GIS數(shù)據(jù)庫更新信息傳播軟件工具設(shè)計及其實.doc

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1、個人收集整理，勿做商業(yè)用途數(shù)據(jù)庫更新信息傳播軟件工具設(shè)計與實現(xiàn)王育紅(河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院，焦作市世紀(jì)大道2001號，454003)摘要：針對現(xiàn)有軟件工具缺乏相應(yīng)的功能模塊，不支持批處理，需要大量的人機(jī)交互，不能滿足數(shù)據(jù)庫更新信息自動高效傳播要求的缺陷，采用組件技術(shù)設(shè)計實現(xiàn)了一個專門的更新傳播工具。該工具通過自動地執(zhí)行更新傳播過程中的模式匹配、變化提取、更新集成等操作，能夠有效地提高更新傳播的效率，彌補(bǔ)現(xiàn)有軟件的不足。關(guān)鍵詞：更新傳播、模式匹配、變化提取、更新集成當(dāng)前的核心已從數(shù)據(jù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)更新，數(shù)據(jù)更新關(guān)系著的可持續(xù)發(fā)展[1]。隨著世界各國測繪部門和相關(guān)

2、機(jī)構(gòu)對基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫更新工作的持續(xù)開展[2]，更新信息傳播問題，即如何利用新版基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫中的更新數(shù)據(jù)快速高效地更新用戶數(shù)據(jù)庫的問題，已成為生產(chǎn)部門、應(yīng)用機(jī)構(gòu)以及學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的熱點問題之一[3-4]。由于應(yīng)用需求、建庫目的、專業(yè)背景等方面的不同，應(yīng)用部門經(jīng)常要對首次獲得的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫副本，進(jìn)行一定的重構(gòu)、轉(zhuǎn)換、集成、擴(kuò)展等處理之后方可建立用戶數(shù)據(jù)庫。這些處理使得基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和用戶數(shù)據(jù)庫，即使是對相同的實現(xiàn)地物地形的描述和表達(dá)，也往往在數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)模式、數(shù)據(jù)實例等方面存在一系列的差異或沖突[5]。上述差異的存在導(dǎo)致更新傳播的具體實施變得相當(dāng)復(fù)雜，不能簡單地通過“新

3、圖層直接替換舊圖層”或“新數(shù)據(jù)直接替換舊數(shù)據(jù)”的方式加以實現(xiàn)，因為，這樣將破壞用戶數(shù)據(jù)庫的自治性、完整性、正確性和一致性等特性，最終導(dǎo)致在其之上建立的應(yīng)用系統(tǒng)不能正常運行。一般來說，實現(xiàn)更新信息傳播需要模式匹配、變化提取、實體識別和更新集成等四個操作環(huán)節(jié)的支持[6]。然而，由于現(xiàn)有軟件缺乏針對性的自動批處理模塊，更新傳播的具體實施只能靠操作員手動完成，效率低，易出錯，很難滿足數(shù)據(jù)庫更新自動高效的要求。1系統(tǒng)框架和功能設(shè)計針對現(xiàn)有軟件的局限性，目前主要有獨立開發(fā)、宿主型二次開發(fā)和基于組件的二次開發(fā)等三種可選方式，來設(shè)計和實現(xiàn)針對更新傳播的專用軟件工具系統(tǒng)。相對來講，基于組件

4、的開發(fā)方式既可以充分利用工具軟件對空間數(shù)據(jù)庫的管理、分析功能，又可以利用其它可視化開發(fā)語言具高效、方便等編程優(yōu)點，不僅能大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且開發(fā)出來的應(yīng)用程序具有更好的外觀效果，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能，而且可靠性好、易于移植、便于維護(hù)?；谶@些分析，本文以目前非常流行的組件為基礎(chǔ)，來開發(fā)和設(shè)計更新傳播軟件工具。1.1系統(tǒng)框架7/7個人收集整理，勿做商業(yè)用途如圖1所示，更新傳播軟件工具采用組件與面向?qū)ο缶幊陶Z言2005二次集成開發(fā)方式構(gòu)建而成。其中，組件提供諸如空間數(shù)據(jù)管理、圖形操作、數(shù)據(jù)查詢等通用的基本功能；而更新更新傳播專有的功能模塊，如模式匹配、變化檢測、更新

5、集成采用語言開發(fā)實現(xiàn)；另外，還通過自制組件以及其他界面輔助組件開發(fā)實現(xiàn)了分析處理結(jié)果的可視化模塊，以便于對分析結(jié)果的檢查、核對和更正。1.2系統(tǒng)功能1）基本的空間數(shù)據(jù)顯示、查詢、編輯等功能。系統(tǒng)不僅提供放大、縮小、全圖、漫游等基本的地圖操作顯示功能、而且利用地圖列表可控制地圖窗口的顯示內(nèi)容、狀態(tài)、順序等，并能根據(jù)用戶需要設(shè)置相應(yīng)的顯示樣式。系統(tǒng)提供了多種的查詢方式，用戶可以檢索、瀏覽空間信息和屬性字段信息。系統(tǒng)提供了常規(guī)的數(shù)據(jù)編輯工具，使用戶能夠手動方式對其數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，主要包括單個實體的添加、刪除、修改（移動對象，操作結(jié)點，改變屬性值等）、分割以及多實體的置換、合并等操

6、作。這些功能一般在如圖2所示的子窗口中加以實現(xiàn)。圖2數(shù)據(jù)管理窗口圖3模式匹配窗口2）模式匹配功能。模式匹配，是指從兩個數(shù)據(jù)庫模式中確定語義相關(guān)的對應(yīng)模式元素（要素類和屬性等），并聲明其具體映射關(guān)系的過程。模式匹配是更新信息自動傳播的基礎(chǔ)處理環(huán)節(jié)，它所取得的匹配結(jié)果可被用于指導(dǎo)和簡化其他處理操作，保證基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫中的變化信息被充分準(zhǔn)確提取和集成。系統(tǒng)分別設(shè)計了相應(yīng)的圖形用戶界面和自動化向?qū)Чぞ邅硗瓿筛聜鞑ブ械哪Ｊ狡ヅ洳僮鳌Ｆ渲?，模式匹配圖形界面（如圖3所示）不僅支持以拖線方式手動建立模式映射關(guān)系，而且可以顯示和查看自動向?qū)Мa(chǎn)生的匹配結(jié)果，并進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)整。數(shù)據(jù)庫模

7、式間包含兩種不同層次的匹配關(guān)系：一種是要素類與要素類之間匹配（用圖37/7個人收集整理，勿做商業(yè)用途中部第一條直線表示），另一種是屬性與屬性間的匹配（用圖3中的其他條直線表示）。圖4變化信息窗口3）變化提取功能。通過比較新版源數(shù)據(jù)和舊版目標(biāo)數(shù)據(jù)之間對應(yīng)實體的幾何圖形和屬性信息判斷其是否發(fā)生變化，并將諸如新增、消失、合并、分解、幾何變化、屬性變化等變化類型的實體及其相關(guān)信息列在如圖4所示的窗口中，以供用戶做最終的檢查、核對和篩選。4）更新集成功能。根據(jù)模式匹配映射關(guān)系以及源數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)之間的實體對應(yīng)性，可通過添加、刪除、修改等