空间地理数据剖分网络协议研究.pdf

1、随着地理信息系统应用领域的不断深入、技术手段和应用需求的不断发展,要求地理信息系统从局部应用向全球化、纵深化发展。地理信息系统科学的发展呈现出处理信息量大、实时性强、分布性广、处理数据粒度细等特点,迫切需要一种新的空间信息处理方案,以及全新的数字地球平台,以适应新的应用需求。这种新的方案要求能够进行区域大小灵活可变、编目统一、索引高效和拼接方便地进行空间海量信息的存储、调度和分发处理。这就是本文研究的GeoIP协议。
　　 Ge

2、oIP协议需要解决以下问题:新型地球剖分模型的建立、剖分面片信息数据的全球统一编码、剖分数据的统一存储调度、GeoIP协议架构模型的建立。突破传统的分幅、分带和分景地理信息处理模式,突出全新的统一动态多尺度多级别多权限存储机制,能对剖分面片进行编码、调度、存储、分发与传输控制。
　　 目前剖分模型各有优势但在表达地理空间信息方面都存在不足之处。根据科学性、层次性、实用性、通用性、稳定性等原则对经纬度剖分模型进行了改善,采用层级式

3、剖分,以经纬度为参照系进行网格剖分,模型简单。根据剖分模型,提出了一种基于剖分面片的域式编码方法SPDE(Subdivision Patch DomainEncoding Method)。该方法不仅考虑面片自身的剖分层次,而且将空间信息的时间、存储地址、存储模式、优先级别等属性列入编码范畴,支持“空间为基准、时间为属性”的空时标识体系,有效实现了剖分面片的全球唯一性编码标识。SPDE方法能全息表达空间信息,通过编码技术和方法从已有的剖分

4、信息中分析出实体的全部信息内容,根据上层剖分面片信息可以推断下层剖分面片信息。SPDE方法为支持全球的、多分辨率的、多尺度变换的、开放的层次性空间信息表达奠定基础。
　　 在SPDE编码基础上,提出了一种基于剖分面片存储、路由的多地址映射合成方法MAMI(Multi-address Mapping Integration Method)。SPDE将地物地址、存储地址和编码地址有机合成,根据地址映射关系,可将某一地理位置的剖分面片

5、静态地分配到预设集群存储服务器,实现“位置即编码,编码即存储”,即根据地物位置确定编码,根据编码决定存储位置。
　　 借鉴计算机网络处理方法,建立了一种基于SPDE和MAMI的GeoIP空间海量信息网络处理架构模型——空间数据网络处理模型SDND(Spatial DataNetwork Dealing Model)。SDND模型采用分层原则,根据功能包括高速宽带链路接口层、GeoIP面片路由寻址层、剖分面片UDT可靠传输层和基于

6、G/S模式的剖分面片信息表达应用层等四个层次。高速宽带链路层主要实现高可靠性的透明传输;GeoIP面片路由寻址层采用以静态路由为主、动态路由为辅的路由算法,实现“存储即位置,位置即路由”;剖分面片UDT可靠传输层主要完成从源端机到目的机的可靠、经济数据传输;剖分面片信息应用层采用面向G/S模式的数据分散、信息汇聚、服务聚合方法DDICSP,实现了对复杂空间数据的综合生动显示,降低了空间数据网络访问对服务器端的计算复杂度。
　　

7、论文的主要研究成果和创新点如下:
　　 1.提出了一种基于剖分面片的的域式编码方法SPDE(Subdivision PatchDomain Encoding Method)。在对传统的经纬度地球剖分模型改进的基础上,提出了基于剖分面片的域式编码方法。该编码不仅考虑面片自身的剖分层次,而且将空间信息的时间、存储地址、存储模式、优先级别等属性列入编码范畴,有效实现了剖分面片的全球唯一性编码标识(GUID:Global Uloique

8、 Identification),从而为支持全球的、多分辨率的、多尺度变换的、开放的层次性空间信息表达奠定基础。
　　 2.提出了一种基于剖分面片存储、路由的多地址映射合成方法MAMI(Multi-Address Mapping Integration Method)。通过MAMI方法将空间地址(空间位置)、存储地址、实物编码地址联系在一起,实现了“存储即位置、位置即路由“SLLR(Storage is Location& Lo

9、cation is Routing)。在SPDE基础上,提出了剖分面片静态定位集群存储处理方案,将某一地理位置的剖分面片静态地分配到预设的集群存储服务器,实现了根据实物位置定位存储空间数据信息。在网络路由方面实现了存储服务器和剖分面片之间的映射关系,即根据编码确定位置,根据位置确定存储,根据存储确定路由,进而简化了空间信息数据网络传输的复杂路由。
　　 3.建立了一种基于SPDE和MAMI的GeoIP(Geographic In

10、ternet Protocol)架构模型——空间数据网络处理模型SDND(Spatial Data Network DealingModel)。在SPDE和MAMI的基础上,借鉴TCP/IP协议,提出了包含高速宽带链路层、GeoIP面片路由层、UDT可靠面片传输层以及面向G/S模式的信息表达应用层的GeoIP空间数据信息网络处理架构模型。在该模型上采用数据分散、信息汇聚、服务聚合的方法DDICSA(Data Decentralizati