新一代海量空間數(shù)據庫引擎———SuperMap SDX+5

　　近幾年,隨著G IS(地理信息系統(tǒng))技術的發(fā)展,GIS逐漸被廣泛應用到各行各業(yè)。隨著應用領域的擴大,其所涉及的空間數(shù)據不斷積累,由最初的幾百MB,增加到幾個GB、幾百個GB甚至TB以上。這種大幅度的數(shù)據量增加,不斷挑戰(zhàn)著GIS平臺對數(shù)據的操控與管理能力以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　目前,使用數(shù)據庫管理包括地圖及其相關屬性的空間數(shù)據已成為GIS平臺和應用發(fā)展的方向,甚至成為衡量GIS平臺是否大型的最主要標志之一。與傳統(tǒng)文件方式相比,空間數(shù)據庫技術在海量數(shù)據管理能力、圖形和屬性數(shù)據一體化存儲、多用戶并發(fā)訪問、數(shù)據訪問權限控制和數(shù)據安全機制等方面都有絕對優(yōu)勢?？臻g數(shù)據庫技術正在逐步取代傳統(tǒng)的文件方式,成為大型GIS應用系統(tǒng)空間數(shù)據存儲的首選解決方案。

　　作為業(yè)界領先的地理信息技術平臺提供商,北京超圖地理信息技術有限公司投入了大量的人力和經費研發(fā)空間數(shù)據引擎。在國家863項目———“面向網絡海量空間信息大型GIS”的支持和推動下,歷經5年時間和四代技術改進,于2004年9月推出了新一代海量空間數(shù)據庫引擎———SuperMap SDX+5。SuperMap SDX+5在保持了前幾代產品技術優(yōu)勢的基礎上,在性能、穩(wěn)定性和功能的全面性方面都有了長足的進展。

采用先進的三級空間索引技術,大大加快了空間數(shù)據檢索和訪問速度,提高了性能

　　四叉樹(Quad-Tree)索引和R樹(R-Tree)索引是GIS領域里應用最為廣泛的2種空間索引,而哪一種索引更優(yōu)秀則一直是業(yè)內存在爭議的話題。其實2種索引各有其優(yōu)勢:R樹索引結構緊湊,數(shù)據冗余度低,查詢速度比其他類型的索引要快得多;但R樹索引的維護代價非常高,即使只對小范圍數(shù)據修改,也會導致大范圍重新計算索引,所以R樹索引適合于管理較少變更的空間數(shù)據。與R樹索引相反,四叉樹索引非常規(guī)則,索引項的獨立性很高,維護和更新代價比R樹小得多;但四叉樹索引有一定的數(shù)據冗余度,查詢速度也不如R樹索引,所以四叉樹索引在管理需要頻繁修改的空間數(shù)據時比R樹索引更有優(yōu)勢。

　　目前主要的GIS軟件都是只能使用一種空間索引,而SuperMap SDX+5創(chuàng)造性地將四叉樹索引和R樹索引有機地結合在一起,建立了一種組合式的自適應空間索引,有效地發(fā)揮了2種空間索引各自的優(yōu)勢,從而既能實現(xiàn)對數(shù)據的快速訪問,又能適應空間數(shù)據的頻繁更新。

　　對于更大量的數(shù)據,SuperMap SDX+5還在上述組合式索引的基礎上建立分區(qū)索引,實現(xiàn)三級組合索引,實現(xiàn)對超大型數(shù)據的快速查詢與顯示。

支持海量空間數(shù)據,輕松管理企業(yè)級應用數(shù)據

　　由于成功研發(fā)應用了針對矢量數(shù)據的三級空間索引技術和針對柵格數(shù)據的金字塔技術,SuperMap SDX+5可以輕松地管理TB級的空間數(shù)據。理論上說,SuperMap SDX+5能夠管理的空間數(shù)據的大小只受硬件存儲條件的限制,數(shù)據訪問性能也只與數(shù)據庫服務器的硬件條件和網絡環(huán)境相關;而已經成功實施的多個項目也已證明,采用SuperMap SDX+5來管理空間數(shù)據,其數(shù)據量可以輕松超過TB,并且可以很好地支持多用戶流暢訪問。

　　矢量數(shù)據結構緊湊,數(shù)據冗余量低,易于對數(shù)據進行編輯、更新和調整,易于與屬性數(shù)據結合進行查詢、分析或專題顯示,矢量數(shù)據一直以來都是GIS的主要數(shù)據來源。SuperMap SDX+5除了使用三級索引技術保障數(shù)據的快速檢索外,還提供了對矢量數(shù)據的無損和有損壓縮模式,來減少數(shù)據的存儲空間,降低了網絡的傳輸負載。

　　杭州市房產系統(tǒng)項目采用SuperMap SDX+5來管理杭州市區(qū)及郊區(qū)300多平方千米1∶500全要素地形圖和房產圖,可以很好地滿足C/S和B/S模式下大量用戶的并發(fā)訪問請求,受到了用戶的一致好評。

　　與矢量數(shù)據相比,遙感影像更加直觀,易于理解,采集和更新的代價也比較低,所以遙感影像數(shù)據在G IS中的應用越來越廣泛。隨著遙感和航空攝影技術的發(fā)展以及高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據的商業(yè)化,通過遙感獲得的地理信息數(shù)據越來越多,遙感影像的成本也不斷降低,這些都使得遙感圖像成為G IS一個非常重要的數(shù)據來源。但是遙感影像的數(shù)據量很大,壓縮與解壓縮技術是影響其應用的關鍵因素。SuperMap SDX+5采用改進的DCT壓縮算法來存儲影像數(shù)據,通過對影像數(shù)據進行壓縮,減少了存儲數(shù)據需占用的磁盤空間,提高了數(shù)據的讀取顯示速度,降低了數(shù)據傳輸?shù)木W絡負載。同時,SuperMap SDX+5還使用金字塔技術,存儲海量影像數(shù)據的多分辨率副本,實現(xiàn)了影像數(shù)據的多分辨率快速提取、還原和顯示。

　　日本JR鐵道G IS項目成功使用SuperMap SDX+5結合SuperMap IS.NET 5來管理鐵路周邊160 GB高分辨率影像數(shù)據,取得了很好的效果。該項目第二期已經啟動,其數(shù)據量將超過1 TB。

更好地支持多客戶端并發(fā)訪問

　　多客戶端并發(fā)訪問能力也是很多用戶非常關心的指標,SuperMap SDX+5通過多種技術手段來保障高效的并發(fā)訪問性能:

　　1)采用了多級緩存技術,通過對已讀取過的空間數(shù)據進行緩存,降低了服務器端數(shù)據的讀取頻率,減輕了網絡負載;

　　2)采取三層空間索引技術,可以更快地訪問到所需的數(shù)據,減少了數(shù)據檢索和定位時間,提高了數(shù)據訪問效率;

　　3)影像金字塔技術,根據顯示范圍,自動加載不同分辨率的數(shù)據,將讀取和傳輸?shù)臄?shù)據量控制在一定容限內,降低了服務器和網絡資源的爭用;

　　4)針對矢量和影像數(shù)據的高比壓縮技術,降低了完成指定操作的磁盤讀寫量和數(shù)據傳輸量;

　　5)與SupeMap IS.NET 5完美協(xié)作、無縫集成,可以充分利用SuperMap IS.NET 5的服務器緩存技術和服務器集群技術來提高用戶的并發(fā)訪問量。