空间数据引擎.pptx

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1、空间数据引擎空间数据引擎空间数据引擎空间数据引擎 当前,地理信息越来越多地应用于各行各业,并带来了 前所未有的效益,各企业对它的需求也大为增加。但要得 到或对这些信息进行访问,传统的方式是通过专业GIS桌面 制图软件,它们在数据完整性、一致性、分散数据的管理 和共享等方面有所欠缺,限制了地理信息的应用。 ESRI(美国环境系统研究所)利用客户机/服务器计算模 式和关系数据库管理的先进特点,创立了一种新型技术,管 理大型企业的海量地理数据。它通过灵活高效的空间分析 查询,在网络上向任何地方传送数据,并把查询分析功能嵌 入到各种实际应用程序中,这就是超级空间数据库管理器 SDE。SDE可将空间数据

2、加入到关系数据库管理系统 (RDBMS)中去，允许向关系数据库中加入空间数据、提供 地理要素的空间位置及形状等信息。 SDE的诞生背景 SDESDE特点特点 1.对地理数据的开放式系统访问,使地理数据更易于获 得、更易于管理。 2.对用户需求的充分回应。 3.支持大型数据库。SDE利用统一的数据模型,维护关系数 据库中的空间和属性数据,管理近乎无限的空间特征,如: 全国范围的道路网络等。 4.进行高效空间查询分析。SDE提供一组可靠的 几何处理与空间分析功能,可以反复应用于各种 应用中,如房地产查询、环境保护区周 围的缓冲区等。SDE还具备剪切、分解、缓冲区 产生、距离测量、多边形叠加以及网络

3、处理能力 等,可以进行近乎无穷的空间分析。另外, 各种空间查询还可通过SQL的Where子句进行。 空间查询的结果可以用于制图或其它需要几何分 析而不需制图的应用,这意味着可以把空间分析 嵌入到一个非GIS的应用程序中去。 5.理想的空间对象模型。地理特征如饭店位 置、旅游路线、度假区等,被作为空间对象, SDE在描述这些对象时采用了明晰的特征(属 性)和行为(方法),使表达执行具备灵活性。地 理特征通过图层这种空间连续策略进行索引, 促进了快速恢复操作,提高数据管理效率。 6.快速实现过程。对复杂的空间查询来说,SDE比 其它任何空间分析技术完成次要(subsecond)特征 的检索时间要快

4、得多,这种快速访问与检索在使 用互操作处理的客户机/服务器模式在网络上得 以实现,客户机与服务器共同完成这一工作。客 户机主要是响应空间分析操作,服务器则进行数 据搜索和检索。这种互操作处理方法使得动态空 间叠加成为可能,当大量增加客户机的时候,利用 对称多处理结构或调整计算机缓冲区大小,可以 把客户机带来的性能下降到最小。 7.网络访问。SDE支持对TCP/IP网络环境的访 问。对跨平台的混合配置,SDE也可以利用外 部数据表示 (eXternalDataRepresentation:XDR)进行支 持。 8.平台支持。SDE服务器的最初版本运行于 SunSolaris,使用Oracle关系

5、数据库管理系统。 SDEAPI可以在Solaris、WindowsNT下运行,在 将来的版本中SDE将对其它平台给予支持。 9.ARC/INFO和ArcView。ESRI的ARC/INFOGIS 和ArcView软件是SDE的首选客户机软件。 SDE与ARC/INFO软件间的转换,是在数据和系 统水平上两个系统转向更加紧密耦合的第一 步。 由于以上特色,数据库管理人员、应用开发人 员,以及终端用户都可以用SDE实现地理数据 的管理和应用软件的开发。 SDE的体系结构如下图所示,客户端应用是最终用户运行的软 件,它可以是ArcView、MapObjects或ARC/INFO等GIS专业软 件,也

6、可以是用户为某一特定工程开发的应用。与客户端应 用结合的是SDE客户库,这是一个程序设计接口,用于处理客 户端应用提出的请求。图1在服务器端,有SDE服务器处理程 序、关系数据库管理系统和实际的数据。服务器在本地执行 所有的空间搜索和数据提取工作,它仅将满足搜索条件的数 据在服务器端缓冲存放并返回到客户端。缓冲处理收集大块 的数据,然后将整个缓冲区中的数据发往客户端应用,而不是 一次只发一条记录。在服务器端处理并缓冲的方法大大提高 了效率,并使网上荷载大大降低,这在应用操作数据库中成百 上千万的记录时 变得至关重要。 SDESDE工作原理工作原理 SDE采用协作处理方式,即处理既可在SDE客户

7、 库一端也可在SDE服务器一端,取决于处理在 哪一端更快。有的功能不需要与服务器通信, 像多边形叠加和分割这类主要耗费CPU资源 的任务,最好由客户库来完成,可避免大量的 网上操作。 所有的服务器任务都是在SDE服务器所在的平 台上完成的;而客户端应用则可运行于多种不 同的平台和环境中,去访问同一个SDE服务器 和数据库。 SDE软件采用连续的数据模型,整个城市的宗 地数据都可放到SDE一个连续的层(Layer)中, SDE为数据库中各层的所有要素都建立了索 引,并将层从逻辑上分成一个个小块,称为 “cell”,层中的要素则分解到各cell中加以描述, 最后将此描述信息写到索引表中。落到多个

8、cell上的要素,将在每个cell对应的索引记录中 加以描述,没有数据的cell不包括在索引表 中。图1层和网络叠加生成空间索引。 SDESDE数据模型数据模型 SDE存储和组织数据库中的空间要素的方法,是将空间 数据类型加到关系数据库中,不改变和影响现有的数据 库或应用。它只是在现有的数据表中加入图形数据项 (Shapecolumn),供软件管理和访问与其关联的空间数 据。SDE将地理数据和空间索引放在不同的数据表中, 通过关键项将其相联。将图形数据项加到一个商业数 据库表后,该表即可以称为空间可用的 (spatiallyenabled)。SDE通过将信息存入层表 (LAYERStable)

9、来管理空间可用表。层表帮助管理商业 表和空间数据之间的连接。对空间可用表,可像通常那 样对表中数据进行查询、合并,也可以进行图到属性或 属性到图的查询。 SDESDE中空间要素的存储中空间要素的存储 2.地理要素 SDE中的地理要素由属性和几何形状点、线或面组成。SDE允 许空(Nil)Shape,空没有几何形状,但有属性。 3.坐标 SDE用X、Y坐标存放图形: 点单一(X,Y)坐标记录; 线有序的一组(X,Y)坐标记录; 面一组起始结点和终止结点相同的线段对应的(X,Y)坐标记 录。 SDE还允许在X、Y坐标上加Z值,用来表示X、Y点处对应的高度或 深度,因此,SDE的图形可以是二维或三维

10、的。SDE对每种类型的图 形都 有一组合法性检查规则,用以在将该图形存入RDBMS之前,检验其 几何 正确性。 2.地理要素 SDE中的地理要素由属性和几何形状点、线或 面组成。SDE允许空(Nil)Shape,空没有几何形 状,但有属性。 3.坐标 SDE用X、Y坐标存放图形: 点单一(X,Y)坐标记录; 线有序的一组(X,Y)坐标记录; 面一组起始结点和终止结点相同的线段对应的 (X,Y)坐标记录。SDE还允许在X、Y坐标上加Z值,用 来表示X、Y点处对应的高度或深度,因此,SDE的图 形可以是二维或三维的。SDE对每种类型的图形都 有一组合法性检查规则,用以在将该图形存入 RDBMS之前

11、,检验其几何 正确性。 SDE应用开发 如前所述,ESRI的ArcViewGIS、MapObjects、 ARC/INFO以及SDECAD客户端等产品都可以作 为SDE的客户端,应用接口程序设计可以选 用C、C+、VisualBasic或Avenue等。 3.使用MapObjectsMapObjects是一个开发工 具箱,其中包含了一个组件集合。这是一个 ActiveX控件,包含多于35个的OLE对象,开发人 员可用任何支持ActiveX的程序设计环境,如 VisualBasic、VisualC+、Delphi和 PowerBuilder等进行快速开发。MapObjects可 以将SDE的La

12、yers、shape文件、coverage、 image等数据组合使用,还可通过ODBC使用任 意表格数据库数据。 4.使用SDECADClientSDECADClient是SDE用于 存储、提取CAD数据的接口。SDECADClient有 一个易于使用的CAD接口,它使得Microstation 和AutoCAD可作为SDE的客户端存储、提取并 修改CAD实体或SDE数据库中的几何要素。SDE 允许将CAD实体存为一个无逢的层,而不必将 其分块。一个CAD对象在SDE数据库中既可表 示为CAD实体也可表示为几何要素,几何要素 由SDECADClient自动生成并管理。当CAD用户 访问SDE数据库时,SDECADClient提取CAD对 象。 谢谢