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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(jì)思想，玩e 飛網(wǎng)兩的MGE 和ESm 的A 代b 而等都能將地理實(shí)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(chǔ)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(shí)體的大�。ǜ采w的最大范圍）對(duì)其進(jìn)行分級(jí)抽取、整理，并在同一工程中合成為完整的地理實(shí)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(shí)現(xiàn)了同一比例尺下的任意漫游。但仍是基于后臺(tái)實(shí)時(shí)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(jì)方面：

　　2002 年以前，受當(dāng)時(shí)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(tái)軟件（如A 允玩腸、MGE 、M 即玩凡、slCAD 等）對(duì)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(chǔ)和管理受到了嚴(yán)重制約。近幾年來，RDBMS 開始提供對(duì)復(fù)雜對(duì)象的支持，已有人嘗試在RDBMS 中實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲(chǔ)。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�立在完整的�?shù)學(xué)理論基礎(chǔ)之上，對(duì)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(duì)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(shí)提供對(duì)對(duì)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(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以至今天的集成，空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(gè)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(chǔ)和管理是一種可行的解決方案。

4 實(shí)現(xiàn)數(shù)字海圈無縫拼接的基本過程

　　在具備幾個(gè)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)�現(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(shí)現(xiàn)有疊幅的連續(xù)顯示，但此時(shí)的海圖僅在視覺上是無縫的。

　　其次，對(duì)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(duì)數(shù)字海圖的疊幅現(xiàn)象所進(jìn)行的負(fù)開窗是對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)、線、面和注記要素的自動(dòng)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(duì)當(dāng)前海圖的各要素作剪裁處理，并對(duì)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(duì)疊幅部分的自動(dòng)裁剪處理，是針對(duì)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(shí)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(gè)文件來存儲(chǔ)。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(shí)，判斷兩個(gè)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(huì)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(shí)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(jià)值所在。

5 結(jié)束語

　　要認(rèn)識(shí)、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(gè)必然趨勢(shì)，也是數(shù)字地球的一個(gè)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)�現(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(shí)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(chǔ)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(shí)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。