基于中国地球空间数据交换格式的数据转换方法_王艳东

第29卷　第2期测　绘　学　报V o l.29,N o .2　2000年5月A CTA GEODA ET I CA et CA R TO GRA PH I CA S I N I CAM ay .,2000 文章编号:100121595(2000)022*******中图分类号:P 208 文献标识码:A基于中国地球空间数据交换格式的数据转换方法王艳东,龚健雅,黄俊韬,邓跃进(武汉测绘科技大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079)The Data Tran sfer M ethod Based on Geo -spati al datatran sfer formatW AN G Yan 2dong ,GON G J ian 2ya ,HUAN G Jun 2tao ,D EN G Yue 2jin(N ational L aboratory f or Inf or m ation E ng ineering in S u rvey ing ,M app ing and R e m ote S ensing ,W uhan T echnical U niversity of S u rvey ing and M app ing ,H ubei 430079,Ch ina )Abstract :Geo 2Spatial D ata T ransfer Standard is an i m po rtant part of “N ati onal Spatial D ata Infrastructure (N SD I )”,as w ell as a necessary m eans fo r data sharing .“Ch inese N ati onal Geo 2spatial data transfer fo r m at (CN SD T F )”w as app roved by State Bureau of technical supervisi on in 1999w ith the standard serial num ber of 1779821999.A fter introducing the design ideas ,m ain characters and data structure of CN SD T F ,som e Geo 2spatial data transfer m ethods that are based on popularizing CN SD T F and i m p roving the data transfer w ith the fo reign G IS softw are ,are brough t fo r w ard .Som e suggesti ons about data sharing and N SD I are dis 2cussed .Key words :G IS ;CN SD T F ;transfer fo r m at ;D ata transfer ;D ata share摘　要:空间数据交换标准是国家空间数据基础设施的一个重要组成部分,也是目前实现空间数据共享的一个必要手段。

国家技术监督局1999年8月2日发布了“中华人民共和国国家标准地球空间数据交换格式”(简称CN SD T F ,标准编号:1779821999)。

本文简要介绍CN SD T F 的设计思想、主要特征以及数据结构,提出了推广我国空间数据交换格式,完善与国外G IS 软件的数据接口,向空间数据相互操作协议努力的方法,与加快我国国家空间数据基础设施建设,实现我国空间数据共享的方案。

收稿日期:1999209214;截稿日期:1999212230基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(49525101)作者简介:王艳东(19722),男,湖南岳阳人,武汉测绘科技大学博士生,现从事G IS 的理论与应用研究。

关键词:地理信息系统;CN SD T F ;交换格式;数据转换;数据共享 近几十年来,我国地理信息产业得到了迅猛的发展,一批自主版权的国产地理信息系统(G IS )软件正日趋成熟,一个个G IS 工程正在正常地运转。

但在实际工作中发现我国G IS 行业有一个明显的瓶颈问题——数据接口,经常数据进不来、出不去或转换过程中信息丢失。

这一方面是因为对数据接口的重视程度不够,另一方面因为我国“地球空间数据交换格式”这一标准刚出台,还没充分发挥作用。

以前因缺少统一的标准,数据格式不兼容,数据转换质量也难以得到保证。

另外,在对某数据格式进行转换前,应对其数据模型和数据结构进行全面的分析和了解,比较源数据和目标数据两格式之间概念上的异同,才能做到转换过程中无信息丢失。

目前,我国空间数据利用率比较低,重复采集现象时有发生,造成了不必要的浪费,阻碍了我国G IS产业的发展和国家经济腾飞。

因此促进空间数据共享,加快“国家空间数据基础设施(简称N SD I)”建设是我国迫切需要解决的问题。

N SD I 主要包括空间数据协调管理与分发体系和机构,空间数据交换网站、空间数据交换标准及数字地球空间数据框架[李德仁,1999]。

因此制定和推广空间数据交换标准对空间数据共享和N SD I的建设有着重要的推动作用。

本文首先介绍了3种常用的数据转换和共享方法,然后着重介绍了CN SD T F矢量部分的设计思想、主要特征,以及国外几种主要的G IS商用软件的矢量部分的数据模型(下面各部分所讨论主要也是矢量部分)。

最后通过分析CN SD T F与国外几种主要的G IS软件数据格式的兼容性和差异性,讨论了CN SD T F与各种商用G IS软件的数据转换方法,得出CN SD T F是一个完备的、简单的、包容性强的空间数据转换标准的结论。

1　空间数据转换和共享的几种方法G IS软件作为一门工具,主要用来管理空间信息和进行一些相关的分析计算。

它们有很好的数据库管理特征和有效的空间数据处理和表达功能。

但大多数用户在软件选型时首先关心的是数据进出的质量,只有在数据进出质量得到保证的前提下,软件才会得到进一步的认可。

数据交换和共享的最大益处体现在以下几个方面[Casseftari,1993]:1.使得空间信息能在相互不兼容的系统中进行交换,并保持被传递数据的本来意义。

2.可以降低系统开发的成本,同时降低数据采集和维护的成本。

3.使得数据库的更新可以使用多种不同的数据源。

4.使用户更易于对数据的质量进行评价。

因此空间数据转换和共享对我国G IS产业的发展和N SD I的建设有着重要的意义。

空间数据转换和共享目前主要有3种方法。

1.1　外部数据交换外部数据交换是指直接读写其他软件的内部格式、外部格式或由其转出的某种标准格式。

目前国内基本上还是采用这种方法。

这种方法按数据来源可分为两大类:国产G IS软件生产的数据和国外G IS软件生产的数据。

对国产G IS软件,为了降低系统开发的成本,使各软件之间有效地共享数据,一般建议把数据转换成CN SD T F。

这样,国产G IS软件的数据接口将得到大大地简化(如图1)。

图1通过C NS DTF转换数据Fig.1Geo s patial data transfer for mat软件2C NS DTF软件1国外G IS软件目前还没有把数据转换成CN SD T F的功能,因此必须直接读写他们的内部或外部数据格式。

但有的软件其数据格式没有完全向外公开(如A rc Info),且在转换过程中还必须迎合他们的概念模型,所以给转换工作造成一定的困难,这也是造成数据接口是瓶颈的一个原因。

不过在CN SD T F制定以后,国家有关部门可集中力量建立起国外几个主要的G IS商用软件和CN SD T F的接口。

这样通过CN SD T F,一般用户可避免和国外G IS软件进行直接数据交换(如图2)。

图2转换国外G I S软件的数据Fig.2Transfer foreign G I S s oft ware dataC NS DTF国外G I S软件内部或外部格式国产G I S软件1.2　空间数据相互操作协议目前的G IS软件一般都不能直接操纵其他G IS软件的数据,所以需要经过数据转换。

美国等国家10多家G IS软件公司正在制定开放性地学数据相互操作协议(O G IS)空间数据共享方案。

它的主要目的是制定出一套各方能接受的空间数据操纵函数A P I。

大家遵循这一标准,各厂商提供与这一A P I函数一致的驱动软件,不需借助外部数据文件,不同的软件就可以互相操纵对方的数据。

341第2期 王艳东等:基于中国地球空间数据交换格式的数据转换方法1.3　空间数据共享平台采用C lien t Server体系结构,一个部门,所有的空间数据及各个应用软件模块都共享一个平台。

所有的数据都存在Server上,各个应用软件都是一个C lien t端的程序,通过这一平台向Serv2 er中存取数据。

这是一种最好的空间数据共享方式,任何一个应用程序所作的数据更新都及时地反映在数据库中,避免了数据的不一致问题。

但是目前实现起来比较困难。

因G IS软件厂商一般不愿意丢掉自己的底层,而采用一个公共的平台。

2　CNS D TF设计思想及主要特点随着我国G IS产业的迅速发展,数据共享成为一个迫切需要解决的问题。

因为G IS软件和数据并不是一次性的,也不是一个小部门单独使用,而应是相互共享的。

而且由于G IS软件的适用范围和用户的兴趣不同,一个部门或一个城市往往采用多种G IS软件系统。

在我国经常出现不同的部门用同一软件或不同软件重复采集同一地区数据的情况,造成了不必要的浪费。

为了促进我国空间数据共享,避免数据的重复采集,“中华人民共和国国家标准地球空间数据交换格式”(CN S2D T F)于1999年正式推出。

2.1　设计原则CN SD T F在设计过程中参考了国外现有的多种空间数据交换标准,以及多种国内外商用G IS软件的内部数据格式和外部数据交换格式。

它遵循以下几个主要原则。

2.1.1　完备性原则完备性原则是指空间数据交换格式所包含的信息应尽可能丰富,由各种G IS软件采集的空间数据在转换过程中尽可能不会丢失信息。

完备性是交换格式设计成功与否的关键。

只有在能够包容大多数G IS软件的概念模型和数据格式的前提下,交换格式才会得到推扩。

2.1.2　简单性原则空间数据交换格式应通俗简单,使用户易读易懂易编程,以便于推广。

美国的空间数据交换格式SD T S是一个较为完善的空间数据交换标准,但它过于复杂,在推广应用中遇到了一定的困难。