传统的空间信息集成体系结构包括:联邦空间数据库(Federated  spatial databases)、空间数据仓库(Spatial data warehouse)和包装器/中介器(Wrapper/Mediator),如图所示。

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传统空间信息集成体系结构图 字串8

传统空间信息集成体系结构图

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联邦空间数据库

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联邦空间数据库是一种特殊的联邦数据库(图2.1(a),其中所有参与的空间数据集之间实现一对一的连接,并通过一个语言转换器进行查询转换。这种体系结构的优点是:各空间数据源的自治性得到了充分的尊重,且各空间数据源之间的连接关系是松散藕合的。这种体系结构的问题是:如果N个空间数据库中的每一个都需要与其它N-1个空间数据库进行交互,则我们必须配置N(N-1)个语言转换器以支持不同空间数据库之间的无缝查询,且当其中的某个数据源发生变化后,与之对应的N-1个查询<语言转换器都需要及时更新,由此所带来的维护开销较大。 字串9

在传统联邦数据库领域,Sheth和拉尔森Larson在1990年给出了联邦数据库领域一个较全面的综述,而后,Kamel提出了基于联邦数据库的异构数据库集成方案,支持关系型、对象关系型和纯关系型的数据库系统之间的集成。Souto则讨论了联邦数据库的设计和实现方法。

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在联邦空间数据库领域,武汉大学的龚健雅教授等提出了一种扩展联邦空间数据库模型。该模型基于联邦制结构,并采纳了中介模型的优点,通过设计一个公共的空间数据模型和全局的空间查询语言实现对分布、异构空间数据库的透明访问,并基于COM和OpenGIS设计了联邦空间数据库的数据模型。 字串8

空间数据仓库

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在空间数据仓库中,各空间数据源的数据被抽取器(Extraotor)抽取出来,存储在空间数据仓库中;同时,各数据源的局部数据模式被有机地合成为一个全局模式(Gloabal schema),以利于全局查询的表达。基于这样的结构,用户对全局空间数据的查询实质上就是对空间数据仓库中的数据进行查询。 空间数据仓库一般不允许用户对之进行更新,因为仓库中数据的更新必须由基础数据源发起。空间数据仓库中数据的实效性严重依赖于基础数据源数据的实效性以及由基础数据源向数据仓库的更新策略。该策略一般有三种:周期性重建、增量更新和实时更新。空间数据仓库与一般数据仓库的不同是引入了空间维数据,从而增加了对空间<数据的存贮、管理和分析能力。它根据主题从不同的空间信息应用系统(或者空间数据库系统)中截取不同规模时空尺度上的信息,通过专业模型对不同源数据库中的原<始业务数据进行抽取和聚集,形成一个多维视角,为用户提供一个综合的、面向分析的决策支持环境目前空间数据仓库已成为国外Gls领域研究的热点之一,并在多个项目中得到应用,如澳大利亚的土地管理系统、苏格兰的资源环境信息系统、以及著名的Terra Server等。

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包装器/中介器

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包装器/中介器((Wraper/Mediator)是日前应用较广泛的建立信息集成系统的体系结构。在该结构中,各空间数据源的数据并不象空间数据仓库那样集中存放,而是仍然存放在各个数据源本地。用户面向全局数据提交的查询经过Wrapper/Mediator结构完成查询分解与查询重构—子查询执行—结果汇集的完整流程来满足上层集成应用的需求。    在该结构中,Mediator的设计与实现是整个系统的关键,其核心是集成模式*(Integrated schema),它支持虚拟视图或视图集合。用户的查询基于集成模式来构造,而不必知道每个数据源的模式细节。基于Mediator/Wrapper结构的系统的基本应用流程是:中介器(Mediator)将基于集成模式的查询重构为基于各局部数据源模式的查询,它的查询执行引擎丙通过一各数据源的包装器将结果抽取出来,最后由中介器将结果集成并返回给查询提交者。   字串4

包装器/中介器结构在技术上解决了仓库系统中空间数据的更新问题,从而弥补了数据仓库方法的不足,并且由于空间数据结构复杂、数据量大,建立空间数据仓库的难度更大,囚此包装器/中介器结构成为了空间数据集成的有效体系结构。Wiederhold等研究了基于Wrapper/Mediato:体系结构的基础理论问题; Omar等描述了基于该体系结构实现的一个WFS(Web Feature Sevice)集成服务系统。此外,Devogele等还研究了基于此结构的分布式空间数据库集成问题;国际著名地理空间信息互操作研究组织OGC也及时地推出了面向中间件的操作规范。 随着Internet和Web的快速发展,如何在Web环境下进行空间数据集成给本领域提出了新的挑战。近年来,如何快速、高效地在Web环境下为分布的空间数据源建立包装器和进行数据集成成为研究的热点。 字串9