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(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展計(jì)劃（2006-2020 年）》大綱中確定的16 個(gè)主要項(xiàng)目之一。這是一個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)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(kù)和共享平臺(tái)的建設(shè)已成為國(guó)內(nèi)外的一項(xiàng)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(guó)地勢(shì)上屬四川盆地和云貴高原之間的過(guò)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(shì)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(wàn)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(gè)縣（市），325 個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），2679 個(gè)行政村。

與傳統(tǒng)的觀測(cè)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(yuǎn)少數(shù)民族地區(qū)，僅有極少數(shù)重點(diǎn)行業(yè)，在國(guó)家和省部署行業(yè)重大任務(wù)時(shí)，單機(jī)存儲(chǔ)有少量上級(jí)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(méi)有訪問(wèn)通道，在應(yīng)用中幾乎是空白。國(guó)家和四川省軍民融合辦公室非常關(guān)心和支持邊遠(yuǎn)民族地區(qū)的綜合開(kāi)發(fā)和空間技術(shù)能力的建設(shè)、促進(jìn)和示范工作。2018 年中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)，批準(zhǔn)了“甘孜州高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)建設(shè)”（以下簡(jiǎn)稱平臺(tái)）項(xiàng)目。同時(shí)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)四川數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心（簡(jiǎn)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(gè)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(tái)的建設(shè)，特別是本地空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，對(duì)于我們國(guó)家獨(dú)特地理位置的整體觀測(cè)，規(guī)劃、應(yīng)用、更新和政府管理具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，并且具有極其重要的戰(zhàn)略地位。

1 建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)

空間數(shù)據(jù)用于從多個(gè)方面指示空間實(shí)體的位置、形狀，大小和分布信息。它可以用來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中的目標(biāo)，以及定位、定性、空間和時(shí)間關(guān)系的特征。它是代表人們對(duì)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(diǎn)，線，面和實(shí)體。空間數(shù)據(jù)庫(kù)是指存儲(chǔ)在GIS 計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)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(chǔ)介質(zhì)上。

1.1 運(yùn)行環(huán)境

空間數(shù)據(jù)庫(kù)（后端）平臺(tái)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(qiáng)（R）E5-2640V3 2.6GHz，64GB 內(nèi)存，8 個(gè)內(nèi)部硬盤存儲(chǔ)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(tái)使用Java 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。Java 是一種解釋語(yǔ)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(tái)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(tái)后臺(tái)管理系統(tǒng)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)（前端）平臺(tái)。前臺(tái)采用B/S 架構(gòu)，由用戶通過(guò)Web 瀏覽器實(shí)現(xiàn)。主要事務(wù)邏輯是在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)的，而一些事務(wù)邏輯是在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)的，形成了一個(gè)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(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，并簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，維護(hù)和使用。本平臺(tái)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(kù)的標(biāo)準(zhǔn)

符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《基礎(chǔ)地理信息標(biāo)準(zhǔn)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(kù)基本規(guī)定》(CH／T9005.2009)要求，平臺(tái)中空間數(shù)據(jù)庫(kù)的參考設(shè)置如下：（1）坐標(biāo)系：CGCS2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系；（2）投影方式：高斯克魯格投影；（3）高程系統(tǒng)：1985 年國(guó)家高程基準(zhǔn)[1]。

1.3 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)

采用主流的Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)用作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，是一種相對(duì)高級(jí)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。安全性、兼容性和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理功能是Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)。Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)基于SQL 語(yǔ)言作為開(kāi)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(jí)語(yǔ)言，可以在Java，C，C++等主流嵌入式SQL語(yǔ)句和流程中進(jìn)行開(kāi)發(fā)語(yǔ)言（PL/SQL 語(yǔ)句，可以在Linux 或Windows 平臺(tái)上合理應(yīng)用），具有功能強(qiáng)大，穩(wěn)定性好和維護(hù)效率高的優(yōu)點(diǎn)[2]。Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)處理速度快，達(dá)到毫秒級(jí)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(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，數(shù)據(jù)物理完全一致，集群數(shù)據(jù)庫(kù)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(jìn)制圖形，聲音，動(dòng)畫(huà)和多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中處理數(shù)據(jù)；此外，它還具有許多出色的前端開(kāi)發(fā)工具，例如：在客戶端PC 平臺(tái)運(yùn)用POWERBUILD，SQL*FORMS，Vision basic 可以快速開(kāi)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(kù)空間數(shù)據(jù)模型(Geodatabase)

實(shí)體模型的數(shù)據(jù)化是對(duì)客觀事物及其關(guān)系的描述用來(lái)體現(xiàn)數(shù)據(jù)模型。地理數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)模型是一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，是一種地理數(shù)據(jù)管理機(jī)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(chǔ)，其特點(diǎn)更智能的是，每個(gè)元素不再只是一個(gè)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(kāi)放性，一致性，安全性和標(biāo)準(zhǔn)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(dá)元素，元素之間的空間關(guān)系和其他主題關(guān)系的新對(duì)象關(guān)系模型，可看作現(xiàn)實(shí)世界被抽象為由多個(gè)對(duì)象類組成的數(shù)據(jù)模型，每個(gè)對(duì)象類都有其自己的屬性、規(guī)則和行為，以及對(duì)象類互相之間有相應(yīng)關(guān)系。地理數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)象中，并將其存儲(chǔ)在元素類、對(duì)象類和元素集中。在數(shù)據(jù)模型中：對(duì)象類是沒(méi)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(duì)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(tái)后臺(tái)Geodatabase 要素屬性管理

1.5 空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎（ArcSDE）

空間數(shù)據(jù)是通過(guò)空間數(shù)據(jù)引擎被訪問(wèn)，是空間數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)平臺(tái)是ArcSDE 中間件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，ArcSDE 空間數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)引擎來(lái)解決數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間的接口問(wèn)題，其主要任務(wù)是：使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理；從數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)并傳輸?shù)疥P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行管理?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)引擎服務(wù)的特點(diǎn)是：多用戶共享；多線程執(zhí)行；并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)共享空間。弊病是共享在滿足需求時(shí)，相應(yīng)地出現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性問(wèn)題，未經(jīng)授權(quán)的用戶可能會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)敏感數(shù)據(jù)。ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶權(quán)限可以概括為三個(gè)級(jí)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(jìn)行實(shí)名注冊(cè)和驗(yàn)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(guò)管理，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的合法訪問(wèn)。

1.6 元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)的設(shè)計(jì)

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(biāo)準(zhǔn)之一，也可以被理解為數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，分辨率的大小、遙感信息的名稱、位置、時(shí)間等，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是為數(shù)據(jù)集成提供規(guī)范，形成了一套通用的描述語(yǔ)言，該術(shù)語(yǔ)用于描述元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

元數(shù)據(jù)庫(kù)是由數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)元數(shù)據(jù)、要素集級(jí)元數(shù)據(jù)、要素級(jí)元數(shù)據(jù)構(gòu)成。分別的作用是：數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)元數(shù)據(jù)屬于目錄信息，識(shí)別和查詢完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，起到整體描述空間數(shù)據(jù)庫(kù)的作用，通過(guò)它可以廣義地查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，使用戶了解了數(shù)據(jù)庫(kù)的基本信息；要素集級(jí)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(jí)元數(shù)據(jù)是框架要素地理對(duì)象內(nèi)容在數(shù)據(jù)庫(kù)中的描述，作用是詳細(xì)記錄和查詢?cè)氐木唧w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(kù)技術(shù)系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)，管理和查詢地理空間信息[8]，Oracle作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，ArcSDE 作為Oracle 功能模塊的外部擴(kuò)展，應(yīng)用程序接口由用戶通過(guò)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(kù)，實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)模型對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的集成存儲(chǔ)和管理[10]，使用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理的目的是：存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)；多用戶同時(shí)操作；恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)；事物和空間數(shù)據(jù)無(wú)縫管理等[11]。

1.7 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)

遙感影像具有多數(shù)據(jù)源、多分辨率、多時(shí)間、大數(shù)據(jù)量等特點(diǎn)，其存儲(chǔ)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(kù)是一種用于存儲(chǔ)、管理和檢索空間數(shù)據(jù)的重要技術(shù)，地理空間實(shí)體元素包括空間位置、屬性和時(shí)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(kù)是資源共享平臺(tái)的核心組成部分[13]。

DLG 根據(jù)要素進(jìn)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?fù)潢P(guān)系。按照分幅、分塊或分區(qū)來(lái)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(kù)管理系統(tǒng)軟件會(huì)將其存儲(chǔ)，并在整個(gè)過(guò)程中全程控制入庫(kù)[1]。

矢量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。ArcSDE 通過(guò)三個(gè)基本表在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle 中存儲(chǔ)和管理矢量數(shù)據(jù)。三個(gè)基本表分別是：業(yè)務(wù)表，元素表和空間索引表。進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯時(shí)，包括添加表和刪除表。用戶只能看到前臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用程序中的一張表，并且可以對(duì)其進(jìn)行控制。其他表格由SDE 及其關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)表自動(dòng)維護(hù)。對(duì)于用戶而言，通過(guò)讀寫(xiě)業(yè)務(wù)表來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。

柵格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。柵格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與矢量的存儲(chǔ)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(duì)用戶可見(jiàn)且可控制。其他表由SDE 與業(yè)務(wù)表關(guān)聯(lián)并自動(dòng)維護(hù)。ArcSDE 提供兩種存儲(chǔ)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(chǔ)空間并提高顯示效率，ArcSDE在存儲(chǔ)中提供了LZ77，JPEG 和JPEG2000 三種壓縮方法。對(duì)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(chǔ)單元在ArcSDE 中是由柵格分區(qū)來(lái)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(lái)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(gè)Oracle 數(shù)據(jù)塊中存儲(chǔ)盡可能多的柵格塊。柵格數(shù)據(jù)通過(guò)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(kù)的過(guò)程中，必須全面有效地掌握空間數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建技術(shù)，只有在相關(guān)技術(shù)的支持下，才能進(jìn)一步提高存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)信息和分析能力，增強(qiáng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)本身的兼容性，可以真正發(fā)揮空間數(shù)據(jù)庫(kù)在地理信息系統(tǒng)中的作用，確保實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)為社會(huì)服務(wù)[14]。

2 平臺(tái)工作流程的后端管理

通過(guò)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(kù)建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，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(tái)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(kù)。平臺(tái)采用C/S 和B/S 相結(jié)合的架構(gòu)模式，后端平臺(tái)采用C/S 獨(dú)立管理模式，前端平臺(tái)采用B/S 網(wǎng)絡(luò)管理模式。本平臺(tái)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，快速瀏覽、提取、統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)管理等功能，實(shí)現(xiàn)空間地理數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)和管理，從而滿足用戶對(duì)分布式信息的需求，達(dá)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(kù)與管理流程圖

2.1 數(shù)據(jù)接收

本平臺(tái)的遙感影像數(shù)據(jù)基本上來(lái)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(chǔ)在要?dú)w檔的存儲(chǔ)磁盤數(shù)據(jù)中，等待入庫(kù)。

2.2 數(shù)據(jù)編目

根據(jù)數(shù)據(jù)目錄的總體設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)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(shí)，根據(jù)目錄編碼，自動(dòng)創(chuàng)建存儲(chǔ)磁盤數(shù)據(jù)歸檔區(qū)域中數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)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(dòng)態(tài)擴(kuò)展數(shù)據(jù)目錄的能力，可以為新數(shù)據(jù)入庫(kù)下一步戰(zhàn)略編排做準(zhǔn)備（如圖4 所示）。

圖4 數(shù)據(jù)編目

2.3 存儲(chǔ)磁盤注冊(cè)

通過(guò)磁盤將存儲(chǔ)磁盤信息注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)各種數(shù)據(jù)歸檔自定義指定的存儲(chǔ)空間，每次只能指定一個(gè)存儲(chǔ)空間，當(dāng)存儲(chǔ)空間達(dá)到警戒線時(shí)，可以通過(guò)存儲(chǔ)磁盤的方式來(lái)注冊(cè)新的存儲(chǔ)空間，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展存儲(chǔ)空間，即動(dòng)態(tài)擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的容量，為新數(shù)據(jù)入庫(kù)的下一步策略編排做準(zhǔn)備。

2.4 入庫(kù)策略編排

接收到新數(shù)據(jù)后，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)樣本的分析，設(shè)計(jì)出需要入庫(kù)數(shù)據(jù)的插件，進(jìn)行插件開(kāi)發(fā)，完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的注冊(cè)后，再與數(shù)據(jù)目錄信息和插件存儲(chǔ)信息庫(kù)相結(jié)合，編排進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)的流程，并把入庫(kù)流程信息注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以進(jìn)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(dòng)入庫(kù)能力（如圖5 所示）。

圖5 入庫(kù)策略

2.5 數(shù)據(jù)歸檔

數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)通過(guò)與庫(kù)中的數(shù)據(jù)入庫(kù)策略進(jìn)行正則表達(dá)式匹配，將文件存儲(chǔ)磁盤數(shù)據(jù)定期掃描到待歸檔區(qū)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有定義的時(shí)，可以通過(guò)新的方式豐富新的元數(shù)據(jù)信息，“定義元數(shù)據(jù)”標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擴(kuò)展元數(shù)據(jù)管理能力。匹配成功后，在數(shù)據(jù)庫(kù)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)實(shí)體復(fù)制到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)歸檔區(qū)，通過(guò)后端管理平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)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(guò)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(lái)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(xì)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(gòu)物車，生成數(shù)據(jù)下載任務(wù)，然后將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)磁盤數(shù)據(jù)歸檔區(qū)域下載到本地存儲(chǔ)。

2.8 存儲(chǔ)

通過(guò)后端管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)備份、恢復(fù)和優(yōu)化等，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，系統(tǒng)文件和日志文件進(jìn)行備份，還原所有數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。

3 前端數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)功能

前端平臺(tái)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(wèn)者可以通過(guò)Web 瀏覽器管理或訪問(wèn)平臺(tái)。客戶端不需要下載，安裝第三方軟件或升級(jí)多個(gè)客戶端，而僅需要升級(jí)服務(wù)器并更新版本。本管理平臺(tái)可以部署在本地服務(wù)器上，可以在LAN 內(nèi)訪問(wèn)，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(qiáng)大的交互性，管理員可以通過(guò)一定權(quán)限控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多客戶端訪問(wèn)（如圖6 所示）。

圖6 平臺(tái)前端系統(tǒng)管理

前端數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)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(kù)中每個(gè)實(shí)體的屬性內(nèi)容具有與實(shí)際管理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的唯一代碼，通過(guò)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(tái)通過(guò)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(gè)地圖框中顯示的地圖的位置。當(dāng)前窗口更改時(shí)，鷹眼將相應(yīng)地自動(dòng)更改。鷹眼與當(dāng)前窗口聯(lián)動(dòng)漫游，可以通過(guò)改變窗口在鷹眼中的位置來(lái)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(kù)的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)WEB 瀏覽器直觀地顯示各種統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

圖7 平臺(tái)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(kù)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(dòng)注釋成一系列關(guān)鍵詞，并對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)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(jìn)行圖像的精確匹配或概率匹配，這種通過(guò)匹配來(lái)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(biāo)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(kù)管理軟件，ArcSDE 支持超大型空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理，并且在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對(duì)多用戶空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)做出快速響應(yīng)。本平臺(tái)采用ODBC 接口，用戶可以訪問(wèn)空間地理數(shù)據(jù)，而不必?fù)?dān)心實(shí)際的存儲(chǔ)位置、模式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其他實(shí)際問(wèn)題。

空間數(shù)據(jù)索引：空間索引是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在介質(zhì)上的位置的描述。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須記錄文件和數(shù)據(jù)在磁盤上的位置，通過(guò)一些計(jì)算來(lái)取代磁盤存儲(chǔ)器的漫無(wú)目的訪問(wèn)，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(shí)，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(kù)引擎的最顯著特征是它對(duì)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(shí)數(shù)據(jù)的一致性，是空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。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)?？傊浑y看出，空間數(shù)據(jù)庫(kù)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(tái)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(gè)景，估計(jì)每年將增加約2T新數(shù)據(jù)?？焖?，準(zhǔn)確地在海量空間數(shù)據(jù)庫(kù)中查找或檢索所需圖像是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。通過(guò)輸入關(guān)鍵字或設(shè)置檢索選項(xiàng)可以快速定位數(shù)據(jù)。本平臺(tái)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(shí)間檢索。目錄檢索：通過(guò)設(shè)計(jì)的信息資源目錄樹(shù)，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(guò)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(kù)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(kù)中存儲(chǔ)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(jìn)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(gè)經(jīng)度角點(diǎn)的坐標(biāo)，可以快速檢索相關(guān)數(shù)據(jù)；空間檢索：通過(guò)鼠標(biāo)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(jìn)行空間計(jì)算以檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)；時(shí)間檢索：根據(jù)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)時(shí)間執(zhí)行匹配檢索。在實(shí)際應(yīng)用中，上述六種檢索方法通常不是單獨(dú)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(zhǔn)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(tái)的架構(gòu)模式是框架，入庫(kù)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(kù)中兩個(gè)最重要的數(shù)據(jù)模型。兩種數(shù)據(jù)模型是互補(bǔ)的，能夠有機(jī)地集成圖像數(shù)據(jù)，可以將柵格對(duì)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(duì)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(wèn)端口。

3.2.1 檢索方法1

通過(guò)前端數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)WEB 瀏覽器，進(jìn)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(kù)查詢時(shí)間等條件，單擊“查詢”，在新窗口中可以查詢到對(duì)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(chǔ)時(shí)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(biāo)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(lái)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(diǎn)擊相應(yīng)的數(shù)據(jù)詳情，可見(jiàn)衛(wèi)星識(shí)別、傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)品類型、數(shù)據(jù)采集及開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間、相應(yīng)的經(jīng)緯度、名稱、屬性、存儲(chǔ)時(shí)間等，根據(jù)云量覆蓋及覆蓋景量進(jìn)行篩選（如圖12 所示）。

圖12 空間數(shù)據(jù)屬性圖

平臺(tái)數(shù)據(jù)下載。數(shù)據(jù)分發(fā)過(guò)程（如圖13 所示）在檢索目標(biāo)數(shù)據(jù)選擇后，在購(gòu)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(kù)中的數(shù)據(jù)以文件形式存放于本地，通常是一個(gè)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(bào)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(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)是數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，可以通過(guò)WEB 瀏覽器直觀地查看統(tǒng)計(jì)信息。本系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)在一定時(shí)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(chǔ)和下載數(shù)據(jù)量，并以表格形式顯示，從而支持自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告。可以對(duì)統(tǒng)計(jì)報(bào)告的瀏覽進(jìn)行分類和顯示，并且可以在存儲(chǔ)和下載中查詢統(tǒng)計(jì)信息。統(tǒng)計(jì)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(diǎn)擊“導(dǎo)出”進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出（如圖16 所示）。

圖16 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理

4 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決辦法

4.1 系統(tǒng)啟動(dòng)

目前，該平臺(tái)的前端和后端是獨(dú)立的，并且分別使用多個(gè)批處理程序和應(yīng)用程序來(lái)啟動(dòng)。服務(wù)器關(guān)閉電源并重新啟動(dòng)后，需要專業(yè)技術(shù)人員登錄平臺(tái)服務(wù)器并手動(dòng)操作該服務(wù)才能啟動(dòng)，有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)啟動(dòng)失敗。

解決方案：優(yōu)化平臺(tái)功能，通過(guò)程序升級(jí)將自啟動(dòng)服務(wù)設(shè)置為批處理程序，并將EXE 程序注冊(cè)為Windows Server 系統(tǒng)的服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器同時(shí)啟動(dòng)相關(guān)服務(wù)和應(yīng)用程序，并確保平臺(tái)的連續(xù)工作和平臺(tái)的穩(wěn)定性。啟動(dòng)后添加EXE 程序。

4.2 數(shù)據(jù)入庫(kù)與更新

衛(wèi)星數(shù)據(jù)入庫(kù)過(guò)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(tái)后端打開(kāi)掃描入庫(kù)批處理流程，自動(dòng)掃描文件夾下的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行入庫(kù)操作?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)更新緩慢，遇突發(fā)情況時(shí)難以及時(shí)更新數(shù)據(jù)。

解決方案：根據(jù)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)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(kāi)可用的數(shù)據(jù)。對(duì)于所公開(kāi)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(guò)（大于或等于）0.5m；對(duì)于所公開(kāi)的高分辨率數(shù)據(jù)，初級(jí)產(chǎn)品的空間分辨率不高于（大于或等于）1m。具有與機(jī)密性相關(guān)的高分辨率光學(xué)數(shù)據(jù)的初級(jí)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?jǐn)?shù)據(jù)且包含機(jī)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(guó)家保密法規(guī)進(jìn)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(kāi)放相關(guān)接口。本平臺(tái)將定期或不定期直接從高分四川中心平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò)分類存儲(chǔ)介質(zhì)在本地復(fù)制和導(dǎo)入數(shù)據(jù)。同時(shí)，定期進(jìn)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(shí)獲取最新數(shù)據(jù)的過(guò)程和方法，以最大限度地確保用戶的需求和對(duì)數(shù)據(jù)的響應(yīng)。

5 結(jié)論

“高分” 不僅是一個(gè)項(xiàng)目，也是一個(gè)重大的工程，它是中國(guó)遙感應(yīng)用發(fā)展的重要階段，以“甘孜州高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)”作為軍民融合特色的技術(shù)推廣應(yīng)用示范平臺(tái)，用于防災(zāi)與減災(zāi)，資源與環(huán)境，公共緊急事件、國(guó)家安全、土地調(diào)查與利用，水利和林業(yè)資源監(jiān)測(cè)等，特別是在牧場(chǎng)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(dòng)空間信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的示范應(yīng)用。因?yàn)榈貜V人稀，無(wú)人區(qū)占比面積大，因此，遙感數(shù)據(jù)量也大，“平臺(tái)” 的成功建設(shè)和推廣應(yīng)用模式，有利于西部地區(qū)、邊遠(yuǎn)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(shí)對(duì)本地缺乏地理測(cè)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(tái)的資源，既可以服務(wù)本地，也可培訓(xùn)人員對(duì)遙感圖像基礎(chǔ)加工。平臺(tái)的建立，將為本地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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。