CN109299202B - 一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，包括以下步骤，S1：将获取到的原始地质空间数据导入空间数据库，对原始地质空间数据进行预处理，并将预处理后的原始地质空间数据中的同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表；S2：生成预处理后的原始地质空间数据与GeoSciML地学数据模型之间的几何信息映射文件，生成新数据表与GeoSciML地学数据模型之间的属性信息映射文件，并根据原始地质空间数据的符号库生成样式描述文件；S3：利用GeoServer生成地质空间数据样式描述文件，然后将地质空间数据样式描述文件发布至OGC服务；S4：将OGC服务提供给客户端。

Description

一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法

技术领域

本发明涉及地质空间数据发布与服务技术领域，尤其涉及一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法。

背景技术

随着地质调查项目的不断发展，为地球科学相关研究积累了海量数据，地质信息化管理要求和应用水平不断提高导致地质相关单位和部门均实现了信息化管理，但各单位之间由于业务需要与应用目的不同，构建了许多彼此隔离的管理系统，从而形成了异构数据环境。实现地质空间数据共享与服务，不仅可以实现空间数据融合、避免矿产勘查工作的重复开展，还可以为政府和企业决策提供可靠的资料支持。

地质空间数据采用的数据模型多样，系统之间很难进行地球科学信息的无损共享，针对异构地质空间数据，有如下共享技术：

传统的数据共享应用现存GIS软件直接读取其他格式的地理数据，软件在读取不属于本系统格式的地理数据时存在一个数据转换的过程，采用这种数据共享模式时由于GIS厂商对地理数据模型、结构及字段类型都不同，存在空间数据内容丢失和精度损失的问题。

最普遍采用的数据共享方法为先将数据格式转换后再使用，该方法就是在数据使用前，通过GIS软件或经过二次开发将地理数据由其他格式转换为所需的数据格式，该方法存在着诸多不足，由于对每一种地质空间数据格式都要编写相应的转换程序，转换过程复杂、周期长、工作量大，而且转换的数据也容易丢失。

当前国内地调权威单位采用一种分布式数据共享方法，将中国1:100万地质空间数据发布为网络地图服务，该数据共享方式主要是将点线面图层或存储在空间数据库中的数据通过GIS服务器，以图片方式发布给用户。但由于地质空间数据所采用的数据模型结构多样，无法实现互操作性，用户难以从中获取所需关键信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能够克服空间数据丢失、精度损失的问题，且能简化转换过程、缩短转换周期，能够实现互操作性的基于GeoSciML的地质空间数据共享方法。

本发明的实施例提供一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法包括以下步骤，

S1：将获取到的原始地质空间数据导入空间数据库，对所述原始地质空间数据进行预处理，并将预处理后的所述原始地质空间数据中的同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表；

S2：生成预处理后的所述原始地质空间数据与GeoSciML地学数据模型之间的几何信息映射文件，生成所述新数据表与所述GeoSciML地学数据模型之间的属性信息映射文件，并根据所述原始地质空间数据的符号库生成样式描述文件；

S3：利用GeoServer使所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件生成地质空间数据样式描述文件，然后将所述地质空间数据样式描述文件发布至OGC服务；

S4：将所述OGC服务提供给具有对地质空间数据进行数据浏览和数据检索的功能的客户端。

进一步地，S1包括：

S1.1：新建PostGIS空间数据库并进行空间扩展以为存储所述原始地质空间数据做准备；

S1.2：将所述原始地质空间数据的数据格式转换为所述PostGIS空间数据库支持的空间数据格式；

S1.3：处理格式转换过程中发生的错误，这些错误包括数据记录增加及属性缺失；

S1.4：将完成处理的数据导入所述PostGIS空间数据库中，并在导入过程中注意设置空间引用标识符与字符集；

S1.5：将处理后的所述原始地质空间数据中的图层或对象进行分类；

S1.6：按照类别将同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表，将不同类图层或对象分别集合成为不同的所述新数据表，并根据所述GeoSciML地学数据模型的几何要素属性和地质要素属性为所述新数据表定义属性字段，得到被整合的多个所述新数据表。

进一步地，S3.5中，将所述原始地质空间数据中的图层或对象按照地理要素图层或对象、地层单位图层或对象、地质构造图层或对象、地质事件图层或对象、地貌要素图层或对象及整饰图层或对象进行分类；S1.6中整合所述新数据表的方法为：所述原始地质空间数据中的每一图层或对象对应有一旧数据表，在所述旧数据表集合成所述新数据表的过程中，所述新数据表和所述旧数据表中相匹配的字段直接由所述旧数据表将属性导入所述新数据表中，删除所述旧数据表中多余的字段，依据所述GeoSciML地学数据模型的规定为所述新数据表中新增的字段添加属性值，从而使所述原始地质空间数据被整合为多个代表不同要素类的所述新数据表。

进一步地，S2包括：

S2.1：将所述原始地质空间数据的几何信息存储在所述PostGIS空间数据库中作为一个属性字段，该属性字段与所述GeoSciML地学数据模型中地图要素posList属性相对应；

S2.2：将所述原始地质空间数据的属性信息存储在整合后的所述新数据表中，按照语义将所述新数据表中的属性字段与所述GeoSciML地学数据模型的要素类属性一一对应，字段映射时所述原始地质空间数据的属性值根据语义翻译为CGI标准词汇表中的词汇；

S2.3：待几何信息和属性信息对应关系整理完成后编写对应的映射文件，所述映射文件中记录所述原始地质空间数据字段和所述GeoSciML地学数据模型属性字段的对应关系及所述GeoSciML地学数据模型的要素属性值；

S2.4：从所述原始地质空间数据中读取样式信息，将读取到的点线面图层或对象样式通过GIS软件或手工编写生成SLD文件，所述SLD文件即所述样式描述文件。

进一步地，S3包括：

S3.1：完成GeoServer的App-Schame插件的配置，使GIS服务器支持GeoSciML标准；

S3.2：生成针对GeoSciML-Schema的数据存储文件；

S3.3：在所述数据存储文件中编写或导入所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件；

S3.4：通过所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件生成地质空间数据样式描述文件；

S3.5：将所有所述地质空间数据样式描述文件配置到相应位置，然后发布至OGC服务。

进一步地，S4包括：

S4.1：选择合适的开发库和框架开发客户端，搭建应用总体架构，并在所述客户端中添加地理底图；

S4.2：使所述客户端具有各种基础功能，包括具有数据浏览功能和具有属性查询功能：

S4.3：使所述客户端具有各种高级功能，包括具有数据检索功能和具有数据编辑功能；

S4.4：将所述OGC服务提供给所述客户端以供所述客户端调用。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述的一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，通过使用国际标准的所述GeoSciML地学数据模型将多源异构的地质空间数据发布为标准服务，实现了多源异构数据的集成、管理与融合，并保证了数据的完整性、准确性；通过此方法还实现了地质空间数据的互操作性，解决了当今世界地质空间数据难以共享的问题，最终实现了向全世界地球科学用户提供语义层面的数据服务。

附图说明

图1是本发明基于GeoSciML的地质空间数据共享方法的步骤图；

图2是S1的步骤图；

图3是S2的步骤图；

图4是S3的步骤图；

图5是S4的步骤图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，用于将多源异构的原始地质空间数据发布为标准服务，从而实现数据共享，包括如下步骤：

S0.1：分析和了解原始地质空间数据，包括分析和了解所述原始地质空间数据的图层或对象的分类方式和符号库。

S0.1具体包括：

S0.1.1：依据所述原始地质空间数据的组织方式判断所述原始地质空间数据所采用的地质空间数据建库标准，从而得出所述原始地质空间数据所采取的数据建库模型。

其中，判断所述原始地质空间数据所采用的地质空间数据建库标准的具体步骤为：首先查看所述原始地质空间数据存储的格式、目录组织方式，详细检查不同目录中数据存储的内容、图层或对象的存储模式，然后在GIS软件中查看不同图层或对象的属性字段定义方式，从而判断出所述原始地质空间数据所采用的地质空间数据建库标准，通过上述获知的所述原始地质空间数据的内容，判断所述原始地质空间数据所采用的地质空间数据建库标准。

S0.1.2：分析和了解所述数据建库模型，包括分析和了解所述数据建库模型中地质数据的目录组织方式、图层或对象的分类方式和图层或对象的属性字段定义方法、符号库等。

从而通过对所述数据建库模型的研究来研究所述原始地质空间数据。

S0.2：分析和了解GeoSciML地学数据模型，包括分析和了解该模型中核心封装包中的几何要素属性、地质要素属性和几何要素、地质要素间的相互依赖关系。

具体的，对所述GeoSciML地学数据模型的具体分析和了解步骤为：首先分析所述GeoSciML地学数据模型中GeoSciML Basic、GeoSciML Extension、GeoSciML GeologicAge、GeoSciML Borehole、GeoSciML Laboratory and Analysis、GeoSciML Lite封装包的详细内容和相互间的关联、组合、继承关系，然后重点研究GeoSciML Basic核心包中几何要素MappedFeature、地质要素GeologicFeature及其子类之间的关联、继承、组合关系，最后详细分析和了解各要素类的描述内容、描述方法、要素属性字段描述内容。

通过对所述原始地质空间数据和对所述GeoSciML地学数据模型的分析和了解，来学习和了解所述原始地质空间数据和所述GeoSciML地学数据模型，从而为如何正确完整地将所述数据建库模型中的所述原始地质空间数据转换为所述GeoSciML地学数据模型中的地质数据做好准备。

S1：将获取到的原始地质空间数据导入空间数据库，对所述原始地质空间数据进行预处理，并将预处理后的所述原始地质空间数据中的同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表。

请参考图2，具体的，S1包括：

S1.1：新建PostGIS空间数据库并进行空间扩展以为存储所述原始地质空间数据做准备。

S1.2：将所述原始地质空间数据的数据格式转换为所述PostGIS空间数据库支持的空间数据格式。

S1.3：处理格式转换过程中发生的错误，这些错误包括数据记录增加及属性缺失等。

对数据进行格式转换，并处理在格式转换过程中发生的错误，即是对数据的预处理。

S1.4：将完成处理的数据导入所述PostGIS空间数据库中，并在导入过程中注意设置空间引用标识符与字符集。所述空间引用标识符表示数据所参考的空间坐标系，所述字符集则提示数据库我们使用了中文。

S1.5：将处理后的所述原始地质空间数据中的图层或对象进行分类。本实施例中，将所述原始地质空间数据中的图层或对象按照地理要素图层或对象、地层单位图层或对象、地质构造图层或对象、地质事件图层或对象、地貌要素图层或对象及整饰图层或对象进行分类，即将所述原始地质空间数据中众多的零散数据一共分成上述六类。

S1.6：按照类别将同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表，将不同类图层或对象分别集合成为不同的所述新数据表，并根据所述GeoSciML地学数据模型的几何要素属性和地质要素属性为所述新数据表定义属性字段，得到被整合的多个所述新数据表。

在S1.6中，整合所述新数据表的方法为：所述原始地质空间数据中的每一图层或对象对应有一旧数据表，众多所述旧数据表随与之对应的图层或对象在S1.5中进行分类时，众多所述旧数据表会按照类别集合成六个不同的所述新数据表。

所述数据建库模型为传统数据模型，由地调局制定，现有的大部分地质空间数据遵循该模型。所述GeoSciML地学数据模型为国际标准的地学数据模型，与所述数据建库模型之间具有较大的差异，所以在对图层或对象进行分类、在所述旧数据表集合成所述新数据表的过程中，所述数据建库模型和所述GeoSciML地学数据模型在字段方面仅有部分属性字段可以重叠(或相互匹配)，将所述新数据表和所述旧数据表中相匹配的字段直接由所述旧数据表将属性导入所述新数据表中。剩下那部分重叠(匹配)不了的字段，将所述数据建库模型中比所述GeoSciML地学数据模型中多余出来的属性字段删除，即删除所述旧数据表中多余的字段。所述数据建库模型中比所述GeoSciML地学数据模型中缺少的字段就需要人为补充，因为所述GeoSciML地学数据模型是国际化新标准，所以依据所述GeoSciML地学数据模型的规定为所述新数据表中新增的字段添加属性值。从而使所述原始地质空间数据被整合为六个代表不同要素类的所述新数据表。

通过S1，能够简化数据处理过程、缩短数据处理周期和降低数据处理量，并且能够有效的防止在转换过程中数据丢失，从而提高数据精度。

S2：生成预处理后的所述原始地质空间数据与GeoSciML地学数据模型之间的几何信息映射文件，生成所述新数据表与所述GeoSciML地学数据模型之间的属性信息映射文件，并根据所述原始地质空间数据的符号库生成样式描述文件。

请参考图3，所述数据建库模型和所述GeoSciML地学数据模型之间的数据映射包括几何信息映射、属性信息映射、样式信息映射。

所述几何信息映射为S2.1：将所述原始地质空间数据的几何信息存储在所述PostGIS空间数据库中作为一个属性字段，该属性字段为geom字段，与所述GeoSciML地学数据模型中地图要素posList属性相对应。

所述属性信息映射为S2.2：将所述原始地质空间数据的属性信息存储在整合后的所述新数据表中，按照语义将所述新数据表中的属性字段与所述GeoSciML地学数据模型的要素类属性一一对应，字段映射时所述原始地质空间数据的属性值根据语义翻译为CGI标准词汇表中的词汇。

然后，S2.3：待几何信息和属性信息对应关系整理完成后编写对应的映射文件，所述映射文件中记录所述原始地质空间数据字段和所述GeoSciML地学数据模型属性字段的对应关系及所述GeoSciML地学数据模型的要素属性值。

所述样式信息映射为S2.4：从所述原始地质空间数据中读取样式信息，将读取到的点线面图层或对象样式通过GIS软件或手工编写生成SLD文件，即生成所述样式描述文件。

S3：利用GeoServer使所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件生成地质空间数据样式描述文件，然后将所述地质空间数据样式描述文件发布至OGC服务。

请参考图4，S3包括：

S3.1：完成GeoServer的App-Schame插件的配置，使GIS服务器支持GeoSciML标准。

S3.2：生成针对GeoSciML-Schema的数据存储文件。

S3.3：在所述数据存储文件中编写或导入所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件。

S3.4：通过所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件生成地质空间数据样式描述文件。

S3.5：将所有所述地质空间数据样式描述文件配置到相应位置(即GeoServer服务器)，然后发布至OGC服务。

S4：将所述OGC服务提供给具有对地质空间数据进行数据浏览和数据检索的功能的客户端。

请参考图5，S4包括：

S4.1：通过技术选型，选择合适的开发库和框架开发客户端，搭建应用总体架构，并在所述客户端中添加地理底图。

S4.2：使所述客户端具有各种基础功能，包括具有数据浏览功能和具有属性查询功能。

S4.3：使所述客户端具有各种高级功能，包括具有数据检索功能和具有数据编辑功能。

S4.4：将所述OGC服务提供给所述客户端以供所述客户端调用。

通过S4，通过所述客户端调用所述OGC服务，从而实现传统数据模型与国际标准的地学数据模型中的数据共享，同时由于所述客户端具有各种基础功能和各种高级功能，从而能够实现数据的互操作性，使用户能够很容易的从中获取所需关键信息。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述的一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，通过使用国际标准的所述GeoSciML地学数据模型将多源异构的地质空间数据发布为标准服务，实现了多源异构数据的集成、管理与融合，并保证了数据的完整性、准确性；通过此方法还实现了地质空间数据的互操作性，解决了当今世界地质空间数据难以共享的问题，最终实现了向全世界地球科学用户提供语义层面的数据服务。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：将获取到的原始地质空间数据导入空间数据库，对所述原始地质空间数据进行预处理，并将预处理后的所述原始地质空间数据中的同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表；

S1包括：

S1.1：新建PostGIS空间数据库并进行空间扩展以为存储所述原始地质空间数据做准备；

S1.2：将所述原始地质空间数据的数据格式转换为所述PostGIS空间数据库支持的空间数据格式；

S1.3：处理格式转换过程中发生的错误，这些错误包括数据记录增加及属性缺失；

S1.4：将完成处理的数据导入所述PostGIS空间数据库中，并在导入过程中注意设置空间引用标识符与字符集；

S1.5：将处理后的所述原始地质空间数据中的图层或对象进行分类；

S1.5中，将所述原始地质空间数据中的图层或对象按照地理要素图层或对象、地层单位图层或对象、地质构造图层或对象、地质事件图层或对象、地貌要素图层或对象及整饰图层或对象进行分类；

S1.6：按照类别将同类图层或对象中的所有图层或对象集合为一个新数据表，将不同类图层或对象分别集合成为不同的所述新数据表，并根据所述GeoSciML地学数据模型的几何要素属性和地质要素属性为所述新数据表定义属性字段，得到被整合的多个所述新数据表；

S1.6中整合所述新数据表的方法为：所述原始地质空间数据中的每一图层或对象对应有一旧数据表，在所述旧数据表集合成所述新数据表的过程中，所述新数据表和所述旧数据表中相匹配的字段直接由所述旧数据表将属性导入所述新数据表中，删除所述旧数据表中多余的字段，依据所述GeoSciML地学数据模型的规定为所述新数据表中新增的字段添加属性值，从而使所述原始地质空间数据被整合为多个代表不同要素类的所述新数据表；

S2：生成预处理后的所述原始地质空间数据与GeoSciML地学数据模型之间的几何信息映射文件，生成所述新数据表与所述GeoSciML地学数据模型之间的属性信息映射文件，并根据所述原始地质空间数据的符号库生成样式描述文件；

S3：利用GeoServer使所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件生成地质空间数据样式描述文件，然后将所述地质空间数据样式描述文件发布至OGC服务；

S4：将所述OGC服务提供给具有对地质空间数据进行数据浏览和数据检索的功能的客户端。

2.如权利要求1所述的基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，其特征在于：S2包括：

S2.1：将所述原始地质空间数据的几何信息存储在所述PostGIS空间数据库中作为一个属性字段，该属性字段与所述GeoSciML地学数据模型中地图要素posList属性相对应；

S2.2：将所述原始地质空间数据的属性信息存储在整合后的所述新数据表中，按照语义将所述新数据表中的属性字段与所述GeoSciML地学数据模型的要素类属性一一对应，字段映射时所述原始地质空间数据的属性值根据语义翻译为CGI标准词汇表中的词汇；

S2.3：待几何信息和属性信息对应关系整理完成后编写对应的映射文件，所述映射文件中记录所述原始地质空间数据字段和所述GeoSciML地学数据模型属性字段的对应关系及所述GeoSciML地学数据模型的要素属性值；

S2.4：从所述原始地质空间数据中读取样式信息，将读取到的点线面图层或对象样式通过GIS软件或手工编写生成SLD文件，所述SLD文件即所述样式描述文件。

3.如权利要求2所述的基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，其特征在于：S3包括：

S3.1：完成GeoServer的App-Schame插件的配置，使GIS服务器支持GeoSciML标准；

S3.2：生成针对GeoSciML-Schema的数据存储文件；

S3.3：在所述数据存储文件中编写或导入所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件；

S3.4：通过所述几何信息映射文件、属性信息映射文件和样式描述文件生成地质空间数据样式描述文件；

S3.5：将所有所述地质空间数据样式描述文件配置到相应位置，然后发布至OGC服务。

4.如权利要求1所述的基于GeoSciML的地质空间数据共享方法，其特征在于：S4包括：

S4.1：选择合适的开发库和框架开发客户端，搭建应用总体架构，并在所述客户端中添加地理底图；

S4.2：使所述客户端具有各种基础功能，包括具有数据浏览功能和具有属性查询功能；

S4.3：使所述客户端具有各种高级功能，包括具有数据检索功能和具有数据编辑功能；

S4.4：将所述OGC服务提供给所述客户端以供所述客户端调用。

Images