基于云计算的空间数据库

彭妮燕 王洁茹

摘要：随着科学技术的不断发展和科技水平的不断提高，信息技术和智能科技的发展也日新月异。同时，云计算技术的高速发展极大地加速催化了大数据时代的到来。云计算技术的运用将计算机数据处理带入了一个全新的时代，给计算机数据处理带来了极大的便利。为此，本文基于云计算的空间数据库展开讨论与研究。

关键词：云计算;空间数据库;策略

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）04-0076-02

现代信息技术和智能科技的不断发展与进步为云计算技术的发展起到了积极的推动作用，云计算的运用，不仅为计算机数据处理提供了极大的便利，同时还对于计算机技术的未来研究方向提供了新的道路。因此，需要加大对云计算技术的发展和深度研发的重视程度，以及云计算在其他领域中的应用发展，合理利用相关资源，继续推动云计算技术的发展。

1 云计算技术的发展

云计算技术的发展和进步为大数据时代的诞生起到了推动作用。云计算的主要特征在于超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务以及低成本。其超大规模的特点主要是网络规模大、覆盖率高，运用云计算技术进行数据处理可以有成千上万台服务器;虚拟化主要是指云计算技术是基于互联网技术的，支持用户在任意地点使用各种终端进行服务，可以通过网络服务实现需要的一切;高可靠性主要在于，其降低了传统计算机数据处理是数据易丢失、破损的风险所在，使数据保存多个副本并且进行容错操作，来使服务更加具有保障性。

云计算经历了电厂模式阶段、效用计算阶段、网格计算阶段和云计算阶段四个阶段才发展到如今较为成熟的地步。第一阶段——电厂模式，就借鉴利用电厂的规模效应，降低用户自身花费，使用户使用舒适便捷;第二阶段——效用计算，效用计算以电厂模式为基础做出了相应的改变和提升，其核心借鉴了电厂模式的原理，将分散在各地的服务器、存储系统、应用程序等整合在一起共享给多个用户，再根据各个用户对服务器的使用量来进行收费;第三阶段——网格计算主要研究如何将一些比较大的问题细分化解为若干个比较小的问题，然后再将已划分的小问题分配到下属计算机中分别进行处理解决，最后再由总计算机将各个计算机的计算结果再进行汇总，如此攻克大问题，但限于技术能力，无法确保其安全性，也难以适应商业模式;最后阶段——云计算的核心与二、三阶段非常相似，但其不同于前期效果不佳的优势在于用户需求达到了一定规模，并且技术也逐步成熟。

2 空间数据库

空间数据库是指地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。20世纪70年代开始，为了利用卫星遥感传回和掌握的资源，高效迅速的进行地图绘制，空间数据库开始在地图制图和遥感图像处理领域展开研究和应用。传统的数据库的数据存储和检索、管理方式都比较简单，无法满足空间数据的存储、表示、检索和管理等方面的要求，存在着极大的缺陷，因此为了针对空间数据，展开了对空间数据库这一专业领域的研究。在传统的数据库系统中，只能局限于针对简单对象，然而对于复杂对象，比如图形和图像就无法进行有效支持。空间数据库代表在某一制定区域内关于其空间要素特征的数据的一个集合，是GIS在物理介质上存储的与应用相关的空间数据总和。

2.1 空间数据库的特点

空间数据库的特点主要在于其可以储存的数据量非常庞大，其主要面向地理学及其相关对象，因此涵盖的信息内容往往都是地表信息、地质信息、大气信息等容量达到GB级别的复杂信息。并且还具有极高的可访问性，为了可以对大量冗长的数据高效地完成访问，需要对空间数据库信息系统的检索功能和数据分析能力提出更高的要求。空间数据模型结构复杂，空间数据储存的数据并不是性质单一的数据，其涵盖了大部分的数据类型包括属性数据、图形图像数据和空间关系數据。属性数据和传统数据库内的数据表示方法相同，通常包括数字、文本和日期，用来描述地理学现象的属性;图形图像数据和空间关系数据与传统数据库存在着极大的差异，需要借助图形图像和存储拓扑关系来描述。除此之外，空间数据库中属性数据和空间数据是需要进行联合管理的，两者关系弥补可烦;空间实体的属性数据和空间数据，实时动态更新，可以跟随时间的改变而作出相应的变化;空间数据库还具有应用范围广泛的特点。

2.2 空间数据库的设计

由于对不同的数据库存在有不同的要求，因此会出现一些不同的组织形式。在进行空间数据库进行设计的过程中，同时也需要对用户需求进行充分考虑，结合数据库的应用目的在客观应用环境中找出最优值，包括数据模型、处理模式、存贮结构、存取方法等方面。设计空间数据库与传统的数据库设计步骤基本相同，需要在传统的数据库管理系统的基础上，建立空间数据库，进行需求分析、结构设计和数据层书籍三个步骤。

3 基于云计算的空间数据库的发展策略

3.1 保障技术安全

随着社会的发展与进步，人们的综合素质水平在不断提高，安全意识和隐私保护意识也随之提高。因此，在建立空间数据库时，对数据处理的过程都需要进行完整的网络保护和数据保密。随着科学技术的不断发展和科学水平的不断提升，在对科技进行研发的同时，学者和专家们都开始更加注重对于技术安全的保障，因此在对基于云计算技术的空间数据库的研发和建立的同时也应当研发加密技术。使计算机在进行数据处理过程中的数据传输和存储操作都严格做到防止数据泄露。除此之外，一旦发现基于云计算技术的空间数据库存在漏洞和安全隐患时，必须立刻进行解决，并且对数据库信息系统进行全面的维护，将问题严格记录，以便后续工作的开展和未来技术的完善。

3.2 研发混合云计算技术和移动云计算技术基础下的空间数据库

将共有云计算技术和私有云计算技术两者相结合产生了混合云计算技术。混合云计算技术的优点在于优化了企业与个人的硬件价值，完善了数据资源自动化的缺陷，大大降低其运营成本。

而移动云计算技术扩充能力强大，使用户随时可以利用各种移动设备传递数据信息，因此在研发过程中的首要问题也是安全性，保证数据传输和存储过程中的绝对安全。同时在登录时设置多元化登录方法，降低数据泄露的风险。除此之外，还要保证服务器的运行通常，给予用户最方便快捷的服务。

3.3 物联网安全问题

物联网的标准主要分为三个层次：应用层、网络层、感知层。其中应用层表示用于对数据进行接收、分析处理的数据库服务器等计算机终端;网络层主要包括利用网络技术实现的通信传递，与人类神经系统相似;感知层主要指一些传感器设备，类似于人类的感觉器官。各个层次之间相对独立但又互相依存，因此必须保证每一个层次的安全才能对物联网的安全作出保障。

3.4 数据加密，定期备份

对空间数据库中的数据传输进行加密也可以为基于云计算的空间数据库的安全提供有效的保障。对数据进行加密提高了黑客对于信息密码和数据的破译难度，利用有效可靠的安全防御技术实现数据库的访问权限设计，对数据库内的数据信息和内容进行有效保护。除此之外，还应当对数据库内更新的内容和更改的数据进行定期的数据备份，防止因为其他不可抗的因素而引发的突然数据丢失的问题，比如恶劣天气、自然灾害或断电等突发情况，因此定期将电脑中的重要文件进行备份尤为重要。在数据备份的情况下，既是计算机系统遭到恶意攻击或破坏，也不用担心数据丢失，只需要将备份的数据重新恢复到电脑中即可。因此，定期进行数据备份是数据库安全防护的有效途径之一。

4 结语

综上所述，基于云计算技术的空间数据库处于初步发展阶段，存在着很大的发展空间。由于空间数据与传统数据相比，具有更大的复杂性以及应用专业性，因此在构建空间数据库时，需要充分掌握空间数据库的理论知识和应用。相信在云計算技术的发展下，我国基于云计算的空间数据库的建设将会得到极大的进展。

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