3DGIS視覺化平台架構

2022-03-22 06:05:58 字數 2592 閱讀 8188

1.1.系統描述

本專案建設的分布式3dgis平台採用了客戶/伺服器結構、物件關聯式資料庫儲存和com構件庫封裝等技術,同時採用了快取和索引技術,成功地解決了資料訪間的效率間題。可以說,系統是本著如下的思想來設計的:

完全整合的資料模型:空間資料和屬性資料都統一儲存在乙個物件關聯式資料庫中,可以保證兩種資料完全一致。

集中式的資料服務:使用者通過客戶端訪間統一的伺服器,資料完全存放在伺服器上,同時被眾多使用者訪間。

提高資料訪間的效率:通過空間索引和客戶端快取,提高資料訪間的效率,使系統對使用者是可用的。

構件化二次開發介面:通過com技術,實現完整的構件庫,提供統一的二次開發介面。

可分為服務端和客戶端兩大部分。服務端對空間資料和屬性資料提供同一的訪間和管理介面,同時提供基於sql的屬性條件查詢。客戶端負責空間查詢、空間分析、地圖顯示、地圖編輯等所有其它功能。

遵循雲計算部署方式,支援分布式3dgis平台的雲部署架構。

1.2.系統架構圖

1.3.系統組成

3dgis服務端由資料庫、伺服器和管理工具三部分組成。所有的空間資料和屬性資料都存放在資料庫中,其中空間資料以自定義的格式編碼,儲存在資料表的二進位製大物件(blob)域段中。服務端向客戶端提供了對圖層、地圖、顯示配置、圖例庫等物件的建立、刪除、獲取、更新、列舉等操作。管理工具被用來初始化資料庫,檢查並修復資料庫的狀態和管理使用者許可權。

通過對空間資料建立層次網格索引,伺服器可以快速的從海量資料中找出指定空間範圍內的實體資料。因此,客戶端不必每次都請求獲取整個圖層的實體資料,它可以每次請求當前所關心區域的實體資料。伺服器對客戶端的操作請求按原子事務處理,一次更新請求或者完全成功,或者對資料庫中的資料無任何影響。利用資料庫系統的許可權管理機制,伺服器可以限制不同使用者對圖層的訪間許可權,只有被授權的使用者才能訪間圖層資料。

客戶端包括快取、物件庫、構件庫、應用工具集和應用系統。物件庫是客戶端的核心,它封裝了與伺服器之間通訊的實現,實現了客戶端的資料管理和快取管理,提供了空間查詢、空間分析、地圖顯示、地圖編輯、資料訪間等多種功能。客戶端利用快取把從伺服器獲取來的資料較長時間的傈留在本地,以避免在資料訪間時需要再次從伺服器獲取相同的資料。

構件庫提供了多組構件物件,包括資料訪間物件、地圖顯示物件、空間分析物件、空間幾何物件和應用工具物件等。構件庫是物件庫的構件化封裝。應用工具集和應用系統都是基於構件庫開發的。應用工具集中包括地圖編輯器、圖例庫製作工具、資料管理工具、系統和快取配置工具等。

客戶端和伺服器之間通過tcp協議通訊。客戶端通過(資料來源名,使用者名稱,口令)登入到指定的主機伺服器,伺服器為每乙個特定的連線分配~個socket埠號和乙個時間戳。客戶端在向伺服器發出各種請求時,根據連線埠建立乙個tcp連線,通過時間戳檢驗連線的有效性,與伺服器交換資料,最後斷開連線。

1.4.主要研究內容和關鍵技術

通過對分布式3d地理資訊系統進行研究,提出了自己的理論、技術和相對完整的分布式地理資訊系統體系結構。研究的重點是**基於網路的分布式地理資訊服務的方法,構造乙個分布式地理資訊系統服務模型,這不僅為了解決gis的資料共享,更著重於解決深層次的gis處理功能服務間題。

1、通過對分布式地理資訊的分析,提出地理空間資訊的數掘模型。另外,對幾何物件和空間參考系統方面進行**。

2、分布式地理資訊的快速導航一直是分布式gis研究的重點。我們在空間元資料標準的基礎上,構造乙個基於網路的分層空間元資料庫框架,並將gml標準運用到地理空間元資料中來。

3)我們把gis互操作分成三類,即資料互操作(技術互操作)、處理功能互操作(服務互操作)和語義互操作。在分析gis互操作的基礎上,提出gis資料和gis處理功能互操作的模型結構。

4、通過分析分布式地理資訊服務,指出地理資訊服務多以服務鏈的形式存在,提出並闡述三種dgis服務鏈——使用者自定義服務鏈、靜態服務鏈和工作流管理服務鏈。

5、在分布式地理資訊服務模型裡面,分布式元件註冊服務是乙個比較重要的部分,本專案將構建乙個分和式元件的註冊服務模型。

6.研究了3dgis中的長事務併發控制

a.提出了在3dgis服務中提供多策略併發控制機制;

b.總結出了資料訪間中的四種版本一致性原則。

7.研究了海量空間資料索引結構

a.總結出三種有代表性的索引結構r*樹、pk樹和hilbertr樹:

b.總結出在查詢效率上,pk樹效率最高,hilbert r樹次之,r*樹最差,但pk樹儲存效率低;

c.提出了平衡pk樹,進一步提高了pk樹的查詢效率;

d.提出了廣義pk樹的概念,推廣了pk樹的應用:

e.提出了利用hilbert碼區間減少hilbertr樹結點間的重疊區域;

f.提出了啟發式hilbert r樹演算法,提高hilbert r樹的查詢效率和對資料分布的適應性。

技術材料來自:臻圖資訊。

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