基于GML的多源空间数据集成模型研究

（V） !"# 数据文档的集成。 !Q( 用户所请求的地理信息 多种多样， 从上面构建的数据集成模型可以看出， 这些地理信 息可能来自于同一个数据源， 也可能来自不同的数据源。在异 构平台中， 各数据源往往存在数据表达、 数据内容等多方面的 差异。不同的开发人员针对不同数据来源的格式可以依 据 !"# 规范自定义一些 !"# 文档的大纲 （ ()*+,- ） 。这些将在 一定程度上给数据信息的共享和交互造成一定的困难。为了 解决上述困难， 在模型中实现 !"# 文档的集成为用户统一的 数据接口是非常必要的。在 !"# ()*+,- 中定义了文档的结 构、 标记、 元素、 属性等信息， 有效地反映了数据表达的差异， 将 各 ()*+,- 绑定在一起， 对 !"# 文档的数据信息集成就变成透 明了。通过 %"# 中 %(#J （ 可扩展样式表转换语言） 和 %M-5*
［’］ 相对空间位置信息 ， 定义合理有效的地理元数据集是实现
空间数据集成的前提。根据地理元数据的一般要求， 本文给出 了描述地理元数据的 %"# ()*+,- 部分格式：
. /)*+,- 0 . 1,2345 0 /)*+,-#3)-5136 7 89： : ;<= : >+-5?4+@ A/B8 . C 1,2345 0 C C 图名 . +D+,+65 6-,+ 7 8"-2E-,+8 5F2+ 7 8/5416G8 C 0 C C 图幅范围 . +D+,+65 6-,+ 7 8H3?6B+BIF8 5F2+ 7 8G,D： I3?6B16G(*-2+JF2+8 C 0 C C 为地图查询提供的多个关键字 . +D+,+65 6-,+ 7 8;+F8 5F2+ 7 8/5416G8 C 0 C C 数据格式 . +D+,+65 6-,+ 7 8>34,-58 5F2+ 7 8/5416G8 0 C C 数据源位置 . +D+,+65 6-,+ 7 8KL#8 5F2+ 7 8/5416G8 0 C C 地图的描述 . )3,2D+AJF2+ 6-,+ 7 8B+/)41251368 0 C C 比例尺的分母 . +D+,+65 6-,+ 7 8()-D+8 5F2+ 7 8165+G+48 C 0 C C 坐标类型 . +D+,+65 6-,+ 7 8)334B16-5+ 5F2+8 5F2+ 7 8/5416G8 C 0 C C 投影方式 . +D+,+65 6-,+ 7 8M43<+)51368 5F2+ 7 8/5416G8 C 0 C C 生产日期 . +D+,+65 6-,+ 7 8N+4/1368 5F2+ 7 8B-5-8 C 0 . C )3,2D+AJF2+ 0 . C /)*+,- 0
几何特征结构：
M?HD1) JF2+ YY?4N+ 6Q[ Z/ Q65+G+4 C C 元素的唯一标志 6JF2+Y?4N+ Z/ (5416G C C 线的类型 #16+E?,/ Z/ Q65+G+4 C C 直线、 折线的取值 $ ， 线集根据具体情况取值 M3165E?,/ （ ）Z/ Q65+G+4 C C 组成每条线的点数 -44M3165 （ ）Z/ YM3165 C C 组成线的点的坐标 96B JF2+ 存储空间属性数据 C C 以几何结构作为数组元素类型， [1, -Y?4N+(+5 （ ）Z/ YY?4N+
第% 期
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旷建中等： 基于 -69 的多源空间数据集成模型研究
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基于 !"# 的多源空间数据集成模型研究
! 旷建中’ ， ，马劲松’ ，蒋民锋’
（ ’( 南京大学 城市与资源学系，江苏 南京 !’"")* ；!( 中国人民解放军 &+&’) 部队，湖北 武汉 #*""&# ） 采用设计模式方法和地理标记语言 （ -./012345 621783 92:0820.， -69） 技术设计 摘, 要：数据互操作集成模式， 多源空间数据集成模型， 将数据源通过转换函数生成的 -69 文档， 利用合成器合成 -69 文档， 同时保存到 -69 数据库， 实现多个系统的数据集成， 为实现多源空间数据集成提供了一个切实可行的方案。 关键词：空间数据集成；-69；-;< 中图法分类号：=>**+, , , 文献标识码：?, , , 文章编号：’""’$ *%)+ （ !""+ ） "%$ "’"+$ "*
（O） !"# 中地理要素的编码。 !"# 作为一种基于可扩展 标记语言 （ %"#） 的地理要素编码格式， 对地理要素的空间属 性和非空间属性的编码提出了一系列的标准。它把对地理要 素的数字表达看作是一系列空间特征的集合， 一个特征的非空 间属性被定义为一个包含｛6-,+，5F2+，N-D?+｝的三元组， 空间 属性被定义为几何特征 （ !+3,+541) M432+45F ） 。下面给出了描 述一个具体地理实体的 !"# 文档格式 （ 以某大学校园的建筑 物为例） ：
$% 多源空间数据集成与 !"#
$& $% 多源空间数据集成 实现数据的集成， 其实质就是将在地理上分布、 管理上自 治、 模式上异构的数据源有机地融合在一起， 使 -;< 用户能够 透明地获取任何空间数据， 以及处理空间数据的功能和方法。 目前， 实现不同格式数据集成的模式大致有四种， 即基于转换 器模式、 基于数据标准模式、 基于直接访问模式和基于数据互
地理空间数据到 !"# 文档的具体转换过程如下： 实现代码X 考虑到 !Q( 中表达空间数据和属性数据的需 要， 根据地理实体的几何特征简单地分为三种类型 （ 暂时没有 考虑注记类型） ： M3165， Y?4N+， MD3FG36。 以下是 Y?4N+ 类型数据结构的定义 （ 包括属性特征和几何 特征） ： 属性特征结构
有机集成时必须充分考虑数据的属性、 时间和空间特征、 数据
［&］ 自身及其表达的地理特征和过程的准确性 。地理元数据作
为描述地理数据的数据， 提供了地理数据集 （ 库） 的内容、 质 量、 表示方式、 空间参考、 管理方式以及其他特征， 为数据集成 的可行性分析提供基础信息， 为数据集成的空间位置配准提供
［’］ 操作模 式 。其 中， 基 于 数 据 互 操 作 模 式 是 U-V （ U3.:-;<
’% 基于 !"# 多源空间数据集成模型设计
本文设计了一个数据集成模型， 该模型基于公共接口数据 集成模式， 采用设计模式思想和 U-V 倡导的 -69 技术而得到 的， 实现了不同系统、 不同数据库平台的数据集成。 ’& $% 模型的总体框架 多源数据集成的研究目标是构造 -;< 用户所需要的透明 数据集 （ 库） ， 以支持对各空间数据源的全局应用与各异构数 据之间灵活的信息交换和共享。根据这一目标， 该模型采用三 层结构模式， 其中数据集成层是整个模型的核心。在该层中采 用设计模式思想， 通过转换中介类维持 -69 与各种数据源之
［$］ 尺度、 获取手段的多样等固有特性 ， 决定了在实现空间数据
（S） 地理空间数据到 !"# 的转换。地理空间数据到 !"# 转换的关键是将描述地理实体的空间非空间属性的字段与 !"# ()*+,- 中定义好的 !"# 文档中的属性、 几何、 空间坐标 参照等之 间 建 立 起 一 一 对 应 关 系。空 间 数 据、 属性数据和 !"# 文档整合过程如图 O 所示。
!"#$%&’$ ：N2CDC /G @4. D:@.012@D/: O/A. /G A2@2 D:@.1/3.12BDFD@5，@4DC 323.1 2A/3@C @4. DA.2 /G A.CD0:D:0 O/A. 2:A -69 （ -./$ 012345 621783 92:0820.） ，2:A A.CD0:C 2: D:@.012@D/: O/A. /G C32@D2F A2@2P =4. 31D:HD3F.C 21. DFF8C@12@.A D: A.@2DFCP =4.: A2$ @2 G1/O C.E.12F C5C@.OC 21. D:@.012@.A 2C .Q2O3F.CP =4DC O.@4/A 31/E.C @/ B. 2 312H@DH2F R25 D: C32@D2F A2@2 D:@.012@D/:P ()* +,%-#：<32@D2F$A2@2 ;:@.012@D/:；-69；-;<
地理 标 记 语 言 （ -./012345 621783 92:0820.， -69 ） 作为 T69 应用于 -;< 行业的子集， 通过纯文本表示复杂的地理空 间数据， 已经成为大家所接受并容易理解的一种空间信息的表
［*］ 达格式 。它的推出为解决 -;< 应用系统之间数据交换、 集成
和共享提供了一个很好的技术。
M?HD1) JF2+ YM432+45F Z554E?,/ Z/ Q65+G+4 C C 属性的数目 Z554E-,+ （ ）Z/ (5416G C C 属性的名称 /54Z554 （ ）Z/ (5416G C C 属性值 96B JF2+ C C 以属性结构作为数组元素类型， 存储非空间属性数据 [1, -M432+45F(+5 （ ）Z/ YM432+45F
, , 为了实现空间数据的共享， 特别是 S.B-;< 的发展和 -;< 应用的日益广泛， 多源数据的集成已经成为 -;< 设计者和用户
［’］ 。由于空间数据的固有特征以及历史和技术的 的共同要求
纳。 $& ’% !"# 在多源数据集成中的优势 -69 是由 U-V 开发的针对空间信息的基于 T69 的编码 规范， 是数据互操作规范的重要组成部分， 它通过特征集合及
［#］ 其嵌套使用来表现异常丰富的空间信息 。采用 -69 来实现
原因， 每一个应用系统都倾向于自身的需要选用基础地理信息 系统开发平台和数据库平台， 导致了多源空间数据的产生， 为 数据综合利用和数据共享带来不便。要真正实现地理信息共 享， 必须解决地理信息数据多格式、 多数据库集成等瓶颈问
［!］ 题 。
地理数据集成具有明显的优势： （’） -69 的数据和表现分离， 在访问 -69 文档时不需要 在处理其可视化上花费太多精力， 而是集中考虑空间数据信息 的存储与提取。 （!） -69 采用纯文本， 通过在 <H4.O2 中定义一系列标志 来表达空间信息的含义， 标志的唯一性保证了在多源空间数据 集源自文库时不产生歧义， 同时给数据的访问提供了精确的搜索和检 查， 保证了多源空间数据集成的快速实现。 （*） -69 是 U-V 提出的一种开放标准， 不受任何一家公 司的垄断， 与具体的软硬件平台无关， 支持各种应用系统程序 之间的通信。
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计算机应用研究
. . . . C 3?5+4I3?6B-4FQ/ 0 C M3DFG36 0 C G+3,+541)M432+45F 0 C P+-5?4+"+,H+4 0
OUU& 年
间的映射， 并提供必要的数据转换函数， 实现数据到 !"# 文档 的转换， 然后将各转换函数生成的 !"# 数据子文档集成为一 个符合用户需求的 !"# 文档， 向客户提供统一的数据接口。 模型结构如图 $ 所示。 !" !# 模型实现 （$） 地理元数据的 %"# 表示空间数据多语义、 多时空、 多
<@8A5 /: -69$B2C.A ;:@.012@DE. 6/A.F G/1 68F@D$C/81H.C <32@D2F$A2@2
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（’( !"#$% &’ ()*+, - ."/&0)1"/ 213",1"/， 4+,53,6 (,37")/3$8， 4+,53,6 93+,6/0 !’"")* ， :;3,+；! % (,3$ &+&’) ， <=>， ?0;+, @0*"3 #*""&# ， :;3,+）
. P+-5?4+"+,H+4 0 . 名称 0 北大楼 . C 名称 0 . 描述 0 这是某大学的标志性建筑 . C 描述 0 . G+3,+541)M432+45F 0 . M3DFG36 0 . 3?5+4I3?6B-4FQ/ 0 . D16+/5416G 0 . )334B16-5+/ 0 $R&S@ TSUT&O $’RR@ R$$VUO $RST@ R&WU&W $’TR@ S$&’U’ @@@ . C )334B16-5+/ 0 万方数据 . C D16+/5416G 0
V/:C/1@D8O） 制定的一种互操作接口规范， -;< 用户通过公共接 口相互联系， 在相互理解的基础上透明地获取所需的信息。数 据互操作规范为多源数据集成带来了新的模式， 为多源数据集 成提供了崭新的思路， 正被越来越多的研究者和 -;< 软件所采
万方数据 收稿日期： !""#$ "#$ !% ；修返日期：!""#$ "&$ ’%