摘要：目前，人類活動所涉及到的信息80%以上是與空間數(shù)據(jù)有關(guān)。隨著“數(shù)字地球”“數(shù)字城市”建設(shè)的大力進行，空間觀測技術(shù)的不斷發(fā)展，空間數(shù)據(jù)正呈幾何級數(shù)增長。如何高效、快速地組織、存儲和管理海量空間數(shù)據(jù)，滿足國內(nèi)數(shù)字化生產(chǎn)和國家基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)業(yè)建設(shè)的迫切需要，實現(xiàn)海量空間數(shù)據(jù)的存儲與管理，是地理信息系統(tǒng)（GIS）亟待解決的主要問題之一。本文主要采用OracleSpatial技術(shù)來解決這一主要問題。
　　關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)；OracleSpatial；空間數(shù)據(jù)管理；元數(shù)據(jù)
　　
　　1引言
　　1998年1月，美國副總統(tǒng)戈爾在《數(shù)字地球—認識21世紀我們這顆星球》的報告中首次提出了數(shù)字地球的概念，掀起了繼1992年信息高速公路之后的人類又一大壯舉，即建設(shè)“數(shù)字地球”的空間信息革命[1]。數(shù)字地球的核心就是空間數(shù)據(jù)。
　　2目前空間數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀
　　目前,各類空間地理數(shù)據(jù)主要以下列幾種方式進行管理[2]。
　　1）文件管理方式
　　空間地理信息數(shù)據(jù)存放在操作系統(tǒng)的目錄下,存儲簡單,管理的方法也比較簡單,給人的感覺比較直觀。數(shù)據(jù)備份煩瑣,數(shù)據(jù)共享困難。
　　2）文件管理與數(shù)據(jù)庫管理相混合
　　這種管理方式以文件管理為主,借助關(guān)系數(shù)據(jù)庫的部分特點進行檢索、查詢所有的空間地理信息數(shù)據(jù);這些數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫體外的目錄下,這樣存在著文件管理方式的所有缺陷。
　　3）基于二進制大對象Blobs存儲
　　在數(shù)據(jù)庫中,全部利用1），2）數(shù)據(jù)庫進行管理，二進制大對象缺乏語義信息,同時關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法在這些數(shù)據(jù)上支持基于內(nèi)容的查詢,也不能進行比較運算,無法提供高性能的存儲和查詢。
　　如何方便、安全、可靠的將空間數(shù)據(jù)在OracleSpatial中存儲與管理，保證重要資源的有效管理，保證讓每一項應(yīng)用和每一個用戶都能隨時以適當(dāng)?shù)男问将@取準(zhǔn)確的信息，又能經(jīng)濟有效地實現(xiàn)對越來越龐大的海量數(shù)據(jù)的存儲管理，這就是本文關(guān)注空間數(shù)據(jù)在OracleSpatial存儲問題的主要原因。
　　3空間數(shù)據(jù)基于OracleSpatial的管理實現(xiàn)
　　OracleSpatial是Oracle公司推出的空間數(shù)據(jù)庫組件,具備管理空間數(shù)據(jù)的能力。Oracle從9i開始對空間數(shù)據(jù)提供了較為完備的支持。OracleSpatial在9.2版本之前支持兩種管理空間數(shù)據(jù)的方法:對象-關(guān)系模型和關(guān)系模型。但在9.2版本以后只采用對象-關(guān)系模型。對象--關(guān)系模型使用一張表,表中有一個類型為MDSYS.SDO_GEOMETRY的字段,用這個字段來存儲空間實體的空間數(shù)據(jù),表中的每一行記錄存儲一個空間實體。目前，空間數(shù)據(jù)庫逐漸傾向于采用空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲的方式，而且選擇Oracle數(shù)據(jù)庫作為存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，特別是在Oracle推出Spatial之后，基于OracleSpatial的空間數(shù)據(jù)管理方式已逐漸被認同。
　　OracleSpatial主要通過元數(shù)據(jù)表、空間數(shù)據(jù)(即SDO_GEOMETRY字段)和空間索引來管理空間數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上提供一系列空間查詢和空間分析函數(shù),允許用戶進行更深層次的GIS應(yīng)用開發(fā)。OracleSpatial發(fā)展了最新的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理方式，利用對象—關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來存儲和處理空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲，優(yōu)化了其索引機制，增加了二級過濾、緩沖區(qū)生成和疊加分析等過程。
　　OracleSpatial由以下的組件構(gòu)成[3]:
　　 規(guī)定一組Spatial所支持的空間數(shù)據(jù)類型的存儲、語法和語
　　義模式，即MDSYS模式。
　　 一組空間索引機制。
　　 一組與空間分析操作、窗口查詢、連接查詢有關(guān)的操作和函數(shù)。
　　 一套管理工具。
　　OracleSpatial采用的是分層數(shù)據(jù)模型，包括元素(elements),幾何體(geometries)和層(layers)。幾何體由若干元素組成，每一層又包括若干的幾何體。
　　一個空間實體的空間信息存儲在類型為SDO_GEOMETRY的字段中。在擁有該字段的任何一個表中,必須要有另外一列或多列,用于定義這個表的主碼。下面是OracleSpatialSDO_GEOMETRY字段定義的一個例子[4][5]:
　　CREATETYPESDO_GEOMETRYASOBJECT（
　　SDO_GTYPENUMBER,
　　SDO_SRIDNUMBER,
　　SDO_POINTSDO_POINT_TYPE,
　　SDO_ELEM_INFOSDO_ELEM_INFO_ARRY,
　　SDO_ORDINATESSDO_ORDINATE_ARRAY）；
　　SDO_GEOMETRY是一個對象類型的字段,由5個屬性組成,一個空間實體的所有空間信息全部存儲在這5個屬性中。
　　SDO_GTYPE:說明該空間實體的類型,格式為dltt,其中：
　　1.d表示維數(shù)。
　　2.l表示三維線性參考系幾何實體的線性參考度量，默認值為0。
　　3. tt表示幾何實體的類型。
　　SDO_SRID:說明該空間實體所處的坐標(biāo)系統(tǒng)。SDO_POINT:由X、Y、Z3個屬性組成,用于表示幾何類型為點的幾何對象。如果SDO_ELEM_INFO和SDO_ORDINATES數(shù)組為空,則SDO_POINT中的X、Y、Z為點對象的坐標(biāo)值；否則,SDO_POINT的值為NULL。SDO_ELEM_INFO:定義為一個可變長的數(shù)組。用來表明如何解釋存儲在SDO_ORDINATES屬性中的坐標(biāo)信息。SDO_ORDINATES:定義為一個可變長的數(shù)組,用來存儲組成空間實體邊界的點的坐標(biāo)。
　　表3-1有效的SDO_GTYPE值
　　值 幾何類型 說明
　　d000 未知幾何體 Spatial忽略該幾何體
　　d001 點 幾何體包含一個點
　　d002 線串 幾何體是一條線段
　　d003 多邊形 幾何體是一個多邊形
　　d004 集合 幾何體是不同類型元素的集合
　　d005 復(fù)合點 幾何體有多個點
　　d006 復(fù)合線串 幾何體有多條線段
　　d007 復(fù)合多邊形 幾何體有多個不相交的多邊形
　　4 結(jié)束語
　　本文介紹了空間數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀及存在的諸多問題，在此基礎(chǔ)上，提出了基于OracleSpatial的空間數(shù)據(jù)的管理。
　　以下問題還需要進一步研究：
　　1）空間索引是空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的瓶頸之一，因此，如何設(shè)計一個快速、高效的空間索引算法是空間數(shù)據(jù)庫面臨的重要問題。
　　2)如何更好的利用Oraclespatial組件管理海量空間數(shù)據(jù)，使其更好的為空間數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)。
　　3)如何更加方便使Oracle數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化與調(diào)整，數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)問題。
　　
　　參考文獻
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