_多源数据组织建模在海洋空间数据管理中的应用研究
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对以文件方式 存 储 的 海 洋 空 间 数 据,如 海 量 影像 数 据、海 洋 原 始 调 查 数 据 文 件、介 质 资 料 等, 数据 仓 库 采 用 在 线、近 线、离 线 三 级 存 储 模 式,提 高数据调用的效率。
从物理存储角 度 考 虑,将 海 洋 空 间 数 据 划 分 为 3 大 类 :文 件 型 数 据 、矢 量 数 据 、栅 格 数 据 ,对 每 种类型数据提供数据模型的建模能力。
1)文 件 型 数 据 建 模 。 文 件 型 数 据 建 模 针 对 以 文 件 方 式 存 储 的 数 据 对 象 ,主 要 为 介 质 、纸 质 等 调 查单位原始汇交 的 资 料,采 用 数 据 库 表 和 文 件 系 统相结合的方式进行存储。数据库表主要存储元 数据信息和介质 结 构,文 件 系 统 存 放 相 对 应 的 数 据 实 体,数 据 建 模 包 括 数 据 分 类 和 元 数 据 定 义。 如图2所示。 2)矢 量 数 据 建 模 。 矢 量 数 据 包 括 了 系 列 比 例 尺 的 海 洋 基 础 地 理 数 据 、船 测 重 力 测 线 数 据 、海 域 海底地名数据等内容。矢量数据建模支持面向多 种空间数据源的 各 种 矢 量 数 据 集 模 型 的 定 义,通
近年来,随着 国 家 海 洋 综 合 调 查 能 力 的 不 断 提 高 ,获 取 到 了 大 量 包 括 海 洋 基 础 地 理 数 据 、海 底 地形、海 洋 地 球 物 理、海 洋 地 质、海 洋 航 空 与 卫 星 遥感等海洋空间 数 据,这 些 资 料 主 要 以 两 种 形 式 保存,一种是原始 观 测 结 果 以 及 数 据 来 源 和 时 间 等 ,它 们 被 保 存 在 不 同 的 介 质 中 ;另 一 种 是 这 些 原 始资料的数字化 形 式,并 记 录 了 相 关 的 项 目 和 观
测手段等,它 们 被 以 文 档 的 形 式 存 放。 同 其 他 方 面的数据资料相 比,这 些 海 洋 空 间 数 据 呈 现 出 多 源性、多态性 和 多 样 性 的 特 点[1-3],如 何 对 这 些 数 据进行统一管理,是 摆 在 海 洋 数 据 管 理 部 门 亟 待 解决的问题。
在现有的海洋空间数据信息化管理过程中, 数 据 库 的 管 理 对 象 主 要 是 磁 盘 、矢 量 、栅 格 等 文 件 型 的 数 据 ,管 理 内 容 为 资 料 的 描 述 信 息 和 实 体 ,其 中描述信息是指资料的元数据和空间范围信息, 实体包括介质实 体 和 电 子 实 体 两 种,主 要 需 要 管 理实体的存储信息和实体文件结构信息。数据在 资料 分 类、物 理 形 态、存 储 状 况、数 据 格 式 上 都 比 较复 杂,而 且 数 据 体 量 大,对 于 海 量、结 构 复 杂 的 资料数据来说,用 单 一 的 数 据 结 构 快 速 搭 建 库 体 比较 困 难,存 在 着 共 享 能 力 差、数 据 冗 余 度 大、完 整性和安全性较差等缺点 。 [4] 现有的海洋空 间 数 据管理大多局限 在 对 于 元 数 据 和 图 层 的 管 理,而 对于其相关联的实体数据并未实现真正意义上的 数据入库[5-8],尤其是在海洋原始调查汇交 资 料 以 及 介 质 、文 档 资 料 的 管 理 中 ,仍 延 用 着 纯 文 件 的 方 式进行存储,数据 信 息 只 能 通 过 人 工 制 作 表 格 的 方 式 进 行 查 询 统 计 ,信 息 化 程 度 较 低 。 鉴 于 此 ,本 文应用多源数据 模 型 建 模 与 组 织 管 理 技 术,对 多 源海洋空间数据按类别实现数据的定义与分类, 完成数据库的快 速 构 搭 建 和 灵 活 扩 展,并 设 计 研 发了相应的信息 系 统,旨 在 实 现 对 现 有 各 类 海 洋 空间数据及文件、介 质 等 的 高 效 一 体 化 管 理 和 共 享服务。
第 41 卷 第 1 期
邢 喆 等 :多 源 数 据 组 织 建 模 在 海 洋 空 间 数 据 管 理 中 的 应 用 研 究
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1 数 据 建 模 原 理
数据建模是根据数据的特征在资料分类的基 础上 完 成 资 料 的 元 数 据、空 间 范 围、数 据 类 型、存 储位置等方面的 定 义,构 建 生 成 资 料 型 数 据 的 模 型,并 挂 接 到 数 据 目 录,以 保 证 数 据 库 的 快 速 搭 建。
3)资 料 类 型 建 模 。 定 义 某 类 资 料 的 表 结 构 和 特 征 ,指 定 所 属 的 元 资 料 类 型 ,规 范 资 料 的 扩 展 元 数据项及空间特 征,其 中 扩 展 元 数 据 项 是 在 资 料 固有元数据项基 础 上 追 加 资 料 的 个 性 化 字 段,空 间 特 征 则 包 含 常 见 的 点 、线 、面 3 种 类 型 。 资 料 类 型 模 型 生 成 之 后 ,可 配 置 该 资 料 类 型 的 资 料 标 识 、 资 料 名 称 、是 否 显 示 、是 否 编 辑 等 业 务 规 则 。
1 National Marine Data and Information Service,Tianjin 300171,China
摘 要:针对现有海洋空 间 数 据 管 理 的 业 务 需 求,应 用 多 源数据模型建 模 与 组 织 管 理 技 术 ,分 析 研 究 了 现 有 各 类 海洋空间数据的存储模型、组 织 模 型、结 构 模 型 和 业 务 模 型,并 分 别 构 建 出 其 空 间 数 据 模 型,在 此 基 础 上,研 发 出 海 洋 空 间 数 据 信 息 管 理 系 统,实 现 了 多 种 类、多 形 态、多 模式数据的简 便 入 库 和 一 体 化 管 理 ,极 大 提 升 了 现 有 的 数据管理信息化服务能力。 关 键 词 :数 据 建 模 ;元 数 据 建 模 ;海 洋 多 源 数 据 ;多 源 异 构 中 图 法 分 类 号 :P208;P229 文 献 标 志 码 :A Abstract:To address the operational needs for efficient management of marine spatial data,we analyze storage model,organization model,infrastructure model and busi- ness model for currently available marine spatial data,and propose the spatial data model by applying modeling and organization techniques for multi-source data.Using the established multi-source spatial data models,we develop the marine spatial data management system,which reali- zes the easy storage and integral management of spatial data of multi-kinds,multi-formats and multi-modes.This system has greatly enhance the capability of national oce- anic spatial data management and information service. Key words:data modeling;metadata modeling;oceano- graphic multi-source data;multi-source heterogeneous
2 多 源 海 洋 空 间 数 据 的 存 储 与 建 模
2.1 数 据 存 储 管 理
由 于 海 洋 空 间 数 据 类 型 多 样 、数 据 量 庞 大 ,首 先从数据应用的角度对海量多源数据进行划分, 根据不同的应用需求采用相应的存储技术。
对 于 包 含 空 间 特 征 的 矢 量 、栅 格 、电 子 地 图 等 地理信息数据,采 用 空 间 数 据 库 技 术 实 现 多 数 据 集 、分 布 式 存 储 。
4)数据类 型 建 模。 数 据 实 体 包 括 介 质 实 体、 电子实体两种类 型,介 质 实 体 仅 需 要 采 集 和 存 储 实 体 的 存 储 位 置 信 息 ,不 需 要 数 据 类 型 建 模 ;电 子
2.2 数 据 组 织 与 建 模
采 用 面 向 对 象 的 数 据 仓 库 管 理 ,应 用 “数 据 类 型-数据 对 象”的 模 式 管 理 多 维 空 间 数 据,将 不 同 数据对象划分到 相 应 的 数 据 类 型 中,对 不 同 数 据 类型建立相应的数据模型。
实体需要通过数 据 类 型 建 模,定 义 最 小 的 资 料 数 据 实 体 单 元 ,定 义 资 料 实 体 文 件 的 命 名 、格 式 及 关 联 关 系 ,以 确 定 资 料 实 体 文 件 的 组 织 结 构 。
5)编目管 理。 在 目 录 上 创 建 数 据 节 点,将 资 料 类 型 模 型 、数 据 类 型 模 型 挂 接 到 该 节 点 ,同 时 配 置 节 点 关 联 的 实 体 存 储 位 置 、入 库 插 件 等 信 息 ,完 成基于数据节点的资料型数据模型的构建。
基 金 项 目 :国 家 海 洋 局 海 洋 公 益 行 业 科 研 专 项 资 助 项 目 (201205004)。 Foundation support:The State Oceanic Administration of Marine Special Public Industry Research (20125004).