一种海量多源异构空间信息数据无缝集成管理方法技术

本发明专利技术公开了一种海量多源异构空间信息数据无缝集成管理方法，建立分布式无缝集成概念模型，并在分布式异构空间数据无缝集成环境下，利用多层智能中间件体系建立一个跨平台、支持异构数据库、分布式计算、协同服务、可交换的和安全可靠的空间数据管理系统，本发明专利技术解决了地理信息资源规范化共享和低水平整合问题，提高了数据使用率；提升了信息时效性与工作效率。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地理信息中空间数据管理的
，特别是一种海量多源异构空间信息数据无缝集成无损管理方法。
技术介绍
多源信息的集成和融合是地球信息科学领域的一大热点问题，其意义和必要性与地球信息本身的特征、采集手段特征、信息处理平台或系统的特点这三方面紧密相联。然而现实中，由于缺少标准基础数据，数据多语义性、多时空性以及表达的多尺度性，数据获取手段的复杂多样性，导致了多源异构空间数据的产生，一方面是丰富的不同格式的海量数据，另一方面是人们对数据的需求不能满足。现在也提出了一些相关理论进行不同格式的数据转换，但是转换的过程复杂，耗费时间和人力资源，并且容易丢失信息。从数据共享意义上来讲也需要进行数据集成的研究，而且GIS应用需要集成多种数据源以及不同格式的数据才能完成。空间数据无缝集成理论及方法的发展经历了传统GIS图幅拼接、无缝GIS、无缝空间数据库、分布式GIS、分布式多空间数据库、分布式异构环境下的空间数据无缝集成等阶段，与GIS本身的发展呈现相似的历程，即从单机到多机、从网络到分布式、从同构到异构。早在20世纪80年代，一些国际学者便率先开始了关于空间数据高级集成的研究，在GIS空间数据集成、GIS空间数据的多重表达以及多尺度、多分辨率空间数据的集成等方面产生了众多理论成果。ARCGIS能够支持多数据源、多比例尺、多时态数据的统一数据库高效一体化存储管理，多源、多比例尺、多时态数据的统一表现，图形、图像、DEM、属性表格、规划文本的一体化显示以及多数据源的实时多条件属性、空间查询能力，实现了栅格的无缝集成和显/Jn o国内学者在这一领域也做了相关研究。从分布式异构环境下空间数据产生的缝隙层面考虑，目前无缝融合的研究主要包括以下几个方面1)多图幅边界间几何和多属性的无缝融合；2)数据表达的无缝融合(矢量、栅格、不规则三角网等)；3)多尺度数据无缝集成；4)多投影和坐标系统的无缝集成等等。关于多图幅边界间几何和多属性的无缝融合研究，王卉等提出通过建立图块边界要素间的拼接关系，使得海量数据在逻辑使用上达到连续，并深入研究了各种形态要素的拼接策略。多尺度数据的无缝集成研究是一个热点，王晏民、李德仁等提出一种分层分级分区式多比例尺方案，按照地图制图综合方法发展了多比例尺模型。艾廷华指出实现连续的尺度表达，目前面临着划分合适的比例尺变化粒度、数据容量最小化、兼顾考虑语义特征、操作响应速度实时以及横向数据表达一致等关键问题。就多投影和坐标系统的无缝集成问题，胡鹏等指出，“无缝空间数据库”问题实际上是地理空间的空间数学基础问题，指出放弃欧氏空间将GIS的地理空间真正统一于地球科学的地理空间，才能从根本上消去“无缝空间数据库”问题。李爱勤等设计了一种改良Morton码的“分级4象限扩散四叉树编码”方案进行地理数据的无缝管理和空间索引，并详细探讨了多比例尺数据的无缝组织，但关注数据的组织而非原有数据的集成。王密等主要关注影像数据的无缝化问题，实现了大型影像数据库的数据结构、空间索引及调度机制，并研究了多分辨率、多数据源、多波段、多时相影像数据组织，以及影像数据的跨带调度与平滑显示。也有一些学者认为针对空间数据的无缝集成侧重于集成，而无缝是指无差别的对分布式异构空间数据源的访问方式。例如宋关福等提出了一种多源空间数据无缝集成技术(SIMS)来实现空间数据共享以及多格式空间数据集成，SIMS借助虚拟空间数据引擎屏蔽各种数据源专用引擎的差异，提供对多种数据格式的直接访问。相比较而言，分布式异构空间数据的无缝集成对空间数据的要求相对较低，但所有数据有可能不具备整体特征，也有可能在空间范围上重复或冗余，这就造成了无缝集成实现上的困难性。另一方面由于分布式异构空间数据在空间、属性、专题、拓扑、语义、数据表达、尺度、时相、投影和坐标系统等等方面的缝隙因素相互影响，就单独一种缝隙的融合方法有了一定的研究，如何综合考虑这些缝隙，使其能够完整地融合于分布式海量空间数据库中仍需要进一步地探索。空间数据无缝集成技术实质上是一种数据融合方法，既要考虑对分布式异构数据的集成及透明的互操作，也要提供多种对空间数据进行融合处理的手段。综上所述，异构空间数据的无缝集成的研究大多停留在理论研究阶段，还未达到实用化，仍然需要做大量的工作。·国内很多GIS厂商也把目光转向了未来将很有市场的空间数据集成技术上，如超图SuperMAP、中地MAPGIS等，支持数据格式转换、OGC互操作标准、以及中间件直接操作等模式。同国外相比，多数研究都围绕着多源异构空间数据的集成管理技术，并且已经在GIS软件平台中得到了应用，也还没有真正意义上的高级集成和融合可利用的产品出现。特别是对于交通领域，经常涉及到人口、国民经济数据、各类城市规划的用地与规模、道路长度等级与通行能力、交通量、交通状况、交通分区、基础测绘数据、卫星遥感数据、地质勘查数据、移动定位数据等众多内容。地理信息系统是处理这些空间数据(几何属性)和属性数据(非几何属性)的有效工具，迫切需要建立一种能够无缝集成多种必要数据，实现数据交换、数据共享且具有强大的图形处理、地理模拟、分析功能、支持二次开发的系统，彻底改变传统管理系统信息处理方式，以满足人们的各种需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种海量多源异构空间信息数据无缝集成无损管理方法，改变各部门当前地理信息资源的“信息孤岛”状态，促进部门间的地理信息共享；提高数据使用率；提升信息时效性与工作效率。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是一种海量多源异构空间信息数据无缝集成无损管理方法，该方法的步骤为 1)输入数据量庞大、来自若干个数据源、异地分布的空间信息数据； 2)构建全局资源目录，形成分布式计算环境下资源的全局虚拟视图，该全局虚拟视图从下至上依次包括数据资源存储层、资源目录层、资源调度层、访问接口层，各层之间双向通信； 3)判断空间信息数据格式，若为栅格数据，则将其划分为规则的数据块，使用分布式文件系统存储；若为矢量数据，则使用OGC简单要素模型存储，采用R-Tree分块；为每个数据块分配唯一 ID，标示空间范围；4)将分割完成后得到的具体数据块均匀部署在资源目录各层的各个节点上； 5)仿照ISO七层网络协议，定义无缝集成概念模型，实现步骤2)中数据块的无缝存储；所述无缝集成概念模型从下至上依次为无缝虚拟图层、简单要素类层、要素层、要素数据集层； 6)输入调用空间数据查询命令，在步骤2)中的数据块中进行无缝分布式查询； 7)将无缝分布式查询得到的多个无缝结果集进行无缝化合并； 8)利用小波变换实现数据块的传输； 9)显示调用结果。所述步骤7)中，利用多层智能中间件体系对无缝结果集进行无缝化合并，所述多层智能中间件体系包括数据中间件、版本中间件、分布式查询处理中间件、无缝集成中间件，所述数据中间件对所述数据块进行无缝式分布查询，所述版本中间件与所述数据中间件通信，所述分布式查询处理中间件与所述版本中间件通信，所述无缝集成中间件与所述分布式查询处理中间件通信，并生成无缝结果集。本专利技术中的海量多源异构具体指数据源数据量大、异地分布，数据模型在语义、表达形式、使用环境上具有不确定性和异构性。与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海量多源异构空间信息数据无缝集成管理方法，其特征在于，该方法的步骤为：1）输入数据量庞大、来自若干个数据源、异地分布的空间信息数据；2）构建全局资源目录，形成分布式计算环境下资源的全局虚拟视图，该全局虚拟视图从下至上依次包括数据资源存储层、资源目录层、资源调度层、访问接口层，各层之间双向通信；3）判断空间信息数据格式，若为栅格数据，则将其划分为规则的数据块，使用分布式文件系统存储；若为矢量数据，则使用OGC简单要素模型存储，采用R？Tree分块；为每个数据块分配唯一ID，标示空间范围；4）将分割完成后得到的具体数据块均匀部署在资源目录各层的各个节点上；5）仿照ISO七层网络协议，定义无缝集成概念模型，实现步骤2）中数据块的无缝存储；所述无缝集成概念模型从下至上依次为无缝虚拟图层、简单要素类层、要素层、要素数据集层；6）输入调用空间数据查询命令，在步骤2）中的数据块中进行无缝分布式查询；7）将无缝分布式查询得到的多个无缝结果集进行无缝化合并；8）利用小波变换实现数据块的传输；9）显示调用结果。

【技术特征摘要】
1.一种海量多源异构空间信息数据无缝集成管理方法，其特征在于，该方法的步骤为 1)输入数据量庞大、来自若干个数据源、异地分布的空间信息数据； 2)构建全局资源目录，形成分布式计算环境下资源的全局虚拟视图，该全局虚拟视图从下至上依次包括数据资源存储层、资源目录层、资源调度层、访问接口层，各层之间双向通信； 3)判断空间信息数据格式，若为栅格数据，则将其划分为规则的数据块，使用分布式文件系统存储；若为矢量数据，则使用OGC简单要素模型存储，采用R-Tree分块；为每个数据块分配唯一 ID，标示空间范围； 4)将分割完成后得到的具体数据块均匀部署在资源目录各层的各个节点上； 5)仿照ISO七层网络协议，定义无缝集成概念模型，实现步骤2)中数据块的无缝存储；所述无缝集成概念模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆南，张蕴灵，刘晓东，刘玲，
申请(专利权)人：浙江大学，中国公路工程咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：