传统数据共享的实现方法

6.3.1　传统GIS数据共享的实现方法

在GIS发展的初期，由于GIS系统的封闭性较强，所以数据共享问题不是很突出。那时的数据共享方案大多是针对在单机环境中运行的GIS系统。为了消除GIS空间数据的结构性差异带来的不利影响，数据共享通常局限于对基于不同数据结构的空间数据进行转换的研究。对于空间数据和属性数据的处理，早期的GIS系统一般都采用分开管理的手段，数据转换需要对两者同时进行。所以在数据转换的方法中，需要同时考虑空间数据和属性数据。

1.明码格式数据转换方法

GIS厂商最初想到的方法是在不同GIS系统间采用明码格式来实现共享空间数据。如ArcInfo的e00格式MapInfo的mif格式以及标准图形交换格式dxf等。明码格式实质上起到了一个数据桥梁的作用，通过这个数据桥梁可以实现软件之间的数据转换(见图6-19)。

图6-19　基于明码格式数据转换流程图

应该看到，单机环境下用数据转换的方法实现数据共享有着明显的优势，如可以快速、准确地实现用户的需要，达到数据共享的目的。用户甚至可以在系统内设置有关的转换参数后，对海量GIS数据进行批量转换。从技术实现的难度上来讲，由于这种方法是面向系统开发者的，所以实现起来相对容易些。用户只需做一些有限的参数设置就可以达到自己的目的，转换过程不需要用户干预。

另外，对地理世界中的实体，不同的GIS系统采用不同的抽象概念和形式化方法进行表达，因而数据转换方法不可避免地存在着一些显著的弊病。如由于数据模型不同，转换后的数据不能准确地表达原数据的信息，空间数据转换容易造成数据信息丢失，有时还会造成空间数据精度损失等，甚至有时需要进行多次明码交换才能实现用户的目的。

2.标准空间数据格式的共享方法

在认识到空间数据结构性差异给数据共享带来的诸多麻烦后，一种基于数据结构标准化的思想就受到了人们的普遍重视，并制定了相应的标准。基于这种标准的空间数据在多个GIS系统间具有较好的共享性。近年来不同国家和组织出于自己的需要，陆续制定了各自的内部标准，如我国制定了国家空间基础数据标准NSDS，美国国家空间数据协会(NSDI)制定了空间数据格式规范SDTS(Spatial Data Transformation Standard)等。空间数据标准化的举措在很大程度上推动了空间数据的共享和互操作(见图6-20)。

图6-20　标准空间数据格式流程图

由于各GIS厂商对推行标准化的积极性不同，所以对GIS标准格式数据的接口和转换的实现无法达到同步，而且随着各种各样的标准的出现，数据标准化已失去了原来的意义。不同国家和地区制定的标准之间互不兼容的情况普遍存在，标准间仍然存在地理模型和数据结构性差异的问题。现在的空间数据标准化只能做到在某个特定的行业或国家中实现空间数据共享，而无法实现基于地理空间概念上的数据共享与互操作。

3.系统直接存取方法

利用数据格式转换方法解决数据共享问题，通常会给用户带来资源的浪费。对于大数据量的情况，用户将付出双倍的费用和存储空间。为了解决这个问题，不同的GIS厂商间出于利益考虑，经过协商，决定向对方部分或全部开放自己的空间数据格式。基于这些开放的空间数据格式，不同的GIS软件可以实现双向存取，从而实现共享。如Intergraph的GeoMedia可以同时读取多种格式的空间数据，包括MGE、ArcInfo、Frame、Oracle Spatial等;Bentley公司的MicroStation可以读取dwg、dxf、ArcView shp、MicroStation DGN等;国内的SuperMap可以读取SQL Server、Oracle Spatial、ESRI SDE、Access MDB、SuperMap SDB等数据格式(见图6-21)。

图6-21　直接读取数据访问模式

直接存取方法在本质上也属于数据转换的方法。GIS系统对不属于本系统格式的地理数据进行直接读取时，事实上也存在一个数据转换的过程。因此，用这种方式实现数据共享也包含数据转换的一些弊病。直接存取的方式在实现时会有空间数据丢失、精度损失和数据表达歧义性的情况。

空间数据格式开放的程度不同，使直接存取方法中出现一些特殊的和不可克服的弊病。如对于GIS系统升级的情况，通常会对空间数据格式进行修改，而且有时这种升级是全方位的，系统会对空间数据结构做一些彻底的、根本性的修改。这时基于直接读取方式的数据共享方式就显得无能为力，系统必须重写已经实现的数据存取模块。如由于Bentley公司对MicroStationV8数据文件DGN格式进行了大幅度的修改，如果有用户实现了V8版本以前的DGN格式数据共享，那么现在要在DGNV8版本基础上实现数据共享，就只能重写相应模块。如果升级后的DGN格式不公开，基于此平台的数据就几乎不能实现互访，而破译对方的格式除了破译的完全程度值得考虑外还会有知识产权的纠纷。