[01048204]基于Oracle的GML空间数据存储、查询与索引机制研究

课题来源于广西壮族自治区自然科学基金项目“基于Oracle的GML空间数据存储、查询与索引机制研究（桂科自0991248）”。空间数据模型一直是地理信息系统（Geographic Information System，GIS）空间数据管理研究的核心问题之一。长期以来，空间数据模型依赖于各宿主GIS软件，由于各GIS软件采用的数据模型不同，定义的几何基元不一致，导致现有的空间数据不能实现共享，空间数据格式相互转换出现部分信息损失，造成社会财力和人力的巨大浪费。为解决这些问题,需要一种新的数据模型来打破这种隔离状态。地理标记语言(GeographyMarkup Language, GML)是开放地理信息系统协会(OpenGeospatial Consortium，OGC)推出的实施规范，是空间数据建模的标准规范，它为空间数据的描述提供了标准框架。GML不仅是一种有效的空间数据传输、交换的手段，而且也是一种很好的空间数据存储格式。如果使用GML来存储、管理空间数据，即各GIS软件都使用GML作为其数据模型和文件格式，那么就不需要作任何转换，所有GIS的空间数据都可以有效地集成与共享。GML已经成为事实上的空间数据编码、传输、存储、发布的国际标准。随着互联网技术的不断发展及网络GIS的广泛应用，GML格式的空间数据大量涌现，其管理也就成为了当务之急。GML多以文件方式存储为主，其优点是简单易用，适合于GML文档内容少、数量小的场合。然而，对于任何一个空间信息系统而言，文件管理难以实现数据库服务，局限性显而易见。传统关系数据库技术不适合GML存储、查询与索引，基于Oracle研究相应方法。考虑GML并不能表达和处理不精确和不确定的空间数据，基于Vague集模糊理论提出Vague GML数据模型（VGMLDM）。取得VGMLDM理论基础的Vague集理论新成果。Oracle中，采取中粒度方法，利用Oracle XML DB存储GML模式和文档实例。GML空间数据的查询涉及空间拓扑关系判断，借助Oracle拓扑模型实现。通过算法设计，实现九交模型所描述的6种空间拓扑关系的判断。三维空间查询采用基于Hibernate的HQL和QBC方式进行。基于Oracle提供的函数，结合空间拓扑关系判断方法，扩展XQuery查询操作，得出GML空间数据查询方法。提出基于边界四叉树的GML空间数据索引方法，增加存储边界四个数据，与传统四叉树相比，存储较小，查询速度较快；与改进的四叉树相比，存储稍大，但查询速度较快。