摘要：目前，人類活動所涉及到的信息80%以上是與空間數據有關。隨著“數字地球”“數字城市”建設的大力進行，空間觀測技術的不斷發(fā)展，空間數據正呈幾何級數增長。如何高效、快速地組織、存儲和管理海量空間數據，滿足國內數字化生產和國家基礎地理信息產業(yè)建設的迫切需要，實現海量空間數據的存儲與管理，是地理信息系統(tǒng)（GIS）亟待解決的主要問題之一。本文主要采用OracleSpatial技術來解決這一主要問題。
　　關鍵詞：空間數據；OracleSpatial；空間數據管理；元數據
　　
　　1引言
　　1998年1月，美國副總統(tǒng)戈爾在《數字地球—認識21世紀我們這顆星球》的報告中首次提出了數字地球的概念，掀起了繼1992年信息高速公路之后的人類又一大壯舉，即建設“數字地球”的空間信息革命[1]。數字地球的核心就是空間數據。
　　2目前空間數據管理現狀
　　目前,各類空間地理數據主要以下列幾種方式進行管理[2]。
　　1）文件管理方式
　　空間地理信息數據存放在操作系統(tǒng)的目錄下,存儲簡單,管理的方法也比較簡單,給人的感覺比較直觀。數據備份煩瑣,數據共享困難。
　　2）文件管理與數據庫管理相混合
　　這種管理方式以文件管理為主,借助關系數據庫的部分特點進行檢索、查詢所有的空間地理信息數據;這些數據存放在數據庫體外的目錄下,這樣存在著文件管理方式的所有缺陷。
　　3）基于二進制大對象Blobs存儲
　　在數據庫中,全部利用1），2）數據庫進行管理，二進制大對象缺乏語義信息,同時關系數據庫無法在這些數據上支持基于內容的查詢,也不能進行比較運算,無法提供高性能的存儲和查詢。
　　如何方便、安全、可靠的將空間數據在OracleSpatial中存儲與管理，保證重要資源的有效管理，保證讓每一項應用和每一個用戶都能隨時以適當的形式獲取準確的信息，又能經濟有效地實現對越來越龐大的海量數據的存儲管理，這就是本文關注空間數據在OracleSpatial存儲問題的主要原因。
　　3空間數據基于OracleSpatial的管理實現
　　OracleSpatial是Oracle公司推出的空間數據庫組件,具備管理空間數據的能力。Oracle從9i開始對空間數據提供了較為完備的支持。OracleSpatial在9.2版本之前支持兩種管理空間數據的方法:對象-關系模型和關系模型。但在9.2版本以后只采用對象-關系模型。對象--關系模型使用一張表,表中有一個類型為MDSYS.SDO_GEOMETRY的字段,用這個字段來存儲空間實體的空間數據,表中的每一行記錄存儲一個空間實體。目前，空間數據庫逐漸傾向于采用空間數據和屬性數據一體化存儲的方式，而且選擇Oracle數據庫作為存儲空間數據和屬性數據的數據庫管理系統(tǒng)，特別是在Oracle推出Spatial之后，基于OracleSpatial的空間數據管理方式已逐漸被認同。
　　OracleSpatial主要通過元數據表、空間數據(即SDO_GEOMETRY字段)和空間索引來管理空間數據,并在此基礎上提供一系列空間查詢和空間分析函數,允許用戶進行更深層次的GIS應用開發(fā)。OracleSpatial發(fā)展了最新的空間數據和屬性數據的全關系型數據庫管理方式，利用對象—關系型數據庫來存儲和處理空間數據，實現了空間數據和屬性數據的一體化存儲，優(yōu)化了其索引機制，增加了二級過濾、緩沖區(qū)生成和疊加分析等過程。
　　OracleSpatial由以下的組件構成[3]:
　　 規(guī)定一組Spatial所支持的空間數據類型的存儲、語法和語
　　義模式，即MDSYS模式。
　　 一組空間索引機制。
　　 一組與空間分析操作、窗口查詢、連接查詢有關的操作和函數。
　　 一套管理工具。
　　OracleSpatial采用的是分層數據模型，包括元素(elements),幾何體(geometries)和層(layers)。幾何體由若干元素組成，每一層又包括若干的幾何體。
　　一個空間實體的空間信息存儲在類型為SDO_GEOMETRY的字段中。在擁有該字段的任何一個表中,必須要有另外一列或多列,用于定義這個表的主碼。下面是OracleSpatialSDO_GEOMETRY字段定義的一個例子[4][5]:
　　CREATETYPESDO_GEOMETRYASOBJECT（
　　SDO_GTYPENUMBER,
　　SDO_SRIDNUMBER,
　　SDO_POINTSDO_POINT_TYPE,
　　SDO_ELEM_INFOSDO_ELEM_INFO_ARRY,
　　SDO_ORDINATESSDO_ORDINATE_ARRAY）；
　　SDO_GEOMETRY是一個對象類型的字段,由5個屬性組成,一個空間實體的所有空間信息全部存儲在這5個屬性中。
　　SDO_GTYPE:說明該空間實體的類型,格式為dltt,其中：
　　1.d表示維數。
　　2.l表示三維線性參考系幾何實體的線性參考度量，默認值為0。
　　3. tt表示幾何實體的類型。
　　SDO_SRID:說明該空間實體所處的坐標系統(tǒng)。SDO_POINT:由X、Y、Z3個屬性組成,用于表示幾何類型為點的幾何對象。如果SDO_ELEM_INFO和SDO_ORDINATES數組為空,則SDO_POINT中的X、Y、Z為點對象的坐標值；否則,SDO_POINT的值為NULL。SDO_ELEM_INFO:定義為一個可變長的數組。用來表明如何解釋存儲在SDO_ORDINATES屬性中的坐標信息。SDO_ORDINATES:定義為一個可變長的數組,用來存儲組成空間實體邊界的點的坐標。
　　表3-1有效的SDO_GTYPE值
　　值 幾何類型 說明
　　d000 未知幾何體 Spatial忽略該幾何體
　　d001 點 幾何體包含一個點
　　d002 線串 幾何體是一條線段
　　d003 多邊形 幾何體是一個多邊形
　　d004 集合 幾何體是不同類型元素的集合
　　d005 復合點 幾何體有多個點
　　d006 復合線串 幾何體有多條線段
　　d007 復合多邊形 幾何體有多個不相交的多邊形
　　4 結束語
　　本文介紹了空間數據管理現狀及存在的諸多問題，在此基礎上，提出了基于OracleSpatial的空間數據的管理。
　　以下問題還需要進一步研究：
　　1）空間索引是空間數據管理系統(tǒng)的瓶頸之一，因此，如何設計一個快速、高效的空間索引算法是空間數據庫面臨的重要問題。
　　2)如何更好的利用Oraclespatial組件管理海量空間數據，使其更好的為空間數據挖掘服務。
　　3)如何更加方便使Oracle數據庫性能優(yōu)化與調整，數據的備份與恢復問題。
　　
　　參考文獻
　　[2]田茂義，張燕，盧秀山等.基于Java3D的三維景觀網絡發(fā)布.測繪科學，2006，31（4）
　　[3]何雄.OracleSpatial與OCI高級編程，北京：中國鐵道出版社.2006
　　[4]藩農非.基于Oraclespatial的GIS空間數據處理及應用系統(tǒng)開發(fā).計算機工程，2002，282.278-280
　　[5]胡金星，潘懋.基于Oraclespatial的WEBGIS解決方案.計算機工程與應用，2003，3184-186
　　[6]殷旭.三層C/S模式WEB數據庫的應用[J].北京機械工業(yè)學院學報，2001，1627～30