基于地理实体的数据库建设探讨

发表时间:2021/5/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第3期   作者:刘海红1,刘国泰2
[导读] 随着智能城市建设的深入发展

        刘海红1,刘国泰2
        1.青海省基础测绘院,青海西宁 810000
        2,青海省柴达木综合地质矿产勘察院,青海格尔木 816000
        摘要:随着智能城市建设的深入发展,将自然资源、交通、环境保护、水事务、减少紧急灾害、公共安全和消防、人口、法人、经济和信贷信息结合起来成为智能城市发展的必然趋势在此基础上,本文讨论了基于地理实体的数据库建设,以供参考。
关键词:地理实体;数据库建设;探讨
引言
        随着政府信息化建设和应用的深入,政府部门和公众可以通过地理信息公共服务平台获取电子地图、兴趣点等地理信息等在线服务,增加了基于地理信息的专题信息链接和共享服务需求。目前,智慧城市建设正在蓬勃发展。要协调城市地理空间信息、建(构)筑物数据库等资源,合理划分测绘地理信息产品类型,在统一的城市地理空间框架和人口、法人等信息资源基础上叠加各部门、各行业相关业务信息,加快跨部门协同应用。
1如何理解地理实体
        随着技术和工具的发展,对地理世界的了解和表达也有所提高,而且利用地貌和数学的理论和工具,地图要素被用于了解和表达地理世界,地图也可供使用;随着信息技术、数据库和地理信息系统的发展,地图被转到了计算机上,地理信息数据模型是根据地图要素开发的,而4D产品代表了传统地理信息系统时代的地理观念。今天,为了建设数字化城市,将现实世界移向计算机,将物理城市映射为数字城市,以此作为满足所有行业、专业人员和公众地理信息需求的数字基础,基于土地要素的数据模型=原始地图n现实世界的规模从微观到宏观不等,目前的资源和技术能力还不能以无限复杂的方式描述所有地理实体,通常是根据我们目前的需要,也不能研究数量有限的地理实体。例如,在城市规划中,应将建筑视为一个单独的物理对象;在消防救援中,建筑物的楼层、住户和消防设施应用作实物。
2地理实体与地理要素
        建设地理实体数据库,首先要弄清地理实体与地理要素之间的异同,地理实体是现实世界中具有空间位置、独立语义属性或功能的自然或人工地物,其与传统4D产品中的地理要素既有联系,又有区别。从本质上说,它们都是对现实世界一种现象的抽象,但在数据组织形式和表达上又有差别。传统4D产品中的地理对象以点、线和面要素图层的形式呈现真实世界,清楚地说明了这些对象之间的空间关系,但将整个地理实体划分为多个空间目标。由于两者之间没有唯一的身份关联,代表同一实体的空间目标各自为政,因此难以按实体提取相关空间目标并保持与相关专题信息的联系。此外,以前收集的对象属性未设置时间戳,因此无法完整描述地理实体在时间和空间中的语义关系。因此,按要素采集建库的方式已难以满足当前地理信息应用的需求,如一条道路,以传统的几何要素表达,其只能包含道路中心线或道路边线或道路面,它们之间并无关联;而以地理实体来表达,则可同时包含道路中心线、道路边线和道路面等多个图元,且有唯一的地理实体编码作为标识,对其赋予产生和消亡时间属性,能完整描述地理实体的时空关系语义。这种按实体对象建库的表达无疑更符合人们认识现实世界的模式,在应用上也更加灵活便捷。
3基于地理实体的数据库建设探讨
        3.1地理实体图形规则
        在一体化过程中,应考虑到该部门对地理实体几何表达的不同需求:对于同一水道,运输部门需要线框实体,而水部门需要河流实体。因此,为了应用程序的目的,实体可以由三个图元表示:点、直线和面。图元的造型必须符合规则:(1)当您以点表示地理图元时,必须识别其在中心的位置。(2)如果用直线或面表示地理实体,则必须确保线段的连续性和面的闭合性;(3)在表述河流和道路实体时,必须确保它们构成一个连接网络;(4)必须确保实体之间的逻辑,例如房屋和道路之间没有铺设路面。(5)同一实体的不同实体形式由一个地理实体识别码连接起来,以确保一致性。


        3.2地理实体对象重构
        重建空间-时间信息数据库是在地理实体整合多种来源数据的基础上构建空间-时间信息云平台的重要组成部分。与传统的基本地理信息数据库不同,时空信息数据库使用地理实体对象作为一个管理单位,允许通过一个独特的识别代码与人口、法人、企业、自然资源和环境保护等专题信息建立联系和整合图1介绍了建立基于地理实体的时空信息数据库的基本构想。底层地理实体数据的处理主要是根据现有底层地理信息数据建立地理实体数据库,并按照地理实体的分类和编码规范对其进行分类和编码。核心地理实体包括七大类:运输、水系统、人口、植被、领土和政治区;具体的制作过程包括分享大规模地形图、导航点、基本地理信息数据库、地名地址和 图像处理和物理关系、图形校正、多比例转换、属性标准化处理等,创建地理实体数据库并提供数据服务。
        3.3关于语义的地理实体标识码编码规则
        地理实体在时间和空间上都是唯一的,并使用地理实体识别码来表示其唯一的识别码。it专业人员通常使用全局唯一标识符guid对数据进行编码,从而为不适用的数据随机生成应用程序管理。作为第一次地理普查的一部分,河流、湖泊和水库的物理编码由字母编码、分类编码、水位编码和流域序列编码、8位数字长度编码和编码段组成,这意味着属性的增加和过分复杂。在题为"地理实体和地理地址数据规范"的ch / z9010-2011号文件中,每一类实体都有自己的编码系统,其长度和结构各不相同,不利于信息技术的编码和管理。Peng Rui等人认为,通过结合属性值,可以建立地理实体编码规则,从而促进基于这些规则的编码自动化,提高地理实体数据编码的效率和稳定性。在分析这些方法的利弊时,本文件提出了一个简化的地理物理标识代码,仅由三个代码组成,包括区域标识代码、信息分类代码和顺序代码。
        3.4物理存储
        为了满足存储和管理大量物理数据类型和图形元数据的需要,充分考虑到每种物理数据结构类型的特点、科学高效的数据存储体系结构、统一物理数据存储环境的规划、模型的形成在设计物理数据的物理存储时,应结合实体的逻辑模型,根据不同数据类型的数据格式、内容和数量来存储和管理地理物理数据,使用索引存储、关系数据库存储的混合模式。 从空间数据库和分布式文件存储。索引库主要用于存储实体表、将实体表中的数据同步到索引库、实现大量实体数据的快速检索和分类等。 索引库使用非常广泛的分布式全文搜索引擎,该引擎提供全文索引功能,支持内容管理,并允许检索和处理非结构化数据(如文本数据)。它几乎可以实时存储和检索数据;它具有足够的可扩展性,可支持数百台服务器和处理数Pb的数据。
结束语
        地理实体数据库具有对象化的数据组织、自由的专题属性挂接、灵活的按需组装、高效的空间分析、便捷的联动更新等优势,相较于传统的按要素分类组织的数据库,其有着更加广阔的应用前景。地理实体数据库建设的关键问题是地理实体编码的设计和ETL技术(数据的抽取、转换和加载)的应用。地理实体数据库建设是新型基础测绘体系建设的重要一环,如何从各类基础数据、专题数据中按地理实体的分类融合图形和属性,实现自动化实体构建是今后继续研究的方向。
参考文献
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