空间数据引擎

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பைடு நூலகம்
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 (Shape col umn),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 (spatially enabled)。SDE通过将信息存入层表 (LAYERS table)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。
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。
4. 使用SDE CAD Client SDE CAD Client是SDE用于 存储、提取CAD数据的接口。SDE CAD Client有 一个易于使用的CAD接口,它使得Microstation 和Auto CAD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 SD E CAD Client自动生成并管理。当CAD用户访 问SDE数据库时,SDE CAD Client提取CAD对象。
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。
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) Shap e","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,检验其几何 正确性。
SDE应用开发
如前所述,ESRI的ArcView GIS、MapObjects、 ARC/INFO以及SDE CAD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++、Visual Basic或Avenue等。
3.使用MapObjects MapObjects 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 Visual Bas ic、Visual C++、Delphi和 PowerBuilder等进行快速开发。MapObjects可 以将SDE的Lay ers、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。
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) Shap e","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,检验其几 何 正确性。
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。
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 (eXternal Data Representation: XDR) 进行支 持。 8. 平台支持。SDE 服务器的最初版本运行于 Sun Solaris, 使用Oracle 关系数据库管理系统。 SDE API可以在Solaris、Windows NT下运行,在 将来的版本中SDE将对其它平台给予支持。
SDE采用协作处理方式,即处理既可在SDE客户 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。
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。
9. ARC/INFO 和ArcView。ESRI 的 ARC/INFO GIS 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(Laye r) 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 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。