异质空间数据库更新中的冲突分析

异质空间数据库更新中的冲突分析

异质空间数据库更新中的冲突分析

王育红1, 2 陈军1

1.武汉大学遥感信息工程学院 武汉 430079 wyh3003@http://doc.guandang.net

2.国家基础地理信息中心 北京 100044

摘 要：随着我国基础地理信息数据库（称为主数据库）更新工作的实施，如何利用主数据库的更新信息快速更新其用户（或客户）数据库的问题已引起人们的关注。由于主/客户数据库是被不同的用户基于不同的数据模型独立设计的，而且不同的用户对现实世界中的实体采用各自的视点和表达方式，因此它们之间会存在一定的差异和冲突。本文首先以基础地理信息数据库中的地形数据库（1:250000）和水利、交通两个部门的专题型数据库为例，介绍它们之间存在的主要差异，然后对这些差异进行明确定义，最后指出异质空间数据库间实现更新传播的基本途径。

关键词：主数据库 客户数据库 冲突 更新传播

1.引言

空间数据库是描述、存储和处理空间数据及其属性数据的数据库系统。随着空间信息技术的不断发展，许多行业和部门已经纷纷建立了具有各自特点的空间数据库，其中我国测绘部门已基本完成系列比例尺基础地理信息数据库的建设任务，并在其他行业部门所建的专题型/应用型数据库中发挥着重要的空间框架参考作用。由于空间数据库所描述的现实世界时刻处于变化之中，因此需要对其进行定期或持续更新。随着基础地理信息数据库（称为主数据库）更新维护工作的实施【苏武山等，2003；商瑶玲等，2003】，人们已开始关注如何利用主数据库的更新信息快速更新其他部门的主题型/应用型数据库（称为客户数据库）的问题【陈军，李志林，蒋捷，2003】。由于主/客户数据库是被不同的用户基于不同的数据模型独立设计的，而且不同的用户对现实世界中的实体采用各自的视点和表达方式，使得它们之间存在一定的差异和冲突【Cheng H. G.,1997；张斌等，1997】。因此利用主数据库的更新信息快速实现客户数据库更新的基本前提是明确这些差异和冲突的具体表现形式。

人们对异质数据库间冲突的研究先后开始于多数据库系统（MDBS），联邦数据库（FDB），数据仓库等领域，近年来GIS领域也对异质空间数据库间的冲突和差异类型进行了初步研究【Bishr, 1998；Park, 1999】，所提出的分类体系之间相互交叉，并缺乏充分的实例说明。本文首先以基础地理信息数据库中的地形数据库（1:250000）和水利、交通两个部门的专题型数据库为例，介绍它们之间主要差异的表现形式。在总结前人冲突分类体系的基础上，本文对这些差异进行明确定义。为降低数据采集成本，缩短更新周期，提高更新数据利用率，需要将一个空间数据库的更新信息传递到其他现势性差的相关空间数据库中去（更新传播），但由于各种冲突的存在不能简单地利用新数据直接替换新数据，因此最后作者分析了实现异质空间数据库间更新传播的基本途径。

2.实例分析

国家自然科学基金重点项目（GIS空间数据库更新的模型与方法研究 编号：40337055）资助

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1998年国家测绘局建成了1:250000基础地形数据库，并广泛应用于宏观管理、决策支持、资源调查、空间定位、科学研究等领域【商瑶玲等，2001】。由于应用目的的不同，基础地形数据往往经过过滤，扩展，改造等处理过程之后，用户才能建立了自己的专题或应用型空间数据库，该过程导致用户数据库和地形数据库之间存在一定的差异。作者以水利、交通两部门为例，调研了他们所建的空间数据库，并与1:250000地形数据库进行了比较。

2.1 三种数据库（地形/水利/公路）概述

地形数据库建库时以我国现有80年代出版的1:250000地形图为基本信息源，采用ArcInfo的Coverage数据格式对空间数据加以存储管理，按照地形图分幅标准将全国划分为816个图幅（Tile），每个图幅内包含水系、政区、居民地、铁路、公路、地貌、土地覆盖等十四个层（Layer）。

国家水利部经过近三年的努力，参考1:250000万地形数据库和其他水文勘测资料，目前已完成1:250000水利基础电子地图数据库（简称水利数据库）的建设工作。该库在ArcInfo 8平台上按照水利部门定义的一级流域范围将全国划分为七个Tile，依据水利行业标准分别采集了河流（2289条）、湖泊（2251个）、水库（3087个）、蓄滞洪区（96个）、水文报汛站（7981）、水闸（1939个）、堤防（4800多条）等水利专题要素的图形和属性信息。

交通部门目前所建立的公路数据库主要由图形数据库和专题属性数据库两个子数据库组成，前者描述公路要素的空间分布特征，而后者记录公路要素的道路技术等级、路面等级、路面宽度等专题信息。两个子库之间通过相同的道路ID建立联系，以使道路的图形数据与属性数据有机地结合在一起。其中图形数据库将全国视为一个Tile，该Tile内由两个分别描述国/省道和县道空间特征的Layer组成。

2.2地形/水利数据库之间的差异

1）地形数据库将现实世界中的水系要素抽象概括为线状水系要素类、面状水系要素类、点状水系类要素等三个基本类别，然后通过每个要素类的分类代码（GB）来判断其在现实世界中的真实含义（如河流、水库、湖泊等），而水利数据库是将现实世界中的水系要素（河流、湖泊等）分别直接视为一种要素类。这种差异的存在使得地形数据库中一个数据表中对应于水利数据库中的多个数据表（如图1）。

图1.地形数据库和水利数据库之间水系要素分类方式的差异

2）地形数据库和水利数据库分别采用不同数目、不同含义、不同类型的属性字段

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描述水系要素的特征，其中相同含义的属性却被分配了不同名称的字段名称。如地形数据库中的面状水系要素和水利数据库中的河流要素其关系模式可以分别表示为：

①地形数据库中面状水系要素的关系模式

hydnt.pat{shape, Code, GB, TN, Name, HYDC}

其中：

hydnt.pat: 面状要素的关系（表）名称。

― Shape: 描述面状要素的几何属性，类型为Polygon；

― Code：记录要素的临时分类代码，类型为Integer（3）;

― GB:记录要素的国标分类码，类型为Integer（5）；

― TN：接口码，类型为Integer（6）；

― Name: 要素名称，类型为Char（20）;

― HYDC: 要素代码，类型为Chr（6）。

②水利数据库中河流要素的关系模式

heliu.aat{shape, ENNM, ENNMCD, T}

其中：

heliu.aat：河流要素的关系（表）名称。

― Shape: 描述河流要素的几何属性，类型为Polyline；

― ENNM：河流要素名称，类型为Chr（40）；

― ENNMCD：河流要素代码，类型为Chr（12）；

。 ― T：河流等级，类型为Char（1）

从上面的分析中可以看出：Name和ENNM都描述要素的名称却具有不同的标识符；同样，HYDC和ENNMCD都记录要素代码也具有不同的标识符。而Shape字段都描述要素的几何属性却具有不同的数据类型。

3）地形数据库建库数据采用的主要依据是经国家测绘局批准的《国家基础地理信息系统全国1:25万数据库技术规定》（通用和数据采集部分）（1996年2月修改版），其包含国家基本比例尺地形图上的各类水系要素。而依据水利部门行业标准（《中国 …… 此处隐藏：9247字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……