更分析;
    4. 質量追溯。

圖5:更新區劃分

  • 變更分析

系統的變更分析是指以圖幅為單位分析專題數據變化過程,統計工程信息,及相關結果可視化展示、輸出等過程。

變更分析原理:

1. 圖形實體與標準分幅范圍疊加,統計各個圖幅內數據的時間節點;

2. 分幅范圍線與更新區疊加,統計各個圖幅內各時間節點的工程信息;

3. 形成以圖幅為單位,以時間節點為軸線的序列化工程信息統計表,

4. 以圖形的形式顯示分幅圖,并按需填充顏色,標注工程信息。

圖6:變更分析數據源

示例:

圖7:變更分析專題圖

  • 地名查詢

系統提供的地名查詢本質上是對地形圖中文字注記信息的一種擴展應用;

地形圖中的文字注記是由分類標識的,即注記分類號,不同用途的注記:如居民地注記、單位名稱注記、道路橋梁注記、山川水系注記等等,在EPS系統中均有不同的分類號。

系統正式利用了文字注記分類信息,構建了一個成本低廉、易于理解、簡單實用的文字注記查詢系統。通過地名查詢,可以實現快速空間定位,方便了數據庫的使用。

  • 屬性查詢與統計分析

系統提供對數據庫中任意屬性表的條件查詢功能,由于對查詢結果提供了分類支持。分類后的數據可以方便顯示控制,填色,統計數量,分類數據統計信息還可輸出報表。選擇查詢結果中的特定記錄,可快速定位屬性關聯的空間圖形,為空間查找提供了快速方法。

圖8:屬性查詢與統計

  • 用戶管理
    1. 系統支持用戶、角色、權限系統化關聯管理模式。用戶權限管理信息記錄在管理數據庫中;
    2. 系統用戶權限管理是動態的,管理員可以隨時根據需要或上級指令創建或取消用戶權限;
    3. 一個數據庫角色可以擁有多個權限;一個用戶可以擁有多個角色;
    4. 系統權限覆蓋數據查看、下載、上傳、打印等方面,最小控制數據粒度為單一圖層。

圖9:用戶權限管理

  • 日志管理
    1. 系統日志登記了所有數據庫用戶有關數據庫登錄、斷開、行為(數據下載、上傳等)的按時間排序的流水信息。
    2. 系統提供了按年、按月、按日的數據庫日志查詢方法。
    3. 數據庫日志中記錄的信息還支持系統安全的一個重要功能:數據庫回退(回滾)。
  • 系統安全

盡管DBMS有自己的數據安全維護體系,但出于方便性與專業化考慮,SunwayGIS系統仍然構建了完全獨立的安全管理系統,包括主從服務器同步、增量備份及數據庫還原等功能。

  • 主從服務器同步

主從服務器同步是指主服務器中專題數據的增量定時向連接的從服務器中輸送,以保證從服務器中數據與主服務器數據同步,從服務器也可理解為主服務器的鏡像。

圖10:主從服務器同步

  • 增量備份與數據庫還原
    1. 增量備份是指主服務器中的增量數據定時向保存到數據備份文件中;
    2. 數據庫還原是指將備份文件中數據上傳到新建的空的同結構數據庫中。

圖11:增量備份與數據庫還原

  • EPSCOM組件化接口

為了滿足客戶其他系統的應用需求,EPS將有關數據庫更新維護功能封裝為COM組件,面向客戶其他應用系統管理人員定制數據下載、上傳及查詢功能,從而使客戶其他應用管理系統與基于SunwayGIS建設的基礎地理信息數據庫有機地連接為一體,實現數據生產更新與GIS應用的全面貫通。

  • 動態投影

專題數據投影與視圖投影

    1. 系統的數據專題均可指定獨立的投影參數
    2. 視圖投影與專題投影相互對立
    3. 當兩者不一致時,數據顯示時刻自動投影到視圖坐標系

圖12:投影設置

鄰帶接邊數據動態投影效果:

13:動態投影示例

  • 其他顯示控制
    1. 全庫瀏覽漫游
    2. 按圖層加載顯示
    3. 專題疊加顯示
    4. 同專題或多專題數據分窗口顯示

圖14:同數據專題分窗口顯示

  • 級聯顯示控制

圖15:級聯顯示設置


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