CN108416043A - 多平台空间数据融合与同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多平台空间数据融合与同步方法，包括以下步骤：S1：建立空间数据标准模型，用于定义融合数据库中的各类空间数据存储标准，对空间数据进行分类；S2：建立融合数据映射关系，用于定义融合数据库与业务应用库中图形数据之间的联系与映射转换关系，提供异构空间数据交换与同步的存储基础；S3：监控各平台的空间数据，将变化的空间数据从各应用系统中按照所述融合数据映射关系和空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中实现同步。

Description

多平台空间数据融合与同步方法
技术领域
本发明涉及一种多平台空间数据融合与同步方法。
背景技术
煤矿井下安全生产信息化管理中涉及空间数据的大量应用，主要使用的GIS平台有AutoCAD、ArcGIS和SuperMap。由于系统建设厂商采用的空间技术不同、不同阶段对空间应用的需求不同，导致煤矿上存在同时使用多个GIS平台的情况。因为需要在多个业务中使用同一份GIS数据，但生成此数据的GIS平台使用其自有的数据格式，并且数据更新时间不固定，导致了多个平台间无法准确有效使用同一份空间数据的问题。
现有方案中，主要使用两种方法解决此问题：一是在应用软件中开发对应的跨平台数据获取功能，通过人工收集数据并导入本系统应用库，这种方法需要在应用软件中进行二次开发，多为单方向数据融合。第二种方法是对具有同一空间数据编辑功能的多个系统分别进行人工数据录入，即分别在不同的多个空间数据处理系统中录入相同的数据，以保证多个平台数据的统一性，这种方式费时费力且出现错误的风险较大。
目前煤矿跨平台空间数据的融合采取手工数据转换的操作方法，只能根据需求人为的在各GIS平台间进行空间数据格式转换。此方法适用于系统数据初始化时或只有一个空间数据生产者的系统，只能保证不同平台空间数据在初始化时的数据是对等的。一旦某个平台发生了数据变化，则这部分差异数据无法及时、实时、自动应用到其它平台中，必须通过手工方式对多个平台进行差异数据的同步处理。由此导致了数据的应用时间延迟，增加了用户的额外工作量，且人工操作极易出错，不能很好满足用户业务空间数据处理的要求。同时，由于没有可行的业务数据标准与模型，在处理各平台数据的格式转换、或因应用升级引起空间数据模型变化时，对数据的处理转换修改、调校、验证所带来的额外工作更多，在涉及的GIS平台越多时，工作量呈指数级增长。
发明内容
本发明的目的是提供一种多平台空间数据融合与同步方法，以解决现有多平台空间数据融合与同步工作效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种多平台空间数据融合与同步方法，包括以下步骤：
S1：建立空间数据标准模型，用于定义融合数据库中的各类空间数据存储标准，对空间数据进行分类；
S2：建立融合数据映射关系，用于定义融合数据库中标准的与业务应用库中各异的图形数据之间的表、字段、数据类型、属性、数据内容的联系与对应转换关系，提供异构空间数据交换与同步的存储基础；
S3：监控各平台的空间数据，将变化的空间数据从各应用系统中按照所述融合数据映射关系和空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中实现同步。
进一步地，该方法还包括以下步骤：
S4：融合数据库数据写入完成后，启动融合数据库的空间数据读取服务，获取并主动推送融合数据库更新记录到各平台，使融合数据库与各平台的应用系统的数据版本和内容保持一致。
进一步地，所述步骤S3具体包括：
S31：监控各平台的空间数据变化情况，当监测到有空间数据发生变化时，执行融合数据库中定义的事件处理，读取变化的空间数据；
S32：标识发生变化的数据记录、应用库标识信息、数据记录变化时间戳；
S33：获取变化的空间数据，根据融合数据映射关系，将变化的空间数据转换为中间格式或融合数据库空间数据格式按照空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中，并记录所有所述空间数据的增加、删除、修改操作日志，包括：操作状态(成功、失败)、变化时间戳、应用数据库标识码、操作类型、保存时间、数据主体内容等信息。
进一步地，步骤S32中：
所述的发生变化的数据记录为被添加、修改或删除的整条数据记录，包括属性数据和图形数据；
所述应用库标识信息为事先定义的数据库标识号、数据库类型、数据库版本号。
进一步地，步骤S33中采用的写入规则为队列写入。
进一步地，设置应用库空间数据更新的优先级，多个应用库空间数据同时提交时，写入优先级高的空间数据。
进一步地，在将变化的所述空间数据转换写入融合库数据库前，先将数据写入临时表，再写入融合数据库中并在写入完成后清除所述临时表。
进一步地，所述融合数据库为SQL Server spatial空间数据库。
本发明的有益效果为：该方法使跨平台空间的数据能够实时的自动融合，减少人工的参与，提高了工作效率；并且，该方法还通过预设多种空间数据处理软件数据融合标准方法，并定义良好的扩展规则，形成丰富的、易于扩展的煤矿跨平台空间数据融合中心。
具体实施方式
一种多平台空间数据融合与同步方法，包括以下步骤：
S1：建立空间数据标准模型，用于定义融合数据库中的各类空间数据存储标准模型，包括空间数据类型、属性字段等内容。该模型将煤矿空间数据划分为矿井地质、生产系统、安全防护、管理保障四大类，各类下属多个中类和小类，包含多种点线面图形数据。
其中，融合数据库(简称融合库)用于存放所有煤矿安全生产业务中的图形数据，其拥有标准的、全面的数据存储模型，始终存放着最新的图形数据。所有平台的应用系统都将自己更改的空间数据同步到融合库中，同时接收融合库推送的其它应用系统更新的数据。如此，保持各应用间空间数据的一致性，保证应用库和融合库的互相独立。
其中，本申请选择SQL Server spatial空间数据库作为数据融合库，其数据存储基于OGC标准，具有良好的可读性。同时，各GIS平台对其提供了良好支持，便于数据融合。如ArcGIS平台可直接读写SQL Server spatial的空间数据格式。
S2：建立融合数据映射关系，用于定义融合数据库与业务应用库中图形数据之间的联系与映射转换关系，包含表、字段、属性、数据类型、数据值等内容，提供异构空间数据交换与同步的存储基础；
通过设置表映射关系存储表，存储应用库标识码、应用库表名、对应融合库标识码、融合库表名以及唯一的表映射关系标识码。
基于表映射关系，设置表属性字段的映射关系。一个表映射关系保存一条属性字段映射记录。映射关系以字符串形式存储在数据库中，格式为以竖线与逗号分隔的字段名称，如“应用库表属性1|融合库表属性1,应用库表属性2|融合库表属性2”。
通过对各GIS平台各图形数据类型间的映射规则进行分析，形成映射关系定义。在数据进行融合时，使用定义的映射进行数据类型转换。
ArcGIS图形与SQL Server spatial图形关系映射如下：
ArcGIS SQL Server spatial
ST_Point Point
ST_LineString LineString
ST_Polygon polygon
ST_MultiPoint multipoint
ST_MultiLineString multilinestring
ST_MultiPolygon multipolygon
SupperMap图形与SQL Server spatial图形映射规则如下：
S3：监控各平台的空间数据，将变化的空间数据从各应用系统中按照所述融合数据映射关系和空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中实现同步。
所述步骤S3具体包括：
S31：监控各平台的空间数据变化情况，当监测到有空间数据发生变化时，执行融合数据库中定义的事件处理，读取变化的空间数据；该申请利用数据库自带的触发器机制，对空间数据表添加insert，delete，update事件触发器，在数据有变化时，执行定义的事件处理，获取变化的空间数据进行处理。
S32：标识发生变化的数据记录、应用库标识信息、数据记录变化时间戳。
具体地，上述发生变化的数据记录指被添加、修改或删除的整条数据记录，包括属性数据和图形数据。应用库标识信息指事先定义的数据库标识号、数据库类型、数据库版本号等内容。其中，数据库标识号为五位编码的字符串：1位字母数据库类型编码+2位GIS平台编号+2位应用库序号(如下表所示)。数据记录变化时间戳是一个字符序列，唯一地标识数据发生变化时刻的时间。
S33：获取变化的空间数据，根据融合数据映射关系，将变化的空间数据转换为中间格式或融合数据库空间数据格式按照空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中，并记录所有所述空间数据的增加、删除、修改操作日志。
获取变化的空间数据时，对支持T-SQL空间数据操作且存储在SQL Server中的空间数据，直接使用数据库系统或空间数据引擎定义的空间数据操作方法，在数据库级直接获取数据；对支持T-SQL空间数据操作且存储在非SQL Server中的空间数据，如果数据库提供SQL操作数据的方法，则基于数据库直接获取数据，否则利用其GIS软件提供的二次开发接口开发数据服务获取数据；其他封闭的自定义格式，利用其GIS软件提供二次开发接口，编写服务获取数据。
ArcGIS、SuperMap等主流空间数据平台均自定义了图形数据存储结构。每一种空间数据存储格式定义都包含了图形坐标、要素类型、坐标系、面积、长度、范围等内容。基于OGC标准规范定义的SQL Server spatial的geometry、Oracle spatial的sdo-geometry以及ArcSDE的st-geometry格式等可以通过SQL直接读写以及处理空间数据。SuperMap等封闭的自定义空间数据存储格式则借助其提供的数据读写转换二次开发接口进行读写和处理其空间数据。本发明选择描述地理空间信息的国际通用的WKT数据格式为空间数据转换中间格式，解决两种图形数据不能直接互操作问题。
本申请根据通过设定的图形数据转换规则以及设定的空间数据转换中间格式，将读取的同步数据中的空间数据格式转换为中间格式或融合库空间数据格式，以便融合库写入服务能够识别和写入。
在数据库层直接获取空间数据时，利用空间数据库或空间数据引擎提供的空间数据转换方法，将源空间数据格式直接转换为Oracle spatial能够识别的WKT数据格式，以保证融合库的数据写入服务能够识别将要写入的数据。
SuperMap等自定义空间数据格式利用数据服务获取空间数据时，定义类似convertFromSupermap的方法，处理图形数据映射规则，实现图形数据转换，输出WKT格式的图形数据。
上述步骤S33中采用的写入规则为队列写入，即先提交先写入，后提交后写入。提交时间相同则根据数据变化时间戳，对数据排序。
提交时间冲突时，结合应用库的数据编辑权限优先级，设置应用库空间数据更新的优先级，即多个应用库空间数据同时提交时，以优先级高的数据为准。
在将变化的所述空间数据转换写入融合库数据库前，先将数据写入临时表，在完成融合数据库写入后清除所述临时表。如写入过程失败，则自动进行恢复，一方面通过自动将临时表数据写入到正式数据表；另一方面通过服务或数据库方法主动获取应用库变化数据，以保证融合库数据状态始终为最新。
融合库SQL Server spatial空间数据的写入无论是直接在数据库层完成还是借助服务完成，均利用其提供的空间数据处理方法，将中间格式数据或其他可识别的空间数据格式转化为geometry格式并保存。
此外，该方法还包括从融合库更新数据的步骤，具体为：
S4：融合数据库数据写入完成后，启动融合数据库的空间数据读取服务，获取并主动推送融合数据库更新记录到各平台的应用系统，使融合数据库与各应用系统的数据版本和内容保持一致。
数据更新是融合库中接收到、并成功存储的各变化的空间数据写入到其它(排除同步源)应用系统数据库的过程，它通过系统服务在数据同步成功写入融合库后自动进行。
融合库数据的推送更新过程与数据同步过程类似，数据的更新同样可以在数据库层直接完成也可利用数据服务，通过数据库调用数据服务的方式完成。空间数据不能直接互相访问时，利用中间库格式做数据转换。
当应用库数据处于编辑状态时，表被锁定，更新的记录可能不会被及时写入。此时，定时询问被锁表状态，一旦编辑完成，则写入数据。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立空间数据标准模型，用于定义融合数据库中的各类空间数据存储标准，对空间数据进行分类；
S2：建立融合数据映射关系，用于定义融合数据库与业务应用库中图形数据之间的联系与映射转换关系，提供异构空间数据交换与同步的存储基础；
S3：监控各平台的空间数据，将变化的空间数据从各应用系统中按照所述融合数据映射关系和空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中实现同步。
2.根据权利要求1所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
S4：融合数据库数据写入完成后，启动融合数据库的空间数据读取服务，获取并主动推送融合数据库更新记录到各平台，使融合数据库与各平台的应用系统的数据版本和内容保持一致。
3.根据权利要求1或2所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S31：监控各平台的空间数据变化情况，当监测到有空间数据发生变化时，执行融合数据库中定义的事件处理，读取变化的空间数据；
S32：标识发生变化的数据记录、应用库标识信息、数据记录变化时间戳；
S33：获取变化的空间数据，根据融合数据映射关系，将变化的空间数据转换为中间格式或融合数据库空间数据格式按照空间数据标准模型定义的存储标准写入到融合数据库中，并记录所有所述空间数据的增加、删除、修改操作日志。
4.根据权利要求3所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，步骤S32中：
所述的发生变化的数据记录为被添加、修改或删除的整条数据记录，包括属性数据和图形数据；
所述应用库标识信息为事先定义的数据库标识号、数据库类型、数据库版本号。
5.根据权利要求3所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，步骤S33中采用的写入规则为队列写入。
6.根据权利要求5所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，设置空间数据更新的优先级，多个应用库空间数据同时提交时，写入优先级高的空间数据。
7.根据权利要求6所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，在将变化的所述空间数据转换写入融合库数据库前，先将数据写入临时表，再写入融合数据库中，并在写入完成后清除所述临时表中的对应数据。
8.根据权利要求1所述的多平台空间数据融合与同步方法，其特征在于，所述融合数据库为SQL Server spatial空间数据库。
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