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1、地球科学数据地理网格化管理探讨地理数据网格概念分为五级格网单元第一级：1：400万地理数据网格概念第二级 1：100万地理数据网格概念第三级 1：25万地理数据网格概念第四级 1:10万1：25万格网地理数据网格概念第五级 1:1万1：10万格网地球科学数据网格化编码地理格网编码建立五级格网编码标准体系建立多级格网关联标准体系地球科学数据网格化编码基础空间要素包括基础地形图，例如道路、河流、村庄、地形等获取基础空间要素对应和关联的网格编码根据其图层比例尺确定该图层所属网格级别，根据该图层范围确定其对应网格级别的网格编码。将该图层对应的网格编码和级别信息作为该图层元数据对该图层中所有要素确定其外
2、包多边形，以及其外包矩形所在网格级别,确定要素对应的网格编码进一步计算得出该要素所覆盖的其他更低级别的网格，得出相关网格编码。将该网格编码作为该要素属性字段。将获取的空间要素元数据信息和增加的要素属性信息作为空间信息的以部分存入空间数据库地球科学数据网格化编码基础空间要素例子：北京高速公路图层首先确定其比例尺所属网格级别为3，1：25万判断图层范围所处第三级别网格编码XX-XXX-XXXX地球科学数据网格化编码基础空间要素然后，对每一要素，判断其所在的网格级别和编码XX-XXX-XXXX-XXXXX地球科学数据网格化编码基础空间要素紧接着，对每一要素，判断其所覆盖多个网格级别和编码XX-XXX
3、-XXXX-XXXXX将相关编码作为该要素的属性信息。地球科学数据网格化编码空间关联数据在地球科学数据中，除了基础空间数据外，还拥有大量的与关联数据。例如某一监测站的每日温度变化数据、某一研究所的空间相关的照片、文档，某一钻孔的地质数据，也可以是某一水文站的多年河水水位监测记录这些数据与某一地理位置，或是点状位置、或是线状、面状要素等等，发生关联。将空间关联数据分为两类将空间关联数据存储于数据库中，采用元数据中技术，因此需要制定空间关联数据的分类标准、元数据标准。地球科学数据网格化编码空间关联数据第一种如果基础要素空间数据库中存在与关联数据相一致的地理要素，例如温度变化数据与气象站相关，如果同
4、时气象站在基础要素空间数据库中存在，那么我们可以采用构建地名词典库来完成该温度变化库与空间位置的关联。地球科学数据网格化编码空间关联数据第二种如果基础要素空间数据库中不存在与关联数据相一致的地理要素，例如地质钻孔数据位置与现有的基础要素空间数据库中任何一要素不相对应，存在，那么我们可以在添加该关联数据进入空间库的时候，在一基础地图上标明该位置，并将该位置信息作为该关联数据的元数据信息之一。地球科学数据网格化编码空间关联数据通过元数据完成空家关联数据的存储和管理任何空间关联数据同基础空间数据一样，存在大量的元数据信息。譬如钻孔数据，钻孔相关的时间、钻孔深度、钻孔相关人员和钻孔关联位置等等均是重要
5、的元数据信息，同时为了充分利用地理格网，该钻孔数据所处的多级网格的编码等，均将作为元数据信息存储于数据库中。地球科学数据网格化存储模式分布式空间数据库与元数据库由于地球科学数据分散于不同区域不同单位，因此，要实现数据的集中式存储从技术上虽然可行，然而将面临巨大的集中式存储维护压力和实施中的阻力。因此建议采用分布式地球科学数据的存储和管理模式，同时为了方便于使用者快速的定位到相关数据，元数据管理采用分布与集中结合原则。地球科学数据分布式存储模式分布式空间数据库与元数据库架构中心库的基础空间数据库将存储小比例尺级别的空间基础数据和部分大比例尺空间基础数据中心库的元数据库将存储所有元数据信息分中心空
6、间数据库存储本中心相关的专业数据信息和部分大比例尺的基础数据分中心元数据库存储与本中心空间库相关的元数据信息分中心将自动定时抽取本中心元数据库信息，向总中心元数据库进行提交地球科学数据存储相关GIS平台和工具ArcSDE：空间数据（几何和属性数据）和元数据存储引擎，分布式空间数据库ArcGIS Desktop：数据加工、维护；空间数据编码；ArcSDE空间数据库管理；元数据编辑、维护ArcGIS Engine：通过定制与扩展，完成空间关联数据的元数据编辑、入库、检索等。地球科学数据网格化应用模式将地球科学数据附以网格化编码信息存储之后，如何应用？由于地球科学数据采用分布式存储模式，其应用将同样
7、采用集中和分布两种形式。在总中心构建统一的地球科学数据检索系统，各分中心建立各自的地球科学数据检索分系统在总中心和分中心分别建立地球科学数据服务系统地球科学数据网格化应用模式系统架构分中心元数据收集过程发布者提交数据到 分中心每月、每季度一次)分中心系统自动发起收集发布者提供:知识库连接信息元数据等关键信息分中心数据库存储信息收集知识库(可以是多个)自动程序写出存储的信息 (xml)收集者请求配置信息(通过URL)对于每个文档收集程序自我配置程序或人工验证并注入标记存储于主中心元数据地球科学数据网格化应用模式地球科学数据检索系统提供多种检索模式通过元数据信息查询直接输入格网编码在地图上通过鼠标
8、选择相关格网，转换成格网编码选择格网级别通过地名词典查询输入相关地名，由检索系统自动查询地名数据库地球科学数据网格化应用模式地球科学数据检索系统提供多种检索模式空间关系查询在地图上通过鼠标确定查询范围，直接对相关空间数据库进行查询该模式具有局限性：必须指定查询目标空间库，同时该空间库提供查询服务由于涉及GIS空间计算，效率较低一般应用于查询本中心空间库空间属性查询输入查询目标图层和属性条件同样具有局限性必须指定查询目标空间库，同时该空间库提供查询服务一般应用于查询本中心空间库地球科学数据网格化应用模式地球科学数据服务系统用户通过检索系统获取感兴趣数据的获取途径（例如数据所在位置、服务方式、地址
9、、访问权限、甚至是使用酬金信息等）后，将通过获取的方式访问相关数据，此时数据所在中心必须提供数据在线使用或下载服务，因此，必须构建各中心的数据服务系统地球科学数据网格化应用模式地球科学数据服务系统数据服务系统存在多种形式基础空间数据在线使用以Web Service形式提供。可在线使用，无法获取原始数据WMSWFS数据转换和下载根据用户需要，进行数据格式转换和下载关联数据信息数据下载地球科学数据网格化应用模式应用流程地球科学数据网格化应用模式相关GIS软件空间数据和元数据存储：ArcSDE元数据检索服务：ArcIMS空间数据检索服务：ArcGIS Server空间数据地图服务：ArcGIS Se
10、rver系统维护管理：ArcGIS Desktop采用ArcGIS产品的检索中心架构Metadata Metadata CatalogCatalog(ArcGIS Server)(ArcGIS Server)COTSCOTS标准标准IBM WebSphere PortalMetadataMetadataHarvesterHarvesterCatalog ServiceCatalog ServiceGIS Portal ToolkitGIS Portal ToolkitPublishPublishSearchSearchMap ViewerMap ViewerAppsAppsZ39.50ESRI
11、-Google Spatial ESRI-Google Spatial ExtenderExtenderGoogle Search ApplianceGoogle Search ApplianceArcIMSArcIMSCS-WOAI-PMHWAF / XMLSingle Sign-on and PersonalizationSingle Sign-on and PersonalizationOther JSR-168 PortletsOther JSR-168 PortletsWMSCS-WZ39.50Google httpWMCWFS/GMLWCSArcIMSFGDCISOOpen LSG
12、azetteerOpen LS GazetteerOAINatural Language SearchJSR-168( Programmatic Connection )采用ArcGIS产品的数据服务中心架构客客客客户户端端端端Globe ServicesMap &ChartServicesImage-ProcessingServicesOpen Web ServicesTrackingServices数据服数据服数据服数据服务务数据数据数据数据发发布和布和布和布和维护维护2-D 2-D ViewersViewers3-D3-D Viewers ViewersCatalog ServicesG
13、eo-ProcessingServices互互联网网COPCOP地球科学数据网格化应用具体问题探讨如何根据空间网格单元或针对特定的区域如青藏高原将以地层用网格单元管理的数据集逻辑抽取形成特定的数据集？如果使用网格单元通过网格编码直接查询元数据库，获取数据计算该网格覆盖的低级别网格，以低级别网格查询元数据库，从而获取大比例尺数据将结果数据分别以空间数据和关联数据进行组织如果指定空间范围计算该空间范围所在的网格，然后使用上述方法如果知道所关心数据的所在分中心，可直接通过空间查询方式查询该分中心数据服务系统Service GIS多层架构PresentationPresentationTierTier
14、(multiple viewers)(multiple viewers)Globe ServicesMap &ChartServicesImage-ProcessingServicesOpen Web ServicesTrackingServicesServing/Serving/PublishingPublishingTierTierAuthoringAuthoringTierTier2-D 2-D ViewersViewers3-D3-D Viewers ViewersCatalog ServicesGeo-ProcessingServicesNetwork/Enterprise Serv
15、ice Bus COPCOP地球科学数据网格化应用具体问题探讨作为23单位，如何布置GIS才能实现数据相对集中和分布的管理方法？创立总中心，分别于23单位创立分中心数据分布式存储总中心负责全局基础空间数据的存储和维护各单位分别建立地球科学数据分中心，由各单位负责本中心数据的存储和维护元数据集中分布式各分中心在进行地球科学数据提交的同时，创建相关的元数据信息（其中包括数据的格网编码等信息），存放于本中心。在分中心部署元数据自动抓取系统，自动抓取分中心元数据信息并汇总至总中心。地球科学数据网格化应用具体问题探讨将地理网格分为5个级别，如何进行空间尺度转换？5个级别仅仅是空间格网编码的粗细程度问题，
16、空间数据对应的级别和所在的空间格网编码将作为该空间数据的元数据当用户指定某一大范围空间尺度（小比例尺），例如指定新疆自治区作为查询范围，此时检索系统将最贴近该空间尺度的网格作为系统查询的优先条件，此时获取的数据将是整个新疆的国道、省道等。用户还可进一步指定略低级别网格作为其查询条件，此时查询结果将是更为细节的（大比例尺）数据信息，例如某一城市数据。如果用户直接指定某一小范围（大比例尺），例如指定某一区县边界，此时检索系统仍将最贴近该空间尺度的网格作为系统查询的优先条件，那么用户将可能查询到该县的城镇用地、县地震局监测数据等等。用户还可进一步指定略微高级别网格作为其查询条件，此时查询结果将是更为粗略的（小比例尺）数据信息，譬如该区县所在地级市、省的交通道路信息等等。
