基于语义国土资源异构空间数据转换模型研究与实践
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摘要
本文首先从异构空间数据共享相关理论研究着手,在对国内、国外关于异构空间数据共享理论、技术、方法研究的基础上,对GIS数据语义共享进行了详细地介绍。认为只有基于语义层次的异构空间数据共享才能使真正意义的空间信息共享得以实现。进而对基于语义异构空间数据转换模型进行了深入地研究,从模型的定义、原理、组织构成进行了详细地阐述。为了使模型研究满足于实际应用的需要,对模型物理实现的技术路线做了进一步的探讨。最后通过江苏省国土资源信息化示范项目——《国土资源空间/非空间数据一体化管理技术及信息化管理》的研究课题——江苏省国土资源异构空间数据模型研究及空间数据转换平台软件开发项目为例,对模型进一步的实际应用进行了实践。本论文研究的主要内容有:
1、对空间信息共享的几种方式进行比较,认为基于语义的空间数据共享是当前空间信息共享的主流方式。
2、GIS数据语义进行研究。明确地理信息共享得以实现的层次机构。
3、多源空间数据的研究。对当前主流GIS平台、辅助制图平台以及数据库管理信息系统的数据格式、逻辑组织方式进行了研究。
4、对基于语义异构空间数据转换模型进行研究,提出在空间数据转换时,各种空间数据模型之间的冲突可以通过语义信息的继承和扩展来解决和代替。
5、对模型实现的技术路线进行进一步的探讨。针对以模型为依托的空间数据转换引擎的结构进行设计以及应用设计。
6、江苏省国土资源异构空间数据转换平台的构建。在对江苏省国土部门的国土空间数据现有情况进行综合分析的基础上。采用加拿大Safe Software公司的FME提供的COM组件接口(FME objects)进行构件式开发,从而构建针对江苏省国土部门量体裁衣的新一代空间数据转换共享平台软件。
7、研究在平台建设过程中必然处理的诸如:数据逻辑模型映射、模型控制转换、语义控制转换(语义定制、数据风格处理)等
This thesis is from the relevant theoretical research about the sharing of multi-source spatial data to set about at first. Through the study about multi-source spatial data share theory, technology and method, have introduced in detail to GIS data semantic share. Draw the conclusion, it is only based on semantic level to implement spatial data share of multi-source make real spatial information sharing of meaning can be realized. And then carry on deep research to Multi-source Spatial Data Translation Model in semantic level and explain in detail to the definition, principle, organization of the model. In order to satisfy the modal study with the need of practical application, have done the further discussion in technological route realized to physics of the model. At last, take spatial data transform platform software development project, that is subject of the land and resource information-based demonstration project--"Land and Resource spatial /non-spatial data administrative skill and the integrative information manage "—in Jiangsu Province, as an example, have carried on further practice to the practical application of the model.Main content this thesis studies is:1. Trough comparison of several ways of the spatial information sharing, we concluded that spatial data share based on semantic level is the major way of spatial information sharing.2. Trough the semantic research of GIS data, we defined the level mechanism that the geographical information sharing can be realized.3. The research of multi-source spatial data. We carry on research to the data format and the way of logic organization in present major GIS platform, auxiliary platform and the DBMS.4. Trough the research of multi-source spatial data translation model based on semantic level, we proposed a view that when the spatial data are transformed, the conflict between various kinds of spatial data models can be solved and replaced through semantic information's inherit and expansion.5. Trough design and further use designing of transform engine of spatial data taking model as backing. We taking further research of Technological route that the model realizes.6. On the basis of analysis synthetically of the existing situation of information data to land and resource department in JiangSu province, we carry on component development to construct Jiangsu Province land and resource multi-source spatial data sharing platform—new generation spatial data transform platform to land and resource department with COM package interface~FME objects-that FME (Safe Software of Canada Company) offers.7. Necessity must be proceeded while the platform is built such as, mapping of spatial data logic model, translation under modal control, translation with semantic control, etc.
1、对空间信息共享的几种方式进行比较,认为基于语义的空间数据共享是当前空间信息共享的主流方式。
2、GIS数据语义进行研究。明确地理信息共享得以实现的层次机构。
3、多源空间数据的研究。对当前主流GIS平台、辅助制图平台以及数据库管理信息系统的数据格式、逻辑组织方式进行了研究。
4、对基于语义异构空间数据转换模型进行研究,提出在空间数据转换时,各种空间数据模型之间的冲突可以通过语义信息的继承和扩展来解决和代替。
5、对模型实现的技术路线进行进一步的探讨。针对以模型为依托的空间数据转换引擎的结构进行设计以及应用设计。
6、江苏省国土资源异构空间数据转换平台的构建。在对江苏省国土部门的国土空间数据现有情况进行综合分析的基础上。采用加拿大Safe Software公司的FME提供的COM组件接口(FME objects)进行构件式开发,从而构建针对江苏省国土部门量体裁衣的新一代空间数据转换共享平台软件。
7、研究在平台建设过程中必然处理的诸如:数据逻辑模型映射、模型控制转换、语义控制转换(语义定制、数据风格处理)等
This thesis is from the relevant theoretical research about the sharing of multi-source spatial data to set about at first. Through the study about multi-source spatial data share theory, technology and method, have introduced in detail to GIS data semantic share. Draw the conclusion, it is only based on semantic level to implement spatial data share of multi-source make real spatial information sharing of meaning can be realized. And then carry on deep research to Multi-source Spatial Data Translation Model in semantic level and explain in detail to the definition, principle, organization of the model. In order to satisfy the modal study with the need of practical application, have done the further discussion in technological route realized to physics of the model. At last, take spatial data transform platform software development project, that is subject of the land and resource information-based demonstration project--"Land and Resource spatial /non-spatial data administrative skill and the integrative information manage "—in Jiangsu Province, as an example, have carried on further practice to the practical application of the model.Main content this thesis studies is:1. Trough comparison of several ways of the spatial information sharing, we concluded that spatial data share based on semantic level is the major way of spatial information sharing.2. Trough the semantic research of GIS data, we defined the level mechanism that the geographical information sharing can be realized.3. The research of multi-source spatial data. We carry on research to the data format and the way of logic organization in present major GIS platform, auxiliary platform and the DBMS.4. Trough the research of multi-source spatial data translation model based on semantic level, we proposed a view that when the spatial data are transformed, the conflict between various kinds of spatial data models can be solved and replaced through semantic information's inherit and expansion.5. Trough design and further use designing of transform engine of spatial data taking model as backing. We taking further research of Technological route that the model realizes.6. On the basis of analysis synthetically of the existing situation of information data to land and resource department in JiangSu province, we carry on component development to construct Jiangsu Province land and resource multi-source spatial data sharing platform—new generation spatial data transform platform to land and resource department with COM package interface~FME objects-that FME (Safe Software of Canada Company) offers.7. Necessity must be proceeded while the platform is built such as, mapping of spatial data logic model, translation under modal control, translation with semantic control, etc.
引文
[1] 黄裕霞,陈常松,何建邦GIS互操作及其体系结构 《地理研究》第19卷第1期2000年3月P86～P88
[2] 易善桢,李琦,承继成 空间信息的共享与互操作《测绘通报》2000年 第8期 P15
[3] 马照亭 潘懋 林晨 屈红刚 多源空间数据的共享与集成模式研究《计算机工程与应用》2002.24 P31～P34
[4] 李红王月 张献洲 李永树 常用GIS数据转换方式的比较研究《铁路航测》2003年第1期p8
[5] 黄裕霞、FrankHoffmann、陈常松、何建邦 GIS互操作的实现途径评述《地理研究》第18卷 第1期1999年3月P105
[6] 陈常松、何建邦 地理信息共享中标准与技术问题的一般性评论及其需求 《遥感技术与应用》第13卷第2期1998年6月P37～P39
[7] 易善桢,李琦,承继成 互操作GIS模型及其在空间信息基础设施体系结构中的实现途径《中国图象图形学报》第4卷(A版)第11期1999年11月P991
[8] 陈常松 张传霞 地理信息共享、地理数据标准化及地理信息的GIS描述《遥感技术与应用》第12卷第1期1997年3月P35
[9] 周卫Arc/Info的新型数据模型Geodatabase及其操作 《计算机与地图》 P21～P22
[10] 周勇前、陈军 AutoCAD与ARC/INFO的数据转换 《测绘通报》1995年第3期 P20～P21
[11] 陈常松 张传霞 GIS语义共享的实质及其实现途径 《测绘科学》2000年第25卷第1期 p29
[12] AutoCAD 2002 DXF参考 Autodesk公司2002出版
[13] 唐林燕 GeoDB的空间数据引擎 《计算机工程》第29卷 第13期 P183、P185
[14] 钟耳顺 王康弘 宋关福 吴秋华 GIS多源数据集成模式评述《99′中国GIS年会论文集》,深圳,1999.8
[15] 王青山 王家耀 GIS数据模型研究与实践《解放军测绘学院学报》第15卷第4期1998年12月 P296
[16] 黄裕霞、柯正谊、何建邦、田国良 基于元数据调解器的GIS语义互操作 《中国图象图形学报》第7卷(A版)第8期2002年8月P852～P853
[17] 地理信息共享的理论与政策研究 陈常松著 科学出版社出版 2003年第一版
[18] 陈爱军、李琦、徐光祜GeoML——基于XML的地理空间信息共享与互操作语言 《北京大学学报》(自然科学版),第38卷,第4期,2002年7月P550～P551
[19] 陈常松、何建邦 面向数据共享目的的GIS语义数据模型《中国图象图形学报》第4卷(A版)第1期1999年1月P13
[20] 董鹏,张锦 特征GIS空间数据模型的语义和应用 《太原理工大学学报》第31卷第3期2000年5月P246
[21] 王卉 一种解决GIS多源数据无缝集成的方法 《测绘工程》第12卷2期2003年6月P11～P12
[22] 韩立新 浅论地理信息系统多源空间数据无缝集成技术 《昭乌达蒙族师专学报》(汉文哲学社会科学版)第24卷、第6期
[23] 陈常松 面向数据共享的GIS语义表达理论的初步研究《测绘学报》第一期[博士论文摘要]P93
[24] 高勇,秦适,王晓明空间数据访问中间件技术《地理信息世界》第02卷第4期2004年8月P45
[25] 任海军1,李见为,文俊浩,刘华东,杜长东 基于Oracle Spatial空间数据共享系统设计《重庆大学学报》第26卷第6期2003年6月P22
[26] 周海平 雷昕 基于FME的多元空间数据共享方式探讨 来源:(珠海规划国土信息中心)
[27] 简兴祥,王绪本,杨利容 基于MIF文件的GIS应用程序的开发《电脑与信息技术》2003年第1期P49～P50
[28] 刘鹏,冯学兵,杨小立Arc/Info数据格式(Coverage)转换到MapInfo数据格式(Tab)的工艺设计与编程实现·北京测绘·2002年第1期 P11～P12
[29] 吕妙儿,黄杏元 GIS互操作初探 《计算机应用研究》2000年第1期P37～P38
[30] 杨正华 城市GIS空间数据共享初探 《测绘通报》2003年 第5期 P55～P57
[31] 聂运菊,赵吉先,邹莉 城市基础地理信息多源空间数据集成模式的探讨 《北京测绘》2003年第1期P13
[32] 空间数据转换平台 FME Suite简介 北京世纪安图数码科技发展有限责任公司 加拿大Safe Software Inc FME中国总代理
[33] 何建邦,柯正谊,吴平生,陈常松,黄裕霞,胡志勇,李新通,毛锋,张晓东,曹彦荣,程晓凌国家地理信息共享政策框架意见《资源科学》23卷第1期2001年1月
[34] 刘雪凯,孙在宏,吴长彬MapInfo空间数据在Oracle数据库中无损存储的方法研究 《南京师范大学学报》工程技术版P52
[35] 刘雪凯,孙在宏,吴长彬MapInfo与Arcinfo之间异构空间数据转换模型的开发与设计 《地矿测绘》p4～P7
[36] 《国土资源异构空间数据转换共享模型研究与软件开发技术方案》南京国图信息工程有限责任公司二○○三年十二月
[37] 《国土资源异构平台空间数据转换模型研究与软件开发项目总结报告》单位:江苏省国土资源信息中心 南京国图信息工程有限责任公司 二○○四年七月
[38] 《江苏省国十资源省级数据中心建设案》江苏省国土资源信息中心 2003年7月18日
[39] 《国土资源空间/非空间数据一体化管理技术及信息化管理示范项目设计》江苏省国土资源信息中心二○○二年六月
[40] 地理信息系统软件工程的原理与方法》 毕硕本、王桥、徐秀华等编著 科学出版社
[41] ESRI Shapefile Technical Description An ESRI White Paper—July 1998
[42] Modeling Our World Environmental Systems Research Institute, Inc.
[43] Ontologies for Intelligent Search and Semantic Translation in Spatial Data InfrastructuresL. Bernard2, U. Einspanier2, S. Haubrockl, S. Hubner3, W. Kuhn2, R. Lessing1, M.Lutz2, U.Visser3
[44] Heiner Stuckenschmidt, Ubbo Visser Center for Computing Technologies University of Bremen E-mail: fheiner, visserg@tzi.de
[45] Semantic Translation Based on Approximate Re-Classication
[46] Feature Manipulation Engine (FME(?))User Manual E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[47] Feature Manipulation Engine (FME(?)) Readers and Writers E-mail: info@safe.com·Web:www.safe.com
[48] Feature Manipulation Engine (FME(?)) Functions, Factories and Transformers E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[49] Feature Manipulation Engine (FME(?)) Foundation E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[50] "Break through spatial data translation obstacles" By Bob Lazar, technical development specialist, Rand McNally, 8255 N. Central Park, Skokie, IL 60076;
[51] FME Object Application Developer's Guide E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[52] website: www.seri.com, www.safe.com
[2] 易善桢,李琦,承继成 空间信息的共享与互操作《测绘通报》2000年 第8期 P15
[3] 马照亭 潘懋 林晨 屈红刚 多源空间数据的共享与集成模式研究《计算机工程与应用》2002.24 P31～P34
[4] 李红王月 张献洲 李永树 常用GIS数据转换方式的比较研究《铁路航测》2003年第1期p8
[5] 黄裕霞、FrankHoffmann、陈常松、何建邦 GIS互操作的实现途径评述《地理研究》第18卷 第1期1999年3月P105
[6] 陈常松、何建邦 地理信息共享中标准与技术问题的一般性评论及其需求 《遥感技术与应用》第13卷第2期1998年6月P37～P39
[7] 易善桢,李琦,承继成 互操作GIS模型及其在空间信息基础设施体系结构中的实现途径《中国图象图形学报》第4卷(A版)第11期1999年11月P991
[8] 陈常松 张传霞 地理信息共享、地理数据标准化及地理信息的GIS描述《遥感技术与应用》第12卷第1期1997年3月P35
[9] 周卫Arc/Info的新型数据模型Geodatabase及其操作 《计算机与地图》 P21～P22
[10] 周勇前、陈军 AutoCAD与ARC/INFO的数据转换 《测绘通报》1995年第3期 P20～P21
[11] 陈常松 张传霞 GIS语义共享的实质及其实现途径 《测绘科学》2000年第25卷第1期 p29
[12] AutoCAD 2002 DXF参考 Autodesk公司2002出版
[13] 唐林燕 GeoDB的空间数据引擎 《计算机工程》第29卷 第13期 P183、P185
[14] 钟耳顺 王康弘 宋关福 吴秋华 GIS多源数据集成模式评述《99′中国GIS年会论文集》,深圳,1999.8
[15] 王青山 王家耀 GIS数据模型研究与实践《解放军测绘学院学报》第15卷第4期1998年12月 P296
[16] 黄裕霞、柯正谊、何建邦、田国良 基于元数据调解器的GIS语义互操作 《中国图象图形学报》第7卷(A版)第8期2002年8月P852～P853
[17] 地理信息共享的理论与政策研究 陈常松著 科学出版社出版 2003年第一版
[18] 陈爱军、李琦、徐光祜GeoML——基于XML的地理空间信息共享与互操作语言 《北京大学学报》(自然科学版),第38卷,第4期,2002年7月P550～P551
[19] 陈常松、何建邦 面向数据共享目的的GIS语义数据模型《中国图象图形学报》第4卷(A版)第1期1999年1月P13
[20] 董鹏,张锦 特征GIS空间数据模型的语义和应用 《太原理工大学学报》第31卷第3期2000年5月P246
[21] 王卉 一种解决GIS多源数据无缝集成的方法 《测绘工程》第12卷2期2003年6月P11～P12
[22] 韩立新 浅论地理信息系统多源空间数据无缝集成技术 《昭乌达蒙族师专学报》(汉文哲学社会科学版)第24卷、第6期
[23] 陈常松 面向数据共享的GIS语义表达理论的初步研究《测绘学报》第一期[博士论文摘要]P93
[24] 高勇,秦适,王晓明空间数据访问中间件技术《地理信息世界》第02卷第4期2004年8月P45
[25] 任海军1,李见为,文俊浩,刘华东,杜长东 基于Oracle Spatial空间数据共享系统设计《重庆大学学报》第26卷第6期2003年6月P22
[26] 周海平 雷昕 基于FME的多元空间数据共享方式探讨 来源:(珠海规划国土信息中心)
[27] 简兴祥,王绪本,杨利容 基于MIF文件的GIS应用程序的开发《电脑与信息技术》2003年第1期P49～P50
[28] 刘鹏,冯学兵,杨小立Arc/Info数据格式(Coverage)转换到MapInfo数据格式(Tab)的工艺设计与编程实现·北京测绘·2002年第1期 P11～P12
[29] 吕妙儿,黄杏元 GIS互操作初探 《计算机应用研究》2000年第1期P37～P38
[30] 杨正华 城市GIS空间数据共享初探 《测绘通报》2003年 第5期 P55～P57
[31] 聂运菊,赵吉先,邹莉 城市基础地理信息多源空间数据集成模式的探讨 《北京测绘》2003年第1期P13
[32] 空间数据转换平台 FME Suite简介 北京世纪安图数码科技发展有限责任公司 加拿大Safe Software Inc FME中国总代理
[33] 何建邦,柯正谊,吴平生,陈常松,黄裕霞,胡志勇,李新通,毛锋,张晓东,曹彦荣,程晓凌国家地理信息共享政策框架意见《资源科学》23卷第1期2001年1月
[34] 刘雪凯,孙在宏,吴长彬MapInfo空间数据在Oracle数据库中无损存储的方法研究 《南京师范大学学报》工程技术版P52
[35] 刘雪凯,孙在宏,吴长彬MapInfo与Arcinfo之间异构空间数据转换模型的开发与设计 《地矿测绘》p4～P7
[36] 《国土资源异构空间数据转换共享模型研究与软件开发技术方案》南京国图信息工程有限责任公司二○○三年十二月
[37] 《国土资源异构平台空间数据转换模型研究与软件开发项目总结报告》单位:江苏省国土资源信息中心 南京国图信息工程有限责任公司 二○○四年七月
[38] 《江苏省国十资源省级数据中心建设案》江苏省国土资源信息中心 2003年7月18日
[39] 《国土资源空间/非空间数据一体化管理技术及信息化管理示范项目设计》江苏省国土资源信息中心二○○二年六月
[40] 地理信息系统软件工程的原理与方法》 毕硕本、王桥、徐秀华等编著 科学出版社
[41] ESRI Shapefile Technical Description An ESRI White Paper—July 1998
[42] Modeling Our World Environmental Systems Research Institute, Inc.
[43] Ontologies for Intelligent Search and Semantic Translation in Spatial Data InfrastructuresL. Bernard2, U. Einspanier2, S. Haubrockl, S. Hubner3, W. Kuhn2, R. Lessing1, M.Lutz2, U.Visser3
[44] Heiner Stuckenschmidt, Ubbo Visser Center for Computing Technologies University of Bremen E-mail: fheiner, visserg@tzi.de
[45] Semantic Translation Based on Approximate Re-Classication
[46] Feature Manipulation Engine (FME(?))User Manual E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[47] Feature Manipulation Engine (FME(?)) Readers and Writers E-mail: info@safe.com·Web:www.safe.com
[48] Feature Manipulation Engine (FME(?)) Functions, Factories and Transformers E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[49] Feature Manipulation Engine (FME(?)) Foundation E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[50] "Break through spatial data translation obstacles" By Bob Lazar, technical development specialist, Rand McNally, 8255 N. Central Park, Skokie, IL 60076;
[51] FME Object Application Developer's Guide E-mail: info@safe.com·Web: www.safe.com
[52] website: www.seri.com, www.safe.com