嵌入式地理信息系统空间地理数据组织技术的思考

闫勇+孙维平

摘 要：结合嵌入式地理信息系统特点及其空间地理数据分类，文章对系统空间地理数据组织技术展开了分析，对数据组织流程、模型、数据预处理等环节进行了介绍，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：嵌入式地理信息系统；空间地理数据；组织技术

中图分类号：P208 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0051-02

引言

近年来，伴随着科学技术的发展，嵌入式地理信息系统也得到了较好的开发和应用。而在系统运行的过程中，还要以空间地理数据为基础，需完成各种信息的获取和管理，从而为系统运行提供支撑。采用空间地理数据组织技术，则能使空间地理数据得到较好的管理，不仅能够有效减少冗余数据，还能使系统数据结构得到优化。因此，还应加强嵌入式地理信息系统空间地理数据组织技术的分析，以便更好的满足系统应用要求。

1 嵌入式地理信息系统概述

所谓的嵌入式地理信息系统，其实就是拥有地理信息系统功能的嵌入式產品，是地理信息系统与嵌入式设备集成得到的产物。利用该系统，能够完成地图查询、导航、定位等多种功能，并且也能完成空间数据的管理。从结构组成上来看，该系统由嵌入式软件、硬件和操作系统构成，具有“可裁剪”性的特点，能够完成数据资料及其格式的裁剪，获得的内容则具有一定的完整性和精确性[1]。在空间数据管理方面，嵌入式系统能够对空间数据进行处理、操控、分析和量算，并实现数据可视化操作。

2 嵌入式地理信息系统的空间地理数据用途与分类

在嵌入式地理信息系统中，拥有多种形式的空间地理数据，如多级矢量地图数据、地面数字高程数据、导航动态定位数据等，大多数据拥有较广的应用范围。从数据用途上来看，一类数据可用于显示电子地图背景，拥有良好可视化表达效果，一类数据可用于进行空间实体的地理位置获取，需完成叠置分析、缓冲区分析等分析处理，此外，也有数据用于满足用户的信息查询需求，能够在地图上用用户理解的方式进行信息展现。由于空间地理数据不仅具有位置特征，同时也具有属性和时间特征，所以可以根据特征完成数据的进一步划分。具体来讲，就是将其划分为属性数据、几何数据和关系数据。如类别、名称等用于描述属性的数据即为属性数据，位置数据、定位数据等用于描述地理位置的数据则为几何数据，邻接、关联等用于描述数据空间关系的数据则为关系数据。

3 嵌入式地理信息系统的空间地理数据组织技术

从上述分析可以看出，嵌入式地理信息系统拥有多种类型的空间地理数据。能否较好的进行数据组织，则关系到系统运行速度的高低。所以在嵌入式地理信息系统中，还要加强空间地理数据组织技术的运用，从而利用系统提供良好的空间数据管理服务。

3.1 数据组织流程

通过分析可以发现，在嵌入式地理信息系统中，拥有多种影像数据、文本数据、矢量数据等多种空间地理数据，这些数据拥有不同的格式。所以在空间地理数据组织上，还要先完成格式转换，以便统一进行数据的分析和处理。为此，还要利用SuperMap Objects平台的数据引擎编写程序完成数据格式转换，将DGN等数据格式统一转换为SuperMap/SDB格式。针对转换得到的数据，则可以进行组织合并。具体来讲，就是从SDB数据库中完成数据集的提取、合并，从而得到新的数据集。通过在数据集中添加各种专题信息，并完成对遥感、地图等专题信息的可视比例尺范围设置，则能使数据得到高效的调用。

3.2 数据组织模型

分析系统数据组合流程可以发现，数据组织管理需要依靠SuperMap Objects平台实现。所以，还要完成相应数据模型的构建，从而为空间数据库的构建提供支持。在具体进行模型构建时，还要利用结构化存储技术进行引擎的设计，即将OLE复合文件当成是引擎，以便对多个拥有不同结构的数据集进行统一存储管理。从结构上来看，SDB数据源拥有SDB和SDD这两个文件，可在一个数据源中完成多个数据集的存储，如文字数据集、点数据集和栅格数据集等都可以在同一个数据源中存储。所以采用该模型进行空间数据管理，能够为数据组织提供便利，并且能够提供事务处理、增量访问等多种功能。在该模型中，CAD数据集为复合数据集，不同于文本等其他数据集，包含多种数据形式[2]。因此利用该数据集，能够完成文本、椭圆和点、线等多种类型几何对象的存储管理，并且能够将这些对象组合为一个，进而为复杂对象的管理提供便利。

3.3 数据的预处理

在实际进行空间地理数据组织时，按照组织流程，还要先对数据进行预处理。在具体分析的过程中，可以用地形图的空间地理数据组织为例。而在嵌入式地理信息系统中，系统地图由多个图层构成。在模型中，数据集为空间数据集合，数据源则为数据集的集合，所以可将其看成是地图，并将数据集看成是图层。就目前来看，采用模型能够为DGN、DXF等多种数据格式提供支持，并按照要素类型完成数据的分类存储。但在数据格式转换的过程中，却并未采取层对层的方式进行数据预处理，而是在复合数据集CAD中进行地图的完整添加。所以在数据组合平台上，需要利用数据泵为对象进行数据转入，然后进行参数的设置，最后通过调用Improt完成数据导入。在这种情况下，整个地图将被转换为一个图层，无法实现数据的分层管理。因此在数据预处理的过程中，还要对CAD数据集进行处理，在属性数据库中按照字段值将不同空间要素区分开来，并在格式中利用OrigiLevel字段进行各要素图层信息保留。具体来讲，就是先进行数据源的新建，从而得到复合数据集，然后进行各层soRecordset的获取，最后进行数据的合并和专题的提取。经过预处理，则能将地形图转换为数据源中的多个数据集。

3.4 数据合并处理

完成数据预处理后，会得到多个复合数据集。所以采取该种空间数据管理方法，相当于将完整地图分割为多块小地图，而各地图拥有相同的比例尺，并与一个复合数据集相对应。在数据合并处理时，还要进行100个复合数据集的随机选取和测试。观察测试情况可以发现，在数据集数量较少时，系统能够保持较快的运行速度。但在数据集数量较多的情况下，系统运行速度则开始降低，所以在处理海量地理数据时，还要完成数据的合理分割与组织，以便使系统的运行速度得到提高。以大比例尺地图为例，在以1：1000-1：25000范围内的比例尺进行地图分割时，数据集数量变化不会对系统运行速度产生较大影响。但在地图分幅数量不断增加的情况下，系统运行速度会呈现出先增大后减小的变化趋势，因此在进行数据组织时，还要确定最优的地图分幅数。利用M=S*N，则可以进行地图分幅数与比例尺对应面积的关系描述，其中M为地形图对应面积，S为比例尺图幅对应面积，N为地图分幅数。通过测试可以发现，在地图分幅数在250～350范围内时，系统可以保持较快的运行速度。采用同样的方法对嵌入式地理信息系统的空间数据集进行分析，可以确定1：5000为最佳范围。具体来讲，就是将1：500和1：1000的数据集合并成1：5000。按照这一分幅比例尺，可完成预处理得到的数据集合并[3]。由于系统中地形图存储名为图号，所以只要完成1：5000比例尺图号的数据集合并。针对规划与功能地、路网等专题，可分别在数据源中增设一个复合数据集。而在对空间地理数据进行合并后，考虑到地物识别问题，还要完成数据可视化比例尺范围的设置，具体需结合数据安全、用户权限和数据分辨率等要求完成范围选取。

3.5 数据组织效果

嵌入式地理信息系统为建立在电子地图基础上的图形系统，对图形显示有较高的分辨率和色彩丰富度要求。而采用空间地理数据组织技术进行系统数据预处理，并对各种数据集进行合并，则能在提高系统运行效率的同时，较好的进行地图分幅比例尺和分幅数的确定，从而使数据可视化效果得到增强，因此能够较好的满足系统使用要求。

4 结束语

通过分析可以发现，嵌入式地理信息系统的运行需要以空间地理数据的组织处理为基础，而其数据类型较为复杂，还要利用专门的模型完成数据组织合并，从而使系统的运行速度得到提高。而采用SuperMap Objects模型，并对数据进行预处理，则能完成不同类型数据集的合并处理，进而使嵌入式地理信息系统保持良好的运行效果。

参考文献：

[1]李军锋，刘云彤，周策群，等.空间地理数据发布系统数据组织与实现[J].测绘技术装备，2011，02：31-33+11.

[2]赵京黔，杨国东，贾云生，等.嵌入式地理信息系统的研究与实现[J].中国高新技术企业，2011，22：53-54.

[3]罗小龙.地理信息系统数据结构及数据组织管理研究[J].科技资讯，2010，02：123.endprint