分布式异构空间数据共享服务研究

分布式异构空间数据共享服务研究 武汉大学 硕士学位论文分布式异构空间数据共享服务研究 姓名:白日 申请学位级别:硕士 专业:城市规划 指导教师:尚涛 20050521 论 文 精 选 摘要 信息共享已经成为现代信息社会发展的一个重要标志。近年来，随着国家空间信息基础设施(,,〔，)、国家电子政务及国家自然资源和地理空间基础信息的建设，跨部门和跨行业综合性地理信息系统的纷纷上马，空间信息共享变得越来越重要，然而要充分利用已有的数据资源，真正实现空间信息共享，必须解决各种分布式异构空间数据集成这一问题。 本文提出了两种空间数据共享服务模式:物理数据中心模式与逻辑数据中心模式。通过比较二者的优缺点，我们认为逻辑数据中心模式更合理更结合实际，因此，我们采用了逻辑数据中心模式的设计思路，并依此提出了分布式空间数据共享服务总体解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 该解决方案通过建立统一的数据模型，使用元数据与多数据库系统实现了对分布的异构的空间数据的统一访问请求服务。本文重点阐述了元数据库管理和多数据库管理的相关理论及工作原理，并对多源异构数据无缝集成技术以及局部数据源前置代理等核心技术加以说明。最后本文结合自己做过的相关项目对该解决方案进行了案例分析。关键词:分布式，异构，空间数据，数据集成，数据共享，数据服务，元数据 多数据库 论 文 精 选 ,,,,,,;, ，,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,, ,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,,, ,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,(，, ,,;,,, ,,,,,，,,,, ,,, ;,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ,,,,,,, ，,,,,,,,,,, ，,,,,,,,,;,,,,(,,，，)(,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,, ，,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,;,, ,,,,,,,,,,,,;,, ,,,;,(,,, ,,, ,, ,，, ,, ;,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,, ;,,,,,,, ,,,,,,,, ,, ,,;,,,,, ,,,,,, ,,,越，,,, ,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,, ,,;,,,,, ,,,, ,,, ,,,, ,,,,,,,,,(,,,,,,,，,, ,,,, ,,, ,,,, ,, ,,,,,,,, ,,, ,,,, ,,,,,,;,, ,, ,,,,,, ,,,,,,, ,,, ,,,,,,, ,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,，,, ,,,, ,,,,, ,,, ,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,,,( ,,,, ,,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,, ,,,,,,, ,,,, ,,,,,,, ,,,,,;,，,,,,, ,,,,,;,, ,,,, ;,,,,,(,,, ,,, ,,,,, ,, ,,,,,,,, ,,,, ;,,,,,(,,,:,,,,,,, ,,,,, ,,,,,,, ,, ,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,;,,,,(,, ,, ,,,, ,, ,, ,,,,,,,,, ,,, ,, ,,,;, ,, ,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,( ,,,,, ,, ,,, ,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,，,,,, ,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,？,,,, ,,,,,;, ,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,—,,,,,,,, ,,,,,,(,,,, ,,,,, ,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,;,,,,, ,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,, ,,, ,,—,,,,,,,, ,,,,,,,,,,(,,, ,,,,, ,,,;,,,;,,,,,, ,, ,,, ,,, ,,;,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ，,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,;,,(,，,,,,) ,,, ,,;,, ,,,, ,,,,;,,,,,,,(,, ,,,,，, ;,,, ,, ,,,,, ,, ,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,(,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,， ,,,,,,,,,,,,,， ,,,,,,, ,,,,，,,,, ,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,，,,,, ,,,,,;,，,,,,,,,,， ,,,,,—,,,,,,,, ,， 论 文 精 选 郑重声明 本人的学泣论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此而产生的洼律后果和法律责任，特此郑重声明。 白日 ,,,,年,月,,日 论 文 精 选 第一章概述 ,(, ,，,发展概况 ,(,(, ,，,的发展历史 地理信息系统萌芽于,,世纪,,年代初，开山鼻祖为加拿大的,,,,, ,， ,,,, , ,,,,和美国的,,, ,。,,,, , ,,,,从土地管理方面提出建立加拿 大,, ,(,,,, , ,，,(,,，,)，是世界第一个,，,系统。在系统设计上提出空间分块、专题分屡的 数据结构、空间数据与属性数据相联接等思想。(,,,,,,从大规模城市交通角度提 出,，,。所以,，,系统空间分析模型多为土地应用和交通。 ,,世纪,,年代以后，由于计算机软硬件迅速发展，特别是大容量存贮功能磁 盘的使用，为地理空间数据的录入、存贮、检索、输出提供了强有力的手段，使,，,朝实用方向迅速发展。,,世纪,,年代是,，,普及和推广应用的大发展阶段。由于新一代高陛能的计算机的普及和迅速发展，,，,的软硬件投资大大降低。计算机处理能力明显提高。,，,也逐步走向成熟。,,年代初期，主要以城市管理为主，建设了一批城市规划和士地管理信息系统并投入运行。到,,年代末期，,，,应用拓展到设施管理(管线、电力、电信、自来水、煤气等)、交通、农业、军事等多个行业。,，,已形成为当前，,行业中一门热门产业，每年新增投入使用的,，,系统，增长速度达,,,。进入,，世纪，,，,应用将更加广泛更加普及。,，,开始应用到金融、电信、电力、交通、国土资源、水利、农业、环境保护、地矿等国民经济各领域中。近年来，,，,与通信、互联网、办公自动化等技术结合，为数字城市和数字政府建设，以及信息服务提供,，,支持。由此,，,开始进入政府部门、商业、旅游和大众信息服务等行业。这一技术已经拓展到几乎所有的信息领域，,，,已经融入为，,的主流，成为信息技术中,个举足轻重的领域。 由于,，,的巨大作用和广阔前景，使得近年来,，,的研究与应用取得了迅速的发展。以美国为代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 的西方国家投入了大量的人力物力进行研究和发展，推出了,,,,，,,,、,,，、,,,，,,,等软件工具…。,(,(,国内,，,的发展概况 地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，虽然历史较短，但发展势头迅猛。我国,，,的发展可分为三个阶段。第一阶段从,,,,年至， ,,,,,年，为准备阶段，主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。机械制 论 文 精 选 图和遥感应用，为,,,的研制和应用做了技术和理论上的准备。第二阶段从,,,,年到,,,,年,为起步阶段,完成了技术引进、数据规范和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 臼勺研究、空问数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节，对,，,进行了理论探索和区域性的实验研究。第三个阶段从〔,,,年到现在，为初步发展阶段，我国,，,的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同觏旗的组织机构、研究中心和实验室，初步形成一种包括硬件研制、软件开发、数据采集、应用分析和咨询服务的新兴信息产业…。在中小型地理信息系统软件产品方面(我国的整体水平已经与国际同类产品的水平相当，在某些性能指标方面有所超越，形成了一些在国内有声誉的品牌和产品群体。国家科技部组织的地理信息系统软件的测评更是促进了国产地理信息系统软件的发展。据调查，国产地理信息系统软件已经成为国内市场一支重要的力量，国产地理信息系统的市场占有率从,,,,年的几乎为零发展到,,,,年的,,(,,。到,,,,年国产软件与国外软件之比已跃为,,:,,，特别是在数据采集，图形处理等方面，已占明显优势，国产软件应用遍及测绘、城乡建设、国土资源、地质矿产、电力、电信、交通、农业、林业、公安、军事等领域。其中，国产地理信息系统软件在电力应用、地质矿产等领域已经成为主流软件，在工程图出版、印刷和空间数据采集、加工生产方面彻底击败国外软件，牢牢占领了国内市场。国产地理信息系统软件在国民经济建设和国防建设中发挥了重要的作用。,。 随着计算机和信息技术的快速发展，国内近年来,，,技术得到了迅猛的发展。,，,系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面; “社会化”则要求,，,要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，简言之就是“开放数据”、“简化操作”，“面向服务”，通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。,。,(,本课题的研究背景,(,(,国家空间信息基础设施建设 当今信息技术革命，特别是世界各国信息高速公路，即国家信息基础设施(,,,,,,,, ，,,,,,,,,,, ，,,,,,,,,;,,,,，,,,)旮勺迅猛发展，加速了世界经济一体化和向知识经济转变的进程“,。国家空间信息基础设旅是支持地理空问信息网络集成应用和共事的设施。〔,,,年我国建立了跨部门的地理空间信息协调机构，加强了国家空间信息基础设旌建设和应用的指导和协调。其中包括组织开展了国内外国家空间信息基础设越发展现状和趋势的调研。并在此基础上组织开展了 《国家空间信息基础设施“十五”总体规划思路》的研究，通过该项研究，对世 , 论 文 精 选 界主要国家空间信息基础设施的发展现状、趋势和政策，我国国家空间信息基础 设旄发展现状、优势和主要问题有了比较系统全面的认识:明确了国家空阁信息 基础设施的构成及其在国民经济信息化中的地位和作用:提出了我国国家空间信 息基础设旎建设的指导方针、发展思路以及发展目标:设计了未来,,年国家空间 信患基础设旋发展的总体框架，从空间信息资源体系、网络交换及信息共事服务 体系、标准规范津系和应用,个方面提出了“十五”期间国家空间信息基础设旖发展的重点、布局安排和政策 建议 关于小区增设电动车充电建议给教师的建议PDF智慧城市建议书pdf给教师的36条建议下载税则修订调整建议表下载 ，为制定我国“十五”国家经济社会发展总体规划和国家信息化专项规划提供了依据。 目前，我国国家空间基础设施发展已经具备较好的基础和一定的优势。“九五”期间，针对世界一些国家空间信息基础设藏的迅速发展和国内的需 求情况，我国加大了对地理空间信息技术的应用开发力度，加快了地理空间信息资源建设进程，提高了基础性地理空间信息数字化水平和网络应用集成共享与服务能力，为建立我国完善的国家空间信息基础设施奠定了较好的基础。突出表现为: (,)我国积累了大量的地理空间信息资源，是世界上地理空间信息资源最丰富的国家之一。 (,)地理信息系统的发展和应用达到了一定规模。 (,)国家地理空间信息网络共享环境和技术支撑能力有了显著提高。 经过二十多年的发展，我国地理空间信息技术所具有的明显优势是: (,)我国地理空间信息资源十分丰富，标准化、系统化程度较高，管理体制相对完善，便于协调: (,)通过科技攻关和技术引进，基本解决了建设国家空间信息基础设施中的关建技术问题，具备了一定的技术能力; (,)我国已经发射了资源卫星、气象卫星等，并建立了相应的地面接收设施和应用中心，具备了一定的航天遥感对地观测能力，一些部门遥感应用已基本实现业务化。 但是，我国国家空间信息基础设旄的建设和发展也存在一些亟待解决的问题: (，)是我国地理空间信息资源大部分由各部门独立负责管理和分发，部门之间沟 ,)是地理空间信息资源的数字化程度、共享程度通较少，缺乏总体上的协调; ( 和开发利用水平较低，低水平重复建设问题没有从根本上得到解决; (,)我国经济和社会所急需的一些地理空间信息数字化产品严重不足，据测算，通过常规调查所获得的地理信息的数字化程度不足,,,，建成地理空间信息系统的就更少。 (,)是现有技术不能完全满足空间信息网络共享、完全、保密的需要,, , , 论 选 ,(,(,国家电子政务建设 电子政务是政府机苘运用现代计算机和网文 精 络技术，实现政府组织结构和工作流程的重组优化，向社会提供高效优质、规范透明和全方位的管理与服务。从世界范围来看，推进政府部门办公自动化、网络化、电子化，全面信息共享已是大势所趋。目前在这一领域，发达国家与部分新兴工业化国家处于领先地位。美国、英国、法国、日本、韩国、新加坡己建立比较完善的电子政务服务体系。 我国电子政务建设经历了快速发展历程。,,,,年,,月，国家制定了“以信息化带动工业化”的战略方针，,,,,年以来，国务院加大了对我国政府信息化建设的管理力度，多次组织专家讨论在全国范围内开展电子政务建设的方案，韧步提出了国家电子政务战略规划，发布了相关的电子政务建设的纲领陛文件。在国家的毫子政务战略中(要求各级政府部门的电子政务建设必须坚持“统一领导、统筹规划、业务主导、资源共享”的指导原则，以推进体制创新，提高行政效率，促进政府现代化管理为宗旨。至此，我国电子致务建设进入全面推进阶段。 随着我国电子政务建设的不断深入，自然资源和地理空间信息作为一种重要的信息资源，越来越受到社会各界的普遍的重视，得到广泛的应用。国内外的研究和实践经验证明自然资源和地理信息系统在国民经济建设、国防建设和经济社会信息化中具有不可替代的重要作用。自然资源和地理信息系统在电子政务中的应用，形成了电子政务,，,的专门研究和应用领域。根据国内外信息专家的统计分柝，政府机关的综合业务管理和辅助决策活动,,,以下与地理空间定位和空间辅助决策相关，基础地理空间数据是国家信息资源的要组成部分，是其他经济社会统计数据的信息载体和空间定位平台;以地硇畔?低场?,泻臀佬嵌ㄎ幌低澄 淼牟饣娓咝录际跏枪 倚畔? 偷缱诱 窠ㄉ璧墓丶 际踔 ?电子政务是政府工作信息化、科学化、现代化的重要体现，由于电子政务的建设恳众多行业、众多部门提供及时、可靠的信息密切相关，因此，探讨如何协调各方面的关系，如何将各种专业的地理信 息系统数据及各种电子政务信息有机地结合在一起是非常重要的，而建立面向电子政务的基础地理信息平台，将各方数据进行有效的集成和应用是一种行之有效的方法和途径。在此平台上，通过开发简单实用的、通用的数据接口，将多种数据源、各专业信息有效集成在一起，为政府决策服务，这是电子政务深入发展的重要一环。,(,(,国家自然资源和地理空间基础信息整合 自然资源和地理空间信息是国家空间信息的重要组成部分，它由自然资源信鼠及基础地理空间信息两大部分构成。自然资源和地理空间信息具有时间序列 , 论 文 精 选 ,竺、空间连续性、空间精度的多尺度、高采集成本、低共享成本、信息加工者与 信息用户相对分离、信息采集及使用多以政府行为或政府主导的行为为主等特 点。自然资源和地理空间信息的丰富程度可以从侧面反映国家或区域的社会经济 水平及信息、化状况。 国家及区域的自然资源和地理空间信息是国家地理空间信息基础设旌的重 要组成部分。我国具有丰富的自然资源和地理空间信息基础设施，并且具有自然 资源和地理空间詹息可持续更新的能力及机制，通过自然资源和地理空间信息资源的整合和整合可以带动国家地理空间信息基础设施的整合，推动地理空间信息产业从加工生产、交换到应用产业链的发展。 自然资源和地理空间信息面临许多突出的问题，导致我国地理空间信鼠产业不能转入良陛发展轨道。一方面大量的地理空间信息存在于个别组织及机构内部，另一方面社会急需空间信息;如中国遥感卫星地面站和中国资源卫星应用中心接收及处理的各种分辨率的卫星影像多达几百,,，但市场对卫星影像的需求缺远远不能满足。一方面政府部门需要其他部门的相关地理空间信息，另一方面尚不愿意将本部门的信息共享出来;由于部门利益及多年形成的部门条块分割，导致我国自然资源和地理空间信息的采集及管理也形成明显的条块分割现象，这制约了地理空间信息的共享使用。国家注重硬件设旖整合、轻视软件信息的现状仍没有得到有效解决，多年来对各部门信息采集设备进行了大量的投资，但在投资的约束中并没有将信息输出作为有效的输出及考核指标，这种现象加大了部门信息封闭的理由。同时，表国自然瓷源和地理空间信息领域还面簸菅投资不足、投资不合理、规划不健全、区域协调能力差等问题，急需得到改善。 自然资源和地理空间信息资源整合势在必然，资源整合可以发挥优势，信息资源具有价值积累优势，即信息越齐全，产生的效益越明显，多信息集成使用的效益远大于单信息价值之和，因而整合部门资源，将产生巨大的效益;国家电子政务整合对信息整合提出明确要求，“十五”国家电子政务整合要求中，明确提出了整合资源、拉动产业的具体要求;市场推动信息整合，社会经济的发展对地理空间信息的空间尺度、时效性等方面提出了新的要求，市场需求猛增，政府相关政策、规范、标准、规划相对滞后的局面己逐渐形成，这将形成新一轮的投资浪费，整合资源、推动信息共享已成为社会发展的客观需求。,(,本课题的研究意义 地理信息共享指在政府相关机构的协调下，依据一定的规则和法傅，实现海量地理信息通过网络技术的流通和共用。从实践的角度，地理信息共享至少包含,,含义:地理信息用户通过一定手段享用非己有的地理信息的资格、权利和义 , 论 文 精 选务:完整的机制可以生产实现地理信息共享需要的地理数据;地理信息共享需要的必要的设备、服务和管理环境条件:政府对发展和防调地理信息共享的调控权， 地理空间信息的共享是建立资源信息开发利用的基础上，数据共享的核心前提是具有一定规模、符合一定标准规范的可共享数据资源，数据资源的开发共享使用对国家社会经济发展具有深远的影响，其意义主要表 现在: (,)地理数据的自身特征导致只有共享才有高效盏，地理数据是海量数据，其获取、制作、加工处理均需要庞大的硬件、软件环境和人力及巨大的财力支持，因而地理信息的生产具有高成本特点，地理数据一旦形成，其共事和使用则具有低边际成本的特点，这种高生产成本低边际成本的特点最适用于共享使用。 (,)大量地理数据只有集中使用才能够解决复杂的地学及社会经济有关的问题，不论是作为地理学研究对象的地理过程，还是社会经济人口等有区域差异特点的现象，往往涉及到许多诸多的地理数据，只有当这些数据比较齐全时才能取得可靠的结果。目前，我国的相关的地理数据分散到各个部门，相对孤立，只有建立起一定的共享机制和环境才能使这些数据发挥效益，为科学研究和国民经济发展做贡献。 (,)地理数据生产部门与数据使用部门的不完全吻合，地理数据的生产往往有一些专业部门实现，而地理数据的需求则涉及到国民经济的各个部门，这样就导致地理数据生产与使用者的脱节，只有建立起共享机制和环境采用保证地理数据从数据生产者向数据使用者的动态传递。 (,)是市场经济发展的迫切需要，市场经济的发展和规范化使她理数据也可以向其他资源一样成为一种可以交换的产品，这不但要求有明确的犯规和政策保证数据共享的合法性，还需要有一定的设旋和环境保证数据共享的进行。 , 论 文 精 选 第二章需求分析 ,(,空间数据的使用现状及存在问题 ,(，(,使用现状 随着信息化的发展历程，社会各行业，各部门对空间数据的需求越来越强烈， 匿此各个行业、部门利用部分测绘数据和自己生产的空间数据，依据自身的业务需求，建立了各种应用系统，在这些系统中，相似的数据存在着以不同日期、不 同坐标系、不同格式、不同修改版本存储的多个杂乱的拷贝，人员的变动更增加 了五询数据的困难度，即使找到了需要的数据，也很难知道该数据是否是最新版本，于是会经常重新编辑修改数据。除此以外，随着空阎数据量和规模的不断增大，一些部门也开始着手设计自己独立的数据库存储系统，甚至建立自己的,,,,，,系统。 一方面，长期积累下来的各种空间数据(图形、图像)被存放在各种存储介质上静静地“沉睡”着，决策者们在进行决策分析时却发现可参考的信息寥寥无几，数据消费者们也发现可获得的信息是那么的少而不方便:在人类对获取大量信息的追切需求下，急需将现有的信息资源以一种最方便、最有效、最快捷、最全面的方法提供给信息消费者。 另一方面，随着信息化的发展历程，电子政务、各部门以及企事业单位对空间数据的需求越来越强烈，许多组织和单位都在生产空间数据，日趋完善的数据标准为空间数据共享提供了可能，网络的发展为海量空间信息的共享和服务提供基础条件。,(,(,存在问题 我国与世界先进国家相比，在空间信息资源的开发利用水平和空间信息获取、处理和更新的技术水平、管理和服务等方面存在很大差距。主要表现在: (,)空间信息资源缺乏整合 国家:地方、城市之间的数据标准、信息交换标准不统一，严重影响我国空间信息基础设施的质量和应用水平，不能满足电子政务多源信息融合、分析的需求。 (,)标准化国家空间信息资源不足 国民经济信息化和电子政务迫切需要的标准化基础地理空间信息资源严重 , 论 文 精 选不足，数据更新缓慢，信息服务体系发展滞后，制约电子政务和各领域的应用和相关产业发展，特别是支持城市地理信息系统整合和更新、重大工程监管和灾害监测的大比例尺基础地理数据和全天候高分辨率空间信息资源十分短缺。 (,)空间信息管理落后、共享水平低 空间信息开发利用和共享水平低，管理工作相对滞后，应用主要局限在部门内部，部门、地区之间信息共 事的机制和制度尚未建立，低水平重复整合普遍存在，浪费严重，各地的地理空间信息整合中低水平重复整合问题更为普遍。 (,)国家空间信息基础设施整合跟不上社会经济发展的需要 空间信息基础设旋整合缺乏统一规划，支持地理空间信息网络共享的标准、规范发展滞后于各地、各部门地理信息系统的发展。区域和城市.