謝 宇，賈 東

（甘孜藏族自治州科學(xué)技術(shù)信息研究院，四川 康定 626000）

高分辨率對地觀測系統(tǒng)項目是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展計劃（2006-2020 年）》大綱中確定的16 個主要項目之一。這是一個系統(tǒng)項目，其中軍民融合特色技術(shù)為地方政府提供服務(wù)和支持，空間數(shù)據(jù)庫和共享平臺的建設(shè)已成為國內(nèi)外的一項成熟技術(shù)。甘孜藏族自治州位于四川省西部、青藏高原東南緣，境內(nèi)地形在全國地勢上屬四川盆地和云貴高原之間的過渡地帶，北部為川西北丘狀高原，南部系橫斷山脈的高山峽（深）谷區(qū)，東部鄰近四川盆地西部山地，具有地勢高亢、北高南低、中部突起、東南緣深切、山川平行相間、現(xiàn)代冰川發(fā)育、地域差異顯著，全州總面積15.3 萬km2，占全省總面積的31.76%。州境內(nèi)河流主要源于巴顏喀拉山原面各山、丘、谷之間，主要河流有金沙江、雅礱江和大渡河3 大河流，兩江一河自西向東，南北向平行排列，支流甚多。境內(nèi)地廣人稀，海拔差異大最高峰7500多m，海拔最低處1300 多m。全州轄18 個縣（市），325 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），2679 個行政村。

與傳統(tǒng)的觀測方法相比，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集非常困難，并且數(shù)據(jù)收集還不完善且難以更新。由于甘孜州地處邊遠少數(shù)民族地區(qū)，僅有極少數(shù)重點行業(yè)，在國家和省部署行業(yè)重大任務(wù)時，單機存儲有少量上級釋放的空間信息圖像，缺乏完整覆蓋區(qū)域的空間信息資源，更多沒有訪問通道，在應(yīng)用中幾乎是空白。國家和四川省軍民融合辦公室非常關(guān)心和支持邊遠民族地區(qū)的綜合開發(fā)和空間技術(shù)能力的建設(shè)、促進和示范工作。2018 年中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項，批準了“甘孜州高分辨率對地觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享平臺建設(shè)”（以下簡稱平臺）項目。同時高分辨率對地觀測系統(tǒng)四川數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心（簡稱：高分四川中心）在甘孜州成立了四川高分甘孜分中心，也是第一個少數(shù)民族地區(qū)成立的高分中心，下設(shè)在甘孜州科技信息研究所。該平臺的建設(shè)，特別是本地空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，對于我們國家獨特地理位置的整體觀測，規(guī)劃、應(yīng)用、更新和政府管理具有無與倫比的優(yōu)勢，并且具有極其重要的戰(zhàn)略地位。

1 建立空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)據(jù)用于從多個方面指示空間實體的位置、形狀，大小和分布信息。它可以用來描述現(xiàn)實世界中的目標，以及定位、定性、空間和時間關(guān)系的特征。它是代表人們對自然數(shù)據(jù)的依賴的一種基本的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如點，線，面和實體。空間數(shù)據(jù)庫是指存儲在GIS 計算機物理存儲介質(zhì)上的與應(yīng)用程序相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和。它通常以一系列具有特定結(jié)構(gòu)的文件和關(guān)于特定區(qū)域中某些空間特征的數(shù)據(jù)集的形式組織在存儲介質(zhì)上。

1.1 運行環(huán)境

空間數(shù)據(jù)庫（后端）平臺服務(wù)器的構(gòu)建。硬件配置：聯(lián)想服務(wù)器，處理器：英特爾（R）至強（R）E5-2640V3 2.6GHz，64GB 內(nèi)存，8 個內(nèi)部硬盤存儲位，磁盤陣列卡530-8i。操作系統(tǒng)：Windows Server2008R2，64 位操作系統(tǒng)。采用C/S 模式，將ApacheTomcat 用作Web 服務(wù)器，在后臺使用Java 開發(fā)語言。Java 是一種解釋語言，由編譯器編譯為字節(jié)碼，然后在JVM 中解釋并執(zhí)行。后端平臺具有良好的安全性和健壯性（如圖1 所示）。

圖1 數(shù)據(jù)平臺后臺管理系統(tǒng)

空間數(shù)據(jù)庫（前端）平臺。前臺采用B/S 架構(gòu)，由用戶通過Web 瀏覽器實現(xiàn)。主要事務(wù)邏輯是在服務(wù)器端實現(xiàn)的，而一些事務(wù)邏輯是在瀏覽器中實現(xiàn)的，形成了一個三層3-tier 結(jié)構(gòu)。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，并簡化了系統(tǒng)的開發(fā)，維護和使用。本平臺支持所有主要瀏覽器，例如Google，firefox，IE，360 等。

1.2 建立空間數(shù)據(jù)庫的標準

符合國家標準《基礎(chǔ)地理信息標準數(shù)據(jù)基本規(guī)定》(GB 21139—2007)和《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定》(CH／T9005.2009)要求，平臺中空間數(shù)據(jù)庫的參考設(shè)置如下：（1）坐標系：CGCS2000 國家大地坐標系；（2）投影方式：高斯克魯格投影；（3）高程系統(tǒng)：1985 年國家高程基準[1]。

1.3 Oracle 數(shù)據(jù)庫

采用主流的Oracle 數(shù)據(jù)庫用作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，是一種相對高級的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。安全性、兼容性和強大的數(shù)據(jù)存儲和管理功能是Oracle 數(shù)據(jù)庫的特點。Oracle 數(shù)據(jù)庫基于SQL 語言作為開發(fā)接口，數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用程序提供了具有第三代接口軟件PRO* 系列的高級語言，可以在Java，C，C++等主流嵌入式SQL語句和流程中進行開發(fā)語言（PL/SQL 語句，可以在Linux 或Windows 平臺上合理應(yīng)用），具有功能強大，穩(wěn)定性好和維護效率高的優(yōu)點[2]。Oracle 數(shù)據(jù)庫處理速度快，達到毫秒級別，支持閃存和完美恢復(fù)，即使硬件故障，可以恢復(fù)到故障發(fā)生前的1S；易于做群集，可以在幾秒鐘內(nèi)實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，數(shù)據(jù)物理完全一致，集群數(shù)據(jù)庫始終是目前最佳解決方案；支持眾多的多媒體數(shù)據(jù)，例如二進制圖形，聲音，動畫和多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)庫中處理數(shù)據(jù)；此外，它還具有許多出色的前端開發(fā)工具，例如：在客戶端PC 平臺運用POWERBUILD，SQL*FORMS，Vision basic 可以快速開發(fā)和生成應(yīng)用程序，具備較好的可移植性。

1.4 地理數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)模型(Geodatabase)

實體模型的數(shù)據(jù)化是對客觀事物及其關(guān)系的描述用來體現(xiàn)數(shù)據(jù)模型。地理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型是一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，是一種地理數(shù)據(jù)管理機制，為了更好地管理和使用地理數(shù)據(jù)元素和規(guī)則，根據(jù)一定的模型以及空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)容器的組合存儲，其特點更智能的是，每個元素不再只是一個幾何字段記錄[3]，支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)、關(guān)系和其他功能，包括面向?qū)ο?，具有開放性，一致性，安全性和標準化等一系列重要特征，適合應(yīng)用在海量數(shù)據(jù)管理中。這種表達元素，元素之間的空間關(guān)系和其他主題關(guān)系的新對象關(guān)系模型，可看作現(xiàn)實世界被抽象為由多個對象類組成的數(shù)據(jù)模型，每個對象類都有其自己的屬性、規(guī)則和行為，以及對象類互相之間有相應(yīng)關(guān)系。地理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型將地理數(shù)據(jù)按層次結(jié)構(gòu)組織到數(shù)據(jù)對象中，并將其存儲在元素類、對象類和元素集中。在數(shù)據(jù)模型中：對象類是沒有空間特征的特殊類，用于將表記錄與特定行為相關(guān)聯(lián)；要素類具有相同屬性集，即是屬性相同的一組空間對象集合；要素集是具有相同空間參考系的一組元素[4]（如圖2 所示）。

圖2 平臺后臺Geodatabase 要素屬性管理

1.5 空間數(shù)據(jù)庫引擎（ArcSDE）

空間數(shù)據(jù)是通過空間數(shù)據(jù)引擎被訪問，是空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，在空間數(shù)據(jù)的組織和管理中，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺是ArcSDE 中間件技術(shù)來實現(xiàn)，ArcSDE 空間數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)庫引擎來解決數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間的接口問題，其主要任務(wù)是：使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫對空間數(shù)據(jù)進行存儲管理；從數(shù)據(jù)庫中讀取空間數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為GIS 應(yīng)用程序可以接收和使用的格式；GIS 應(yīng)用程序中的空間數(shù)據(jù)被導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫并傳輸?shù)疥P(guān)系數(shù)據(jù)庫中進行管理?？臻g數(shù)據(jù)庫引擎服務(wù)的特點是：多用戶共享；多線程執(zhí)行；并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)共享空間。弊病是共享在滿足需求時，相應(yīng)地出現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性問題，未經(jīng)授權(quán)的用戶可能會通過網(wǎng)絡(luò)訪問敏感數(shù)據(jù)。ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫的用戶權(quán)限可以概括為三個級別，即管理員，普通用戶和游客。管理員可以審核用戶身份和下載的數(shù)據(jù)量等；普通用戶可以在進行實名注冊和驗證后查看和下載數(shù)據(jù)；游客的身份只能瀏覽圖像數(shù)據(jù)[5]，通過管理，實現(xiàn)用戶對空間數(shù)據(jù)庫的合法訪問。

1.6 元數(shù)據(jù)存儲庫的設(shè)計

為描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信息而定義的元數(shù)據(jù)，是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，即關(guān)于信息的數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他特征[6]，是地理空間信息共享的核心標準之一，也可以被理解為數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)，分辨率的大小、遙感信息的名稱、位置、時間等，其設(shè)計目標是為數(shù)據(jù)集成提供規(guī)范，形成了一套通用的描述語言，該術(shù)語用于描述元數(shù)據(jù)標準的空間信息系統(tǒng)。組織、管理空間信息、挖掘空間信息資源是元數(shù)據(jù)的主要功能。向用戶提供幫助并查詢空間信息，數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)交換所，用于建立空間信息以進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

元數(shù)據(jù)庫是由數(shù)據(jù)庫級元數(shù)據(jù)、要素集級元數(shù)據(jù)、要素級元數(shù)據(jù)構(gòu)成。分別的作用是：數(shù)據(jù)庫級元數(shù)據(jù)屬于目錄信息，識別和查詢完整的數(shù)據(jù)庫，起到整體描述空間數(shù)據(jù)庫的作用，通過它可以廣義地查詢數(shù)據(jù)庫，使用戶了解了數(shù)據(jù)庫的基本信息；要素集級元數(shù)據(jù)是總體詳盡描述要素類的信息，讓用戶調(diào)用該要素前，明白是否滿足其使用要求；要素級元數(shù)據(jù)是框架要素地理對象內(nèi)容在數(shù)據(jù)庫中的描述，作用是詳細記錄和查詢元素的具體情況，知道元素是否符合使用要求[7]。

Oracle+ArcSDE+Geodatabase 地理數(shù)據(jù)庫技術(shù)系統(tǒng)，用于存儲，管理和查詢地理空間信息[8]，Oracle作為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，ArcSDE 作為Oracle 功能模塊的外部擴展，應(yīng)用程序接口由用戶通過引擎操作[9]，基于ArcSDE 空間數(shù)據(jù)引擎和Geodatabase地理數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)模型對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的集成存儲和管理[10]，使用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理的目的是：存儲海量數(shù)據(jù)；多用戶同時操作；恢復(fù)數(shù)據(jù)庫；事物和空間數(shù)據(jù)無縫管理等[11]。

1.7 數(shù)據(jù)庫存儲

遙感影像具有多數(shù)據(jù)源、多分辨率、多時間、大數(shù)據(jù)量等特點，其存儲和管理非常困難，限制了數(shù)據(jù)的充分利用[9]?？臻g數(shù)據(jù)庫是一種用于存儲、管理和檢索空間數(shù)據(jù)的重要技術(shù)，地理空間實體元素包括空間位置、屬性和時間[12]。它主要由矢量數(shù)據(jù)DLG，正射影像數(shù)據(jù)DOM 和高程模型數(shù)據(jù)DEM 組成?？臻g數(shù)據(jù)庫是資源共享平臺的核心組成部分[13]。

DLG 根據(jù)要素進行分層，組織相同比例尺元素以建立垂直關(guān)聯(lián)，并在相同比例尺元素之間建立拓撲關(guān)系。按照分幅、分塊或分區(qū)來組織和管理DEM和DOM，并建立多層金字塔索引結(jié)構(gòu)，預(yù)處理后，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件會將其存儲，并在整個過程中全程控制入庫[1]。

矢量數(shù)據(jù)的存儲。ArcSDE 通過三個基本表在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫Oracle 中存儲和管理矢量數(shù)據(jù)。三個基本表分別是：業(yè)務(wù)表，元素表和空間索引表。進行數(shù)據(jù)編輯時，包括添加表和刪除表。用戶只能看到前臺業(yè)務(wù)應(yīng)用程序中的一張表，并且可以對其進行控制。其他表格由SDE 及其關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)表自動維護。對于用戶而言，通過讀寫業(yè)務(wù)表來實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的存儲和管理。

柵格數(shù)據(jù)存儲。柵格數(shù)據(jù)的存儲與矢量的存儲類似，不同之處在于，使用了不同的表，并且只有業(yè)務(wù)表對用戶可見且可控制。其他表由SDE 與業(yè)務(wù)表關(guān)聯(lián)并自動維護。ArcSDE 提供兩種存儲模式：RasterDataSet（文件）和RasterCatalog（目錄），可以根據(jù)不同情況選擇它們。為了減少存儲空間并提高顯示效率，ArcSDE在存儲中提供了LZ77，JPEG 和JPEG2000 三種壓縮方法。對于柵格數(shù)據(jù)，大多數(shù)都采用LZ77 這種壓縮方法。

柵格數(shù)據(jù)的基本存儲單元在ArcSDE 中是由柵格分區(qū)來體現(xiàn)的。通常根據(jù)客戶端最小顯示大小的1/4 設(shè)置值來確定塊大小，并且還應(yīng)考慮Oracle 數(shù)據(jù)塊大小，以便在一個Oracle 數(shù)據(jù)塊中存儲盡可能多的柵格塊。柵格數(shù)據(jù)通過ArcSDE 生成金字塔，確定在應(yīng)用程序窗口上顯示柵格數(shù)據(jù)的最佳分辨率，為提高柵格數(shù)據(jù)的顯示效率，將生成的金字塔分塊傳輸?shù)綉?yīng)用程序[11]。

為了滿足使用需求，在建立地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫的過程中，必須全面有效地掌握空間數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建技術(shù)，只有在相關(guān)技術(shù)的支持下，才能進一步提高存儲容量、數(shù)據(jù)信息和分析能力，增強空間數(shù)據(jù)庫本身的兼容性，可以真正發(fā)揮空間數(shù)據(jù)庫在地理信息系統(tǒng)中的作用，確保實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)為社會服務(wù)[14]。

2 平臺工作流程的后端管理

通過集中管理具有不同數(shù)據(jù)格式和分辨率的各種衛(wèi)星數(shù)據(jù)，本數(shù)據(jù)庫建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺，以提供集中管理功能，如各種衛(wèi)星產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一查詢，顯示和分發(fā)。目前，本平臺支持高分一，二，三和四，以及風(fēng)云，環(huán)境和中巴衛(wèi)星資源數(shù)據(jù)入庫。平臺采用C/S 和B/S 相結(jié)合的架構(gòu)模式，后端平臺采用C/S 獨立管理模式，前端平臺采用B/S 網(wǎng)絡(luò)管理模式。本平臺可以進行數(shù)據(jù)檢索，快速瀏覽、提取、統(tǒng)計、系統(tǒng)管理等功能，實現(xiàn)空間地理數(shù)據(jù)的分布式存儲和管理，從而滿足用戶對分布式信息的需求，達到地理空間數(shù)據(jù)共享和互操作性（如圖3 所示）。

圖3 數(shù)據(jù)入庫與管理流程圖

2.1 數(shù)據(jù)接收

本平臺的遙感影像數(shù)據(jù)基本上來自四川高分中心，一小部分是從其他渠道獲得的。接收的數(shù)據(jù)包括外部接收的數(shù)據(jù)和自身生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。新數(shù)據(jù)存儲在要歸檔的存儲磁盤數(shù)據(jù)中，等待入庫。

2.2 數(shù)據(jù)編目

根據(jù)數(shù)據(jù)目錄的總體設(shè)計，通過對新添加的數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)樣本的分析，管理員可以快速使用系統(tǒng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)邏輯目錄，同時，根據(jù)目錄編碼，自動創(chuàng)建存儲磁盤數(shù)據(jù)歸檔區(qū)域中數(shù)據(jù)的物理存儲目錄。原始數(shù)據(jù)目錄不受新添加的數(shù)據(jù)目錄的影響，它具有動態(tài)擴展數(shù)據(jù)目錄的能力，可以為新數(shù)據(jù)入庫下一步戰(zhàn)略編排做準備（如圖4 所示）。

圖4 數(shù)據(jù)編目

2.3 存儲磁盤注冊

通過磁盤將存儲磁盤信息注冊到數(shù)據(jù)庫，根據(jù)各種數(shù)據(jù)歸檔自定義指定的存儲空間，每次只能指定一個存儲空間，當存儲空間達到警戒線時，可以通過存儲磁盤的方式來注冊新的存儲空間，從而實現(xiàn)動態(tài)擴展存儲空間，即動態(tài)擴展數(shù)據(jù)存儲空間的容量，為新數(shù)據(jù)入庫的下一步策略編排做準備。

2.4 入庫策略編排

接收到新數(shù)據(jù)后，通過對數(shù)據(jù)樣本的分析，設(shè)計出需要入庫數(shù)據(jù)的插件，進行插件開發(fā)，完成對數(shù)據(jù)庫的注冊后，再與數(shù)據(jù)目錄信息和插件存儲信息庫相結(jié)合，編排進入數(shù)據(jù)庫的流程，并把入庫流程信息注冊到數(shù)據(jù)庫中，以進行數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)調(diào)用，具備新增數(shù)據(jù)根據(jù)類型靈活適配自動入庫能力（如圖5 所示）。

圖5 入庫策略

2.5 數(shù)據(jù)歸檔

數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)通過與庫中的數(shù)據(jù)入庫策略進行正則表達式匹配，將文件存儲磁盤數(shù)據(jù)定期掃描到待歸檔區(qū)，當標準元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫沒有定義的時，可以通過新的方式豐富新的元數(shù)據(jù)信息，“定義元數(shù)據(jù)”標準，擴展元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)自動擴展元數(shù)據(jù)管理能力。匹配成功后，在數(shù)據(jù)庫中寫入數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)實體復(fù)制到存儲器的數(shù)據(jù)歸檔區(qū)，通過后端管理平臺，可以實時監(jiān)視數(shù)據(jù)存檔的狀態(tài)，以檢查傳入數(shù)據(jù)的狀態(tài)和日志信息。

2.6 數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽

通過設(shè)置數(shù)據(jù)目錄、元數(shù)據(jù)信息、空間范圍、空間數(shù)據(jù)同步服務(wù)配置等條件來制定數(shù)據(jù)檢索策略，然后可以瀏覽檢索結(jié)果的覆蓋范圍、元數(shù)據(jù)詳細信息、快視圖查看等。

2.7 數(shù)據(jù)下載

根據(jù)數(shù)據(jù)檢索結(jié)果，將數(shù)據(jù)添加到購物車，生成數(shù)據(jù)下載任務(wù)，然后將數(shù)據(jù)從存儲磁盤數(shù)據(jù)歸檔區(qū)域下載到本地存儲。

2.8 存儲

通過后端管理平臺，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫維護、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫備份、恢復(fù)和優(yōu)化等，對數(shù)據(jù)庫文件，系統(tǒng)文件和日志文件進行備份，還原所有數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。

3 前端數(shù)據(jù)資源共享平臺功能

前端平臺屬于B/S 體系結(jié)構(gòu)，可以直接放在Internet 上。管理員、用戶或訪問者可以通過Web 瀏覽器管理或訪問平臺。客戶端不需要下載，安裝第三方軟件或升級多個客戶端，而僅需要升級服務(wù)器并更新版本。本管理平臺可以部署在本地服務(wù)器上，可以在LAN 內(nèi)訪問，也可以部署在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。B/S 體系結(jié)構(gòu)具有強大的交互性，管理員可以通過一定權(quán)限控制來實現(xiàn)多客戶端訪問（如圖6 所示）。

圖6 平臺前端系統(tǒng)管理

前端數(shù)據(jù)資源共享平臺的行政區(qū)劃、地名、水系，道路和邊界（省界，區(qū)域界線，縣界和鄉(xiāng)鎮(zhèn)界線）是基本的地理信息，屬于矢量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中每個實體的屬性內(nèi)容具有與實際管理區(qū)域相對應(yīng)的唯一代碼，通過代碼關(guān)鍵詞，建立各比例尺矢量數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)[6]。本平臺通過WEB 瀏覽器直觀地顯示空間數(shù)據(jù)，并可以執(zhí)行基本的地圖操作，例如放大，縮小、全圖、漫游、刷新以及快視圖，拇指圖顯示等（如圖7 所示）。Hawkeye 是WEB 瀏覽器中地圖操作的基本功能。就像從天上俯視一樣，鷹眼可以查看整個地圖框中顯示的地圖的位置。當前窗口更改時，鷹眼將相應(yīng)地自動更改。鷹眼與當前窗口聯(lián)動漫游，可以通過改變窗口在鷹眼中的位置來更改主窗口的地圖顯示區(qū)域（如圖8 所示）。在多源異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，可以通過WEB 瀏覽器直觀地顯示各種統(tǒng)計報告。

圖7 平臺首面

圖8 鷹眼顯示

3.1 檢索空間數(shù)據(jù)

ArcSDE 技術(shù)解決了GIS 空間數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的有效交互，并提供了渠道和技術(shù)支持。

傳統(tǒng)的文本索引技術(shù)是早期的圖像檢索方法的基礎(chǔ)，將內(nèi)容手動注釋成一系列關(guān)鍵詞，并對關(guān)鍵詞進行索引，并將圖像數(shù)據(jù)放入文本檢索系統(tǒng)，查詢操作基于圖像的文本描述，進行圖像的精確匹配或概率匹配，這種通過匹配來描述圖像中的字符，并提供檢索結(jié)果的方法，稱為“單詞查找圖形”，這種檢索方法稱為基于文本的圖像檢索技術(shù)，也稱為基于標簽的檢索或基于關(guān)鍵字的圖像檢索[15]。

作為空間數(shù)據(jù)庫管理軟件，ArcSDE 支持超大型空間數(shù)據(jù)庫管理，并且在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對多用戶空間數(shù)據(jù)的訪問做出快速響應(yīng)。本平臺采用ODBC 接口，用戶可以訪問空間地理數(shù)據(jù)，而不必擔(dān)心實際的存儲位置、模式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其他實際問題。

空間數(shù)據(jù)索引：空間索引是數(shù)據(jù)存儲在介質(zhì)上的位置的描述。因此，系統(tǒng)設(shè)計人員必須記錄文件和數(shù)據(jù)在磁盤上的位置，通過一些計算來取代磁盤存儲器的漫無目的訪問，以提高系統(tǒng)的效率，尤其是GIS 涉及各種復(fù)雜的大量數(shù)據(jù)時，索引為處理效率，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集效率至關(guān)重要?？臻g數(shù)據(jù)庫引擎的最顯著特征是它對多用戶操作的支持，而多用戶操作中，并行處理同一空間地理數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)的一致性，是空間數(shù)據(jù)庫引擎的實現(xiàn)目標。只有確保數(shù)據(jù)的一致性，獲取的空間和地理數(shù)據(jù)才能成為可用數(shù)據(jù)，而不是垃圾數(shù)據(jù)。總之，不難看出，空間數(shù)據(jù)庫引擎在GIS 中起著重要的作用，是核心、關(guān)鍵的組成部分[16]。

本平臺目前覆蓋甘孜藏族自治州約5T 遙感衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，共8629 個景，估計每年將增加約2T新數(shù)據(jù)?？焖?，準確地在海量空間數(shù)據(jù)庫中查找或檢索所需圖像是一項非常重要的技術(shù)。通過輸入關(guān)鍵字或設(shè)置檢索選項可以快速定位數(shù)據(jù)。本平臺的數(shù)據(jù)檢索類型包括目錄檢索、元數(shù)據(jù)檢索、地名檢索、經(jīng)緯度檢索、空間檢索和時間檢索。目錄檢索：通過設(shè)計的信息資源目錄樹，可以直接找到相應(yīng)的資源目錄，瀏覽目錄系統(tǒng)下的特定數(shù)據(jù)，并通過目錄快速定位數(shù)據(jù)；元數(shù)據(jù)檢索：根據(jù)提交的查詢條件，可以從應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢合格數(shù)據(jù)，并可以快速定位到合格數(shù)據(jù)；地名檢索：根據(jù)輸入的地名信息，結(jié)合數(shù)據(jù)庫中存儲的行政規(guī)劃數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)、空間專題數(shù)據(jù)字典進行匹配查詢，檢索所需數(shù)據(jù)；經(jīng)緯度檢索：根據(jù)緯度范圍輸入四個經(jīng)度角點的坐標，可以快速檢索相關(guān)數(shù)據(jù)；空間檢索：通過鼠標操作和交互方式設(shè)置矩形空間范圍，并結(jié)合元數(shù)據(jù)信息進行空間計算以檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)；時間檢索：根據(jù)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)時間執(zhí)行匹配檢索。在實際應(yīng)用中，上述六種檢索方法通常不是單獨應(yīng)用，而是幾種組合使用，可以極大地支持空間數(shù)據(jù)的查全率和查準率。（如圖9 所示）

圖9 行政區(qū)檢索示意圖

3.2 數(shù)據(jù)調(diào)用

平臺的架構(gòu)模式是框架，入庫的數(shù)據(jù)是靈魂。柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)是空間數(shù)據(jù)庫中兩個最重要的數(shù)據(jù)模型。兩種數(shù)據(jù)模型是互補的，能夠有機地集成圖像數(shù)據(jù)，可以將柵格對象數(shù)據(jù)類型表示為衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)文件，也可以將矢量對象表示為衛(wèi)星空間范圍，并且可以將通用數(shù)據(jù)類型表示為其他輔助元數(shù)據(jù)，并提供統(tǒng)一的圖像數(shù)據(jù)訪問端口。

3.2.1 檢索方法1

通過前端數(shù)據(jù)資源共享平臺WEB 瀏覽器，進入數(shù)據(jù)中心界面-衛(wèi)星圖像，從上到下可以選擇行政管理區(qū)域、數(shù)據(jù)類別、衛(wèi)星類別、傳感器、生產(chǎn)、采集、入庫查詢時間等條件，單擊“查詢”，在新窗口中可以查詢到對應(yīng)的數(shù)據(jù)（如圖9 所示）。

3.2.2 檢索方法2

可以根據(jù)緯度、經(jīng)度，數(shù)據(jù)類別、衛(wèi)星類別、傳感器、生產(chǎn)、采集、存儲時間等查詢條件（如圖10 所示）。

圖10 經(jīng)緯度檢索示意圖

3.2.3 檢索方法3

選擇行政區(qū)劃條件后，可以查詢框選擇區(qū)域。用鼠標單擊框選擇按鈕，然后在左側(cè)框中選擇區(qū)域（如圖11 所示）。

圖11 矢量檢索圖

由于大量的空間數(shù)據(jù)，為了便于篩選，可以使用數(shù)據(jù)的縮略圖來直觀地幫助確定是否需要下載空間數(shù)據(jù)。應(yīng)用以上三種組合查詢方法，點擊相應(yīng)的數(shù)據(jù)詳情，可見衛(wèi)星識別、傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)時間、產(chǎn)品類型、數(shù)據(jù)采集及開始和結(jié)束時間、相應(yīng)的經(jīng)緯度、名稱、屬性、存儲時間等，根據(jù)云量覆蓋及覆蓋景量進行篩選（如圖12 所示）。

圖12 空間數(shù)據(jù)屬性圖

平臺數(shù)據(jù)下載。數(shù)據(jù)分發(fā)過程（如圖13 所示）在檢索目標數(shù)據(jù)選擇后，在購物車中并創(chuàng)建訂單，經(jīng)管理員審核（如圖14 所示），可以把系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以文件形式存放于本地，通常是一個數(shù)據(jù)包，包括衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，基本地理信息數(shù)據(jù)，以及其他文檔、報告等（如圖15 所示）。

圖13 數(shù)據(jù)分發(fā)業(yè)務(wù)流程圖

圖14 訂單審核

圖15 數(shù)據(jù)下載圖

3.3 平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計

統(tǒng)計是數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)量預(yù)測的基礎(chǔ)，可以通過WEB 瀏覽器直觀地查看統(tǒng)計信息。本系統(tǒng)通過統(tǒng)計在一定時間內(nèi)用于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存儲和下載數(shù)據(jù)量，并以表格形式顯示，從而支持自動生成統(tǒng)計報告?？梢詫y(tǒng)計報告的瀏覽進行分類和顯示，并且可以在存儲和下載中查詢統(tǒng)計信息。統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以用表格、條形圖、餅圖和地圖覆蓋率表示，表格還可點擊“導(dǎo)出”進行數(shù)據(jù)導(dǎo)出（如圖16 所示）。

圖16 數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理

4 發(fā)現(xiàn)問題解決辦法

4.1 系統(tǒng)啟動

目前，該平臺的前端和后端是獨立的，并且分別使用多個批處理程序和應(yīng)用程序來啟動。服務(wù)器關(guān)閉電源并重新啟動后，需要專業(yè)技術(shù)人員登錄平臺服務(wù)器并手動操作該服務(wù)才能啟動，有時可能會導(dǎo)致服務(wù)啟動失敗。

解決方案：優(yōu)化平臺功能，通過程序升級將自啟動服務(wù)設(shè)置為批處理程序，并將EXE 程序注冊為Windows Server 系統(tǒng)的服務(wù)，從而實現(xiàn)與服務(wù)器同時啟動相關(guān)服務(wù)和應(yīng)用程序，并確保平臺的連續(xù)工作和平臺的穩(wěn)定性。啟動后添加EXE 程序。

4.2 數(shù)據(jù)入庫與更新

衛(wèi)星數(shù)據(jù)入庫過程是將數(shù)據(jù)從高分四川中心復(fù)制到本地服務(wù)器的相應(yīng)文件夾中。平臺后端打開掃描入庫批處理流程，自動掃描文件夾下的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)格式進行入庫操作。現(xiàn)有數(shù)據(jù)更新緩慢，遇突發(fā)情況時難以及時更新數(shù)據(jù)。

解決方案：根據(jù)高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)管理暫行辦法，公眾可以直接使用公開可用的數(shù)據(jù)。對于所公開的高分辨率光學(xué)數(shù)據(jù)，主要產(chǎn)品的空間分辨率不超過（大于或等于）0.5m；對于所公開的高分辨率數(shù)據(jù)，初級產(chǎn)品的空間分辨率不高于（大于或等于）1m。具有與機密性相關(guān)的高分辨率光學(xué)數(shù)據(jù)的初級產(chǎn)品的空間分辨率優(yōu)于0.5m。高分辨率數(shù)據(jù)的主要產(chǎn)品的空間分辨率優(yōu)于1m。具有高分數(shù)據(jù)且包含機密信息且涉及敏感區(qū)域和敏感期的主要產(chǎn)品應(yīng)根據(jù)國家保密法規(guī)進行分類。部分公共數(shù)據(jù)可以與四川高分中心連接，并可以開放相關(guān)接口。本平臺將定期或不定期直接從高分四川中心平臺獲取數(shù)據(jù)，并且可以通過分類存儲介質(zhì)在本地復(fù)制和導(dǎo)入數(shù)據(jù)。同時，定期進行數(shù)據(jù)更新以確保數(shù)據(jù)更新的頻率。制定在緊急情況下臨時獲取最新數(shù)據(jù)的過程和方法，以最大限度地確保用戶的需求和對數(shù)據(jù)的響應(yīng)。

5 結(jié)論

“高分” 不僅是一個項目，也是一個重大的工程，它是中國遙感應(yīng)用發(fā)展的重要階段，以“甘孜州高分辨率對地觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享平臺”作為軍民融合特色的技術(shù)推廣應(yīng)用示范平臺，用于防災(zāi)與減災(zāi)，資源與環(huán)境，公共緊急事件、國家安全、土地調(diào)查與利用，水利和林業(yè)資源監(jiān)測等，特別是在牧場確權(quán)，防災(zāi)減災(zāi)方面，以及其他行業(yè)，起到了積極支持區(qū)域和加快推動空間信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的示范應(yīng)用。因為地廣人稀，無人區(qū)占比面積大，因此，遙感數(shù)據(jù)量也大，“平臺” 的成功建設(shè)和推廣應(yīng)用模式，有利于西部地區(qū)、邊遠民族地區(qū)各相關(guān)行政區(qū)遙感資源的搜集和調(diào)用，同時對本地缺乏地理測繪專業(yè)人員，又有遙感圖像應(yīng)用的需求，我中心利用平臺的資源，既可以服務(wù)本地，也可培訓(xùn)人員對遙感圖像基礎(chǔ)加工。平臺的建立，將為本地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展，為政府現(xiàn)代化治理能力提供技術(shù)服務(wù)和支撐。