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GML空间数据存储研究

2020-12-07阅读(270)

GML空间数据存储研究

论文摘要

目前,随着GIS的发展和广泛应用,出现了许多GIS软件,同时也积累了大量的空间数据。然而由于GIS数据模型的差异,导致了不同GIS软件相互无法利用对方的空间数据,形成了一个个的“信息孤岛”;同时随着Internet等其他技术的发展,不同行业、不同部门之间的空间数据要实现共享变得非常迫切。为了解决这些问题,OGC推出地理标记(Geography Markup Language,GML)实施规范。目前,GML已经成为事实上的空间数据编码、传输、存储、发布的国际标准。GML的起步虽然很晚,但它的发展势头很快,随着互联网技术的不断发展及网络GIS的广泛应用,GML格式的空间数据大量涌现,其管理也就成了当务之急。如何有效地存储管理GML空间数据?如何有效地对GML空间数据进行查询检索?等等问题都有待进一步研究。本文主要做了以下研究内容如下:(1)详细阐述了GML/XML的数据模型,包括:要素模式、几何模式、坐标参考系统模式、拓扑模式、时态模式、Coverage模式、GML应用模式。对GML核心数据模式及其建模机制进行了深入分析,从要素(集)、类型的定义、几何类型的定义、复杂要素的建模、几何数据与拓扑数据的组织方式等方面阐述了GML空间数据应用模式建模的规则和方法。(2)详细阐述了当前XML的数据存储管理方式,然后结合XML存储技术提出了本原GML空间数据库的概念、本原GML空间数据库的存储模型、本原GML空间数据库的存储粒度及GML空间数据库系统框架,分析了本原GML空间数据库的主要功能模块。(3)详细剖析了Hibernate结构体系及其核心组件和SQL Server 2008相关内容。(4)针对GML空间数据,对在SQL Sever 2008里存储GML空间数据的两种存储方式(结构化存储,非结构化存储)的存储与查询效率进行比较研究。(5)详细阐述了当前GML查询语言存在的问题,然后结合XML查询语言技术和GML空间数据查询语言特征,提出了基于面向对象的GML空间数据的查询机制,把面向对象的特征引入到GML中,用以提高GML语言的建模能力。通过对HQL进行了扩展,设计了基于面向对象的GML查询语言(GMLOQL),包括GML空间数据类型和空间操作功能。介绍了面向对象的GML查询语言的工作流程以及面向对象的GML查询语言如何设计。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 论文研究的目的和意义
  • 1.2 论文综述及国内外同类研究的发展研究概况
  • 1.3 GML 存储存在的问题
  • 1.3.1 现有GIS 数据模型存在的问题
  • 1.3.2 传统关系模型存在的问题
  • 1.3.3 XML 数据库存在的问题
  • 1.4 课题来源
  • 1.5 本论文的创新之处
  • 1.6 论文总体结构
  • 第二章GML 与GML 数据模型
  • 2.1 OGC 互操作规范简介
  • 2.2 GML 技术
  • 2.2.1 GML 语言概述
  • 2.2.2 GML 空间数据的特点
  • 2.2.3 GML 语言的发展过程
  • 2.2.4 GML 3.1 版本的框架
  • 2.3 GML 数据模型
  • 2.3.1 GML 模式—要素模式（Feature Schema）
  • 2.3.2 GML 模式—几何模式（Geometry Schema）
  • 2.3.3 GML 模式—坐标参考系统模式（Coordinate Reference System Schema）
  • 2.3.4 GML 模式—拓扑模式（Topology Schema）
  • 2.3.5 GML 模式—时态模式（Temporal Schema）
  • 2.3.6 GML 模式—Coverage 模式（Coverage Schema）
  • 2.3.7 GML 应用模式（Application Schema）
  • 2.4 GML 应用模式的建模规则
  • 2.4.1 模式的引用
  • 2.4.2 要素（集）的定义及元素声明
  • 2.4.3 几何类型定义
  • 2.4.4 复杂要素建模
  • 2.4.5 空间信息的组织
  • 2.5 GML 的发展前景
  • 第三章 GML 空间数据存储模型的研究
  • 3.1 现有XML 数据存储管理方式
  • 3.1.1 目录服务器方式
  • 3.1.2 文本文件方式
  • 3.1.3 传统关系数据库方式
  • 3.1.3.1 大对象存储方式
  • 3.1.3.2 通用模式映射方式
  • 3.1.3.3 基于 XML 模式或 DTD 的映射
  • 3.1.4 面向对象数据库方式
  • 3.1.5 本原XML 数据库（Native XML Database ,NXD）方式
  • 3.1.5.1 本原XML 数据库的基本概念
  • 3.1.5.2 本原XML 数据库的特性
  • 3.1.5.3 本原XML 数据库的分类
  • 3.1.5.4 本原XML 数据库的存储策略
  • 3.2 本原GML 空间数据库
  • 3.2.1 空间数据库的基本概念
  • 3.2.2 本原GML 空间数据库的概念
  • 3.2.3 GML 空间数据库系统架构
  • 3.2.4 GML 空间数据库的主要功能模块
  • 3.3 GML 空间数据库存储模型
  • 3.3.1 GML 空间数据存储逻辑模型
  • 3.3.2 GML 空间数据存储的物理模型
  • 3.3.3 GML 空间数据存储的结构模型
  • 3.4 GML 空间数据的存储粒度
  • 第四章 GML 空间数据映射存储的实现
  • 4.1 SQL Server 2008 数据库剖析
  • 4.1.1 SQL Server 2008 系统数据库
  • 4.2 在 SQL Server 中存储 XML 数据的理由
  • 4.3 XML 数据类型
  • 4.4 索引XML 内容
  • 4.4.1 主 XML 索引
  • 4.4.2 辅助XML 索引
  • 4.4.3 全文索引
  • 4.5 SQL SERVER 2008 中的 XML 存储机制
  • 4.6 在GML 和关系存储之间映射（结构化存储数据）
  • 4.6.1 Hibernate 技术
  • 4.6.1.1 Hibernate 概述
  • 4.6.1.2 Hibernate 结构体系及其核心组件
  • 4.6.1.3 Hibernate 运行过程
  • 4.6.2 映射
  • 4.6.3 GML 空间数据存储流程
  • 4.6.4 GML 空间数据存储的实现
  • 4.7 基于SQLSERVER2008 原生GML 数据存储（非结构化存储）
  • 4.8 实验和结果
  • 4.8.1 GML 数据两种存储方式的性能比较
  • 4.8.2 GML 数据查询效率比较
  • 第五章 面向对象的GML 空间数据查询语言的设计与分析
  • 5.1 概述
  • 5.2 GML 查询存在的问题
  • 5.2.1 传统GIS 查询存在的问题
  • 5.2.2 传统的SQL 不适合XML/GML 查询
  • 5.2.3 XML 查询语言存在的问题
  • 5.3 扩展HQL 的面向对象GML 查询语言（GMLOQL）
  • 5.3.1 选择扩展HQL 的原因
  • 5.3.2 面向对象的GML 查询语言应具备的功能
  • 5.3.3 面向对象的GML 查询语言的查询模式
  • 5.3.4 扩展HQL 语言支持GML 空间数据的空间操作
  • 5.3.4.1 面向对象的GML 数据查询的分类
  • 5.3.4.2 GML 查询语言的空间操作
  • 5.3.5 空间运算
  • 5.4 面向对象的GML 空间数据查询系统流程
  • 5.5 面向对象GML 查询语言的设计
  • 5.5.1 GML 空间数据存储的开发
  • 5.5.2 GML/XML 解析器的开发
  • 5.5.3 HQL 引擎的空间扩展
  • 5.5.4 GML 空间数据索引的建立
  • 5.5.5 查询结果的可视化
  • 5.5.6 查询解析器的开发
  • 5.5.7 扩展GML Schema 解析器的开发
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 本论文的总结
  • 6.2 关于未来研究的展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历
  • 论文发表
  • 研究成果

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