地理栅格数据的空间数据库存储管理研究与实现

摘要

地理栅格数据是GIS中最重要数据源之一，GIS的应用和服务越来越多地依赖于栅格数据类型。传统基于文件的栅格数据存储管理方式不利于构建并发的GIS数据服务和管理海量的地理栅格数据。数据库为海量数据的管理、数据并发访问以及安全性等提供了可靠的保障，利用数据库系统存储和管理GIS中的图形及属性数据已成为研究和应用服务的热点。矢量数据模型已经得到标准规范的完善的支持并在空间数据库中实现，而栅格数据的空间数据库存储模型及操作仍有待进一步研究和规范。现有的基于空间数据库管理地理栅格数据的模式大多是通过在客户端为关系型数据库提供栅格数据引擎，虽然解决了栅格数据存储的问题，但在数据管理、访问以及平台部署、移植上仍有失灵活性和简便，这对于构建以数据为核心的GIS服务尤其不利。 针对上述栅格数据存储和管理的问题，利用对象一关系型空间数据库的可扩展性，设计并定义了能够装载进空间数据库服务器进程中、通过GeoSQL进行操纵的地理栅格数据引擎，包括地理栅格数据结构和存储模型、针对该数据类型的操作，以及它和空间数据库的链接方式等，以提供完全基于空间数据库的、图形和属性数据集成的地理栅格数据管理模式，为构建高效、灵活、低成本的地理栅格数据服务提供基础。在此基础上利用Linux操作系统和P0stgreSQL数据库管理系统，在纯开源平台下实现了该模型的一个原型PostRasterEngine，以检验设计的可行性和结果。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章序言

1.1研究背景

1.2 GIS中栅格存储与应用技术综述

1.3研究内容和文章组织结构

第二章地理栅格数据

2.1栅格数据结构和特点

2.2地理栅格数据模型

2.2.1地理栅格数据要素

2.2.2地理栅格的坐标系统

2.2.3地理栅格数据的逻辑组织

2.3地理栅格数据服务和数据存储

2.4 GeoTIFF文件存储格式

第三章对象-关系空间数据库及GeoSQL

3.1空间数据模型

3.2空间聚类与索引

3.2.1磁盘存储及效率问题

3.2.2空间聚类

3.2.3空间索引结构

3.3空间查询语言GeoSQL

3.4以空间数据库取代文件系统构建GIS服务

第四章基于空间数据库和GeoSQL的地理栅格数据管理

4.1引言

4.2地理栅格数据概念模型和组织模式

4.3基于对象-关系数据库系统的数据存储设计

4.4基于分块的地理栅格数据索引

4.5基于子集和图象金字塔的数据发布

4.6地理栅格抽象数据类型定义

4.6.1地理栅格数据类型和结构

4.6.2地理栅格数据操作

第五章Linux平台基于PostgreSQL的地理栅格数据引擎实现

5.1引言

5.2 PostRaster地理栅格数据引擎的实现

5.2.1 PostRaster Engine体系结构

5.2.2 GeoRaster/RasterBlock数据类型及表达的实现

5.2.3 GeoRaster的物理存储

5.2.4从GeoTIFF中导入数据及分块存储实现

5.2.5构建数据金字塔

5.3通过PostRaster Engine在SDB中集成地理栅格数据服务

第六章结论

6.1研究成果及讨论

6.2展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间主要研究成果