3 國內(nèi)外的研究狀況
在空間數(shù)據(jù)的無縫拼接方面：國外：Mich 此1 FG 以dchild 提出了基于Mo 助n 碼的瓦片式大型地理數(shù)據(jù)庫的設(shè)計思想，玩e 飛網(wǎng)兩的MGE 和ESm 的A 代b 而等都能將地理實體進(jìn)行邏輯概念上的“無縫”拼接― 邏輯無縫，能夠?qū)崿F(xiàn)地理數(shù)據(jù)的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然依圖幅為單位進(jìn)行存儲管理。
國內(nèi)：李愛勤等提出了一種大型地理數(shù)據(jù)庫無縫組織的模型，將地面沿坐標(biāo)軸方向分割成若干正交網(wǎng)格，按照地理實體的大小（覆蓋的最大范圍）對其進(jìn)行分級抽取、整理，并在同一工程中合成為完整的地理實體，并建立了一種改良Morton 碼的空間索引機(jī)制。海軍大連艦艇學(xué)院研制的ECDIS 采用的無縫拼接邏輯模型，實現(xiàn)了同一比例尺下的任意漫游。但仍是基于后臺實時拼接的，電子海圖信息的查詢和管理還不夠理想。
在數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)設(shè)計方面：
2002 年以前，受當(dāng)時關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( RDBM [ S ）技術(shù)水平的限制，多數(shù)GIS 基礎(chǔ)平臺軟件（如A 允玩腸、MGE 、M 即玩凡、slCAD 等）對空間數(shù)據(jù)采用文件型系統(tǒng)進(jìn)行管理，系統(tǒng)的伸縮性非常有限，空間數(shù)據(jù)的存儲和管理受到了嚴(yán)重制約。近幾年來，RDBMS 開始提供對復(fù)雜對象的支持，已有人嘗試在RDBMS 中實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲。隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)的興起，出現(xiàn)了一些建立在面向?qū)ο蠹夹g(shù)基礎(chǔ)上的代表產(chǎn)品，如：S 團(tuán)閻印即orld （英國）、las 山血Ie （美國CA 公司）、國產(chǎn)G 巧軟件G 以盈ar 等。但是，面向?qū)ο蠓椒ú⒎鞘墙⒃谕暾臄?shù)學(xué)理論基礎(chǔ)之上，對象數(shù)據(jù)庫的語言缺乏形式化基礎(chǔ)，也不像關(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前它還不能完全應(yīng)用于GIS 中。這種局面導(dǎo)致了一種新型的對象關(guān)系型數(shù)據(jù)模型（ORDB ）的出現(xiàn)，主要是為了在RDB 中同時提供對對象型，尤其是空間型數(shù)據(jù)的存取需要。如在oracle 中加入了oracles 拌tial Data OPtions ( SDO ) ，以及1llfo ～的S 件tial Data Bk 山（sDB ）組件等，這使得某些商用數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品開始具備空間數(shù)據(jù)管理的能力。
綜上，GIS 的數(shù)據(jù)管理機(jī)制從圖形與屬性數(shù)據(jù)完全分離管理，到通過內(nèi)部標(biāo)識進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以至今天的集成，空間數(shù)據(jù)的存儲方式發(fā)生了很大的變化。傳統(tǒng)的RL 舊MIS 管理一般商務(wù)數(shù)據(jù)比較成熟，而在圖形數(shù)據(jù)管理上明顯不足，面向?qū)ο蟮?SPAN lang=EN-US xml:lang="EN-US">ODBMS 是一個發(fā)展方向，但技術(shù)水平和商業(yè)化程度都不夠。而利用ORDBM [ S 進(jìn)行無縫數(shù)據(jù)的存儲和管理是一種可行的解決方案。
4 實現(xiàn)數(shù)字海圈無縫拼接的基本過程
在具備幾個相鄰圖幅的數(shù)字海圖數(shù)據(jù)的前提下，數(shù)字海圖無縫拼接過程具體如下：
首先要完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)F(xiàn)有格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換，變成所需要的數(shù)據(jù)格式；然后建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系，將分離的經(jīng)預(yù)處理的相鄰圖幅納入統(tǒng)一的坐標(biāo)系中。具體做法是，在所選取的數(shù)字海圖中確定其中一幅作為基準(zhǔn)圖幅，將其他海圖的坐標(biāo)反算成地理經(jīng)緯度，再將經(jīng)緯度坐標(biāo)換算到基準(zhǔn)海圖圖幅上。這樣，所選取的數(shù)字海圖便可實現(xiàn)有疊幅的連續(xù)顯示，但此時的海圖僅在視覺上是無縫的。
其次，對于海圖因疊幅所致的鄰幅間的重疊部分，要進(jìn)行多邊形的窗口裁剪處理。針對數(shù)字海圖的疊幅現(xiàn)象所進(jìn)行的負(fù)開窗是對數(shù)字海圖的疊幅部分作剪輯― 在其中一幅圖中裁掉疊幅的部分，消除冗余數(shù)據(jù)�？赏ㄟ^以下方法實現(xiàn)對點、線、面和注記要素的自動裁剪：第一步，從要處理的海圖中任意取出一幅海圖的內(nèi)圖廓多邊形，組成裁剪多邊形，并保留該圖幅的所有要素；第二步，從其余的海圖中任意取出另一張海圖的內(nèi)圖廓多邊形，組成被裁剪多邊形。若裁剪多邊形與被裁剪多邊形有重疊，則要用裁剪多邊形對當(dāng)前海圖的各要素作剪裁處理，并對落人重疊區(qū)的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行刪除，而保留非重疊部分的數(shù)據(jù)；若兩者不形成重疊區(qū)，則當(dāng)前海圖的全部數(shù)據(jù)被保留下來。第三步，形成新的裁剪多邊形。即取裁剪多邊形和被裁剪多邊形的并作為新的裁剪多邊形。第四步，若要處理的海圖尚未裁剪完畢，則轉(zhuǎn)第二步，否則，則本部分處理結(jié)束。顯然，通過以上處理，除了可以完全消除由于疊幅所造成的數(shù)據(jù)冗余之外，還為拼接處理提供了可能�？梢哉f，對疊幅部分的自動裁剪處理，是針對目前我國發(fā)行的數(shù)字海圖所必須采用的一種特有技術(shù)。裁剪多邊形事實上采用了與A 比In 腸系統(tǒng)中的凡匆田相類似的多邊形結(jié)構(gòu)模型。
接下來是相鄰圖幅的拼接處理：一方面是邏輯接邊，建立相鄰圖幅的空間數(shù)據(jù)在邏輯上的鏈接；另一方面是物理接邊，將不同圖幅或區(qū)域合并成更大的區(qū)域，用一個文件來存儲。具體采用哪種接邊方式，則視所采用的空間無縫數(shù)據(jù)模型而定。接邊處理時，判斷兩個線或面要素是否需要連接的前提一是具有相同的要素特征碼，二是接邊處兩要素在位置上符合給定的限差條件。
值得一提的是，經(jīng)過開窗拼接處理后的相鄰多幅海圖的同一層數(shù)據(jù)或多層數(shù)據(jù)，其空間圖形的拓?fù)潢P(guān)系必然會發(fā)生變化，也就是說，裁剪和拼接處理還涉及到十分復(fù)雜的空間拓?fù)潢P(guān)系的重構(gòu)問題，如以單張圖幅為單位時的相鄰多邊形經(jīng)拼接處理后有可能變成包含與被包含的關(guān)系。只有建立了拓?fù)潢P(guān)系的數(shù)據(jù)才能用于進(jìn)行空間分析，而這恰恰是數(shù)字海圖無縫拼接的價值所在。
5 結(jié)束語
要認(rèn)識、研究完整的海洋地理空間，必須將海洋地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)連續(xù)化，這既是海洋地理信息系統(tǒng)發(fā)展的一個必然趨勢，也是數(shù)字地球的一個重要組成部分。目前我國海洋地理信息系統(tǒng)的研究與應(yīng)用仍是局限在以圖幅為單位的不連續(xù)地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，本文所涉及的數(shù)字海圖無縫拼接的空間數(shù)據(jù)源是相同投影方式（墨卡托投影）和同一比例尺的數(shù)據(jù)。編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)F(xiàn)有格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換，變成所需要的數(shù)據(jù)格式，這也是目前海洋地理信息系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的主要方法。
值得注意的是，在研究中如果數(shù)字海圖無縫拼接的結(jié)果只是目視時圖幅之間在圖形上嚴(yán)絲合縫，而分離圖幅之間并沒有建立邏輯鏈接，物理存儲上也是分離的，其結(jié)果便是我們所說的可視無縫。要說明的是，可視無縫的海圖在滿足瀏覽使用的目的上是勝任的；而作為海洋地理信息系統(tǒng)使用的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，它既不能用于空間分析，也不能用于度量。僅僅是局限于視覺的完美，并不能提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這將無益于技術(shù)進(jìn)步。
另外，在無縫空間數(shù)據(jù)庫研究中還有許多值得深人討論的問題，例如：空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織問題、不同地理實體的空間索引的建立問題、數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)傳輸問題等。
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