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北京山维科技股份有限公司
SunwaySDE建库更新

概述

谈及GIS,我们很容易想到的是基于GIS的应用,例如位置服务、空间分析、辅助决策,并基于此看到GIS的光辉灿烂;但也有看不到的,在于系统建设者的焦虑和隐忧。

担心的是什么呢?担心的是数据!城市的日新月异带来的是GIS数据的推陈出新,如果GIS的数据更新跟不上城市变化的节奏,GIS的应用服务不仅会大打折扣,甚至还会带来灾难性后果。

GIS离不开数据。很多的GIS建设方案,数据来源是其中的一个子系统,却轻描淡写。看似什么数据都能进去,但往往很难进去或者很费劲才进去;即便进去了,而要满足应用标准,这条路也不容易。目前,空间数据信息更新已经取代空间数据获取成为GIS建设的一个重要问题;GIS的核心已从数据生产转为数据更新,数据更新关系着GIS的可持续发展,

很多GIS系统因缺乏一个理想的数据更新解决方案而难以发挥作用。

由此,GIS系统所暴露的数据生产更新问题,事实上就是在要求我们必须从两个方面来看待GIS系统:一方面是数据的生产更新,获取鲜活的高质量数据(基础地理信息数据以及专业业务数据);一方面是基于数据的应用。从GIS建设方案上二者是关系紧密的上下游,在数据层面上是一体两面,必须同等对待。

鉴于空间数据生产与应用的特殊复杂性,采用信息化的理论、方法、手段、设施,生产符合信息化需求的信息化成果,建立以数据库为核心的数据生产与维护体系,空间数据结构统一,解决海量数据动态更新、制图综合、数据分发等问题,打造一个能将生产和建库更新相结合而建设门槛低、性能安全可靠的系统具有重要意义。由此,清华山维提出基于SunwaySDE的SunwayGIS数据建库更新系统,完美解决了GIS系统建设者的焦虑和隐忧。

SunwayGIS

SunwayGIS以清华山维EPS平台软件产品和技术为基础,以数据生产管理更新需求为导向,构建基础测绘数据生产、建库、更新维护、基本应用、内外业一体化的新一代信息化GIS数据生产管理技术体系与软件系统,旨在解决GIS数据生产建库更新,建立GIS生产库,是可大大降低GIS生产成本和技术门槛,最贴近测绘生产企业的基础地理信息数据管理系统。

系统特点

  • 基于GIS生产平台(EPS)构建GIS的生产库,低门槛;
  • 生产库和应用库物理隔离,为GIS应用库提供鲜活的数据;
  • 生产即建库,建库即生产;
  • 生产即更新,更新即生产。

空间数据库存储体系

采用生产库+应用库的双库存储模式,即生产管理与应用服务物理隔离的双库并行模式,解决GIS系统中数据在生产和应用两个不同主体之间的相对矛盾。采用双库模式,数据日常更新在生产库上进行,出现异常可提前解决,起到安全缓冲的作用;而具体更新工作则可由负责数据生产的单位完成,即依托具体的测绘单位建立GIS基础地理信息生产库,各生产部门独立维护责任区域,互不影响,管理复杂度大大减低;而应用服务数据库由生产管理数据库定期单向导入,数据的一致性与安全性更有保障。

数据库建设内容

  1. 制定基础地理信息技术标准与标准化工程模板;
  2. 构建基础测绘数据内外业一体化生产技术工艺与生产体系;
  3. 构建具有时间维度增量式DLG数据库更新管理模式与功能体系;
  4. 构建1:500 ~1:50000各比例尺DLG基础地形专题数据库;
  5. 构建地下管线、城市部件等DLG专业数据库;
  6. 构建DOM、DEM数据库;
  7. 构建工程文档等其他内容数据库。

总体技术框架

在EPS平台基础上,以Oracle、SQL Server等为存储,以SunwaySDE为接口,以EPS平台为服务的测绘地理信息数据生产、入库、更新、应用一体化的新型技术体系架构与数据管理功能系统。

图1:系统总体技术框架

主要功能

  • 数据库管理功能

数据库创建、数据初始入库、用户权限管理、日志管理、索引管理、数据安全管理

  • 数据库更新功能

数据按区域更新、数据按分幅更新

  • 数据库应用功能

图形属性浏览、属性查询统计、地名查询、变更分析

功能说明

  • 数据库创建

通过指定数据库管理系统DBMS,数据物理存储位置(服务器),数据库名称创建数据库;在数据库中创建数据专题,在专题数据中创建层表以及属性表。

一个物理SunwaySDE数据库中可以包含多个数据专题,多个物理SunwaySDE数据库可以通过管理数据库合成为一个逻辑SunwaySDE数据库。

管理数据库用于多个SunwaySDE数据库的集成化管理,管理数据库中不存储实际数据,是只存储具体数据的描述信息,以及用户管理信息。

管理数据库不是必须的,但管理数据库的使用,在大型数据库系统的集成化,数据分布式存储,数据安全方面具有重要意义。

图2: 管理数据库

  • 初始入库

数据库以及数据专题创建完成后,大量的原始数据可通过初始入库功能完成;

初始入库不走数据更新通道,不留历史信息,具有操作简单、吞吐量大、速度快等特点;

初始入库功能支持多计算机并行作业,是数据库快速建成的重要保障功能。


图3:初始入库

  • 数据库更新维护

更新过程:

数据库更新功能是指主要为面向数据生产人员提供的一系列旨在维护矢量数据现势性的更新管理功能,数据更新功能改变数据库现状,并保存数据历史沿革信息。

数据下载-->生产环节修补测处理-->更新比对,发现增量(新增+删除)-->增量数据提交入库--> 标记删除数据为历史数据。

图4:数据下载更新

数据库更新维护:更新区域与更新区分级

更新区概念:修补测工程所涉及数据的区域范围线,外加更新区有关工程描述信息,如时间、地点、生产单位、人员等。

更新区分级:系统支持更新区分级,不同级别更新区描述相应级别的工程信息;子更新区必须完全包含在父区域内;同一级更新区空间上不能叠加;

更新区作用:

    1. 记录工程信息;
    2. 更新时与数据库数据在约束区域内进行更新比对, 筛选更新增量;
    3. 变更分析;
    4. 质量追溯。

图5:更新区划分

  • 变更分析

系统的变更分析是指以图幅为单位分析专题数据变化过程,统计工程信息,及相关结果可视化展示、输出等过程。

变更分析原理:

1. 图形实体与标准分幅范围叠加,统计各个图幅内数据的时间节点;

2. 分幅范围线与更新区叠加,统计各个图幅内各时间节点的工程信息;

3. 形成以图幅为单位,以时间节点为轴线的序列化工程信息统计表,

4. 以图形的形式显示分幅图,并按需填充颜色,标注工程信息。

图6:变更分析数据源

示例:

图7:变更分析专题图

  • 地名查询

系统提供的地名查询本质上是对地形图中文字注记信息的一种扩展应用;

地形图中的文字注记是由分类标识的,即注记分类号,不同用途的注记:如居民地注记、单位名称注记、道路桥梁注记、山川水系注记等等,在EPS系统中均有不同的分类号。

系统正式利用了文字注记分类信息,构建了一个成本低廉、易于理解、简单实用的文字注记查询系统。通过地名查询,可以实现快速空间定位,方便了数据库的使用。

  • 属性查询与统计分析

系统提供对数据库中任意属性表的条件查询功能,由于对查询结果提供了分类支持。分类后的数据可以方便显示控制,填色,统计数量,分类数据统计信息还可输出报表。选择查询结果中的特定记录,可快速定位属性关联的空间图形,为空间查找提供了快速方法。

图8:属性查询与统计

  • 用户管理
    1. 系统支持用户、角色、权限系统化关联管理模式。用户权限管理信息记录在管理数据库中;
    2. 系统用户权限管理是动态的,管理员可以随时根据需要或上级指令创建或取消用户权限;
    3. 一个数据库角色可以拥有多个权限;一个用户可以拥有多个角色;
    4. 系统权限覆盖数据查看、下载、上传、打印等方面,最小控制数据粒度为单一图层。

图9:用户权限管理

  • 日志管理
    1. 系统日志登记了所有数据库用户有关数据库登录、断开、行为(数据下载、上传等)的按时间排序的流水信息。
    2. 系统提供了按年、按月、按日的数据库日志查询方法。
    3. 数据库日志中记录的信息还支持系统安全的一个重要功能:数据库回退(回滚)。
  • 系统安全

尽管DBMS有自己的数据安全维护体系,但出于方便性与专业化考虑,SunwayGIS系统仍然构建了完全独立的安全管理系统,包括主从服务器同步、增量备份及数据库还原等功能。

  • 主从服务器同步

主从服务器同步是指主服务器中专题数据的增量定时向连接的从服务器中输送,以保证从服务器中数据与主服务器数据同步,从服务器也可理解为主服务器的镜像。

图10:主从服务器同步

  • 增量备份与数据库还原
    1. 增量备份是指主服务器中的增量数据定时向保存到数据备份文件中;
    2. 数据库还原是指将备份文件中数据上传到新建的空的同结构数据库中。

图11:增量备份与数据库还原

  • EPSCOM组件化接口

为了满足客户其他系统的应用需求,EPS将有关数据库更新维护功能封装为COM组件,面向客户其他应用系统管理人员定制数据下载、上传及查询功能,从而使客户其他应用管理系统与基于SunwayGIS建设的基础地理信息数据库有机地连接为一体,实现数据生产更新与GIS应用的全面贯通。

  • 动态投影

专题数据投影与视图投影

    1. 系统的数据专题均可指定独立的投影参数
    2. 视图投影与专题投影相互对立
    3. 当两者不一致时,数据显示时刻自动投影到视图坐标系

图12:投影设置

邻带接边数据动态投影效果:

13:动态投影示例

  • 其他显示控制
    1. 全库浏览漫游
    2. 按图层加载显示
    3. 专题叠加显示
    4. 同专题或多专题数据分窗口显示

图14:同数据专题分窗口显示

  • 级联显示控制

图15:级联显示设置


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