礦山系統數據倉庫建構探索

　　目前空間數據的標準化仍然存在不少問(wèn)題，還缺乏統一的標準和規范，缺乏地理信息的法規，那么，礦山系統數據倉庫如何建構呢？

　　空間數據倉庫具有空間數據的海量特性

　　空間數據倉庫是在普通空間數據庫的基礎上發(fā)展起來(lái)的，具備空間數據庫管理系統應有的特點(diǎn)—海量特性:1)海量數據的存儲管理能力。礦山系統空間數據涉及領(lǐng)域較廣，而且隨著(zhù)時(shí)間推移，各級空間數據中心所采集的各種類(lèi)型空間數據呈海量增長(cháng)的態(tài)勢，海量空間數據的存儲、管理是空間數據倉庫首先要解決的問(wèn)題。2)海量數據的分析處理能力。海量數據的應用大多是基于網(wǎng)絡(luò )的，數據的網(wǎng)絡(luò )傳輸、處理的速度很關(guān)鍵，同時(shí)要考慮多用戶(hù)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)的調控等問(wèn)題。因此，應充分利用B/S、C/S的各自?xún)?yōu)勢，相互補充的同時(shí)，更要有強大的客戶(hù)端分析工具。3)海量數據的安全性。隨著(zhù)用戶(hù)的增多，來(lái)自各個(gè)方面的各種安全隱患也會(huì )隨之而增加，WEBGIS需要有完備的網(wǎng)絡(luò )安全防范機制，除了防止系統受到侵害以外，還應根據不同的用戶(hù)設置不同的權限。4)良好的數據備份保護性能，礦山系統是一個(gè)面向多領(lǐng)域多用戶(hù)的應用和管理系統，空間數據倉庫是一個(gè)綜合體，在不同領(lǐng)域的應用過(guò)程中(如數據裁切等)，很可能造成共享數據丟失。因此，系統數據要有良好的存儲備份機制，防止出現故障后系統修復困難。

　　空間數據倉庫建設概念設計

　　元數據

　　元數據主要用于描述基礎地理數據庫有關(guān)的基本信息、數據日志信息、空間數據表示信息、參照系統信息、數據質(zhì)量信息、要素分層信息、發(fā)行信息和元數據參考信息等，元數據將對數據管理、空間數據建庫起重要的作用，是空間數據倉庫的重要組成部分。元數據的根本目的是描述源數據基本信息、空間數據倉庫主要內容、數據變換及各種操作信息，促進(jìn)數據的高效利用，另一個(gè)目的是解釋數據，方便用戶(hù)查詢(xún)、了解空間數據倉庫中的數據結構。通過(guò)元數據[2]可以檢索、訪(fǎng)問(wèn)數據庫，可以有效利用計算機的系統資源，可以對數據進(jìn)行加工處理等。

　　源數據

　　自從山西省進(jìn)行煤礦資源整合后，數字礦山項目面對的均為大型礦山，空間數據倉庫為了支持高層決策分析生成的單個(gè)/集成數字產(chǎn)品需要大量的數據。這些數據除了是來(lái)源于不同單位使用不同時(shí)間開(kāi)發(fā)出的軟件或國際國內商品化軟件生產(chǎn)的測繪數據外，另外還可以是高分辨率衛星影像、航空像片、數字高程模型以及按照統一坐標無(wú)縫拼接而成，可迅速建立基于真實(shí)影像的3維數字城市模型�？傊�，礦山數據的來(lái)源豐富，類(lèi)型為多樣式存儲或分布式存儲。這些異質(zhì)異構的測繪數據及數字礦山新型數據為空間數據倉庫提供數據源。

　　數據變換工具

　　為了充分利用空間數據倉庫中的數據，源數據必須經(jīng)過(guò)提煉、轉換、空間變換將不同數據格式，不同分辨率，不同大小的數據融合以最適宜的方式進(jìn)入空間數據倉庫，實(shí)現異構數據源的相互操作及轉換。數據提煉主要指數據的優(yōu)化與抽取，如在保持數據的完整性和相容性的前提下，對數據項整理重構、去除冗余信息、同時(shí)補充不斷涌出的新數據;數據轉換是指在數據提煉整合的基礎上，對新的動(dòng)態(tài)數據根據統一數據編碼和數據結構對數據集進(jìn)行各種運算以及語(yǔ)義轉換等;空間變換可以理解為對空間數據統一數據空間坐標和比例尺，數據轉換工具對原始數據庫和目標數據庫中相對應的表里具有相同值域的同名數據字段能轉換，不同的數據字段也能轉換。對于某一具體的數據表，可以使用多個(gè)字段做任意組合的設定條件來(lái)轉換數據，保證數據的一致性和完整性。例如，通過(guò)融合遙感影像、數字高程模型和地形數據，創(chuàng )建具有精確坐標的三維地形數據庫。

　　空間數據倉庫

　　目前空間數據的標準化仍然存在不少問(wèn)題，還缺乏統一的標準和規范，缺乏地理信息的法規，各部門(mén)間缺乏必要的聯(lián)系和協(xié)調，對于科學(xué)的分類(lèi)和統計缺乏嚴格的定義，建立的系統數據雜亂，難以相互利用，信息得不到有效地交流和共享，將來(lái)源不同的各種異質(zhì)異構數據按統一的標準和規范集成到一個(gè)數據庫中，有利于空間數據的高效存儲，使得在桌面應用程序中，用戶(hù)可以瀏覽分析空間數據，并可以對其進(jìn)行編輯。也可以在上面添加二維或者三維的物體、瀏覽路徑、場(chǎng)景以及地理信息文件。也就是通過(guò)數字產(chǎn)品的融合使所創(chuàng )建的數據庫相連接，并且可以在網(wǎng)絡(luò )上發(fā)布。再通過(guò)服務(wù)器端軟件，允許用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)訪(fǎng)問(wèn)地形數據庫及其他數據庫。

　　數字礦山空間數據倉庫建設

　　數字礦山空間數據的變換

　　開(kāi)發(fā)數據轉換組件，能實(shí)現對各基層專(zhuān)業(yè)單位的格式進(jìn)行轉換、讀取和無(wú)縫管理;對于短期內不會(huì )更新的數據，將shape文件、ArcSDE、OracleSpatial、SQLServer2008、PostGIS等空間數據要素進(jìn)行處理，生成靜態(tài)緩存;對于業(yè)務(wù)系統數據每天都在發(fā)生變更的數據，將ArcSDE、OracleSpatial、SQLServer2008、PostGIS存儲的空間數據要素動(dòng)態(tài)更新，當原始矢量數據更新之后，緩存能夠隨之更新。

　　數字礦山空間數據倉庫元數據管理

　　元數據通常用以記錄礦山常用知識及圖件等數據的形成規律等。系統的元數據管理[3]要點(diǎn)如下:參照國家現有的空間元數據標準，建立山西數字煤礦空間元數據的結構模式;設計實(shí)現空間元數據庫采集器、空間元數據服務(wù)器，實(shí)現空間元數據的輸入、發(fā)布、查詢(xún)等功能;設計空間元數據網(wǎng)關(guān)，實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的轉換、客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)代理、服務(wù)器注冊管理以及網(wǎng)絡(luò )客戶(hù)管理等功能。要對各種測繪數據庫實(shí)現數據變換以便按照統一標準對數據入庫和從空間數據倉庫中提取應用數據，就必須對來(lái)源廣泛的源數據進(jìn)行研究，建立空間數據倉庫元數據標準體系。

　　數字礦山多維空間分析

　　在圖1上層的應用系統中，將不同分辨率、不同大小的數據進(jìn)行融合、投影變換，構成一個(gè)公共的參考投影，通過(guò)疊加融合航片、衛星影像、數字高程模型以及各種矢量地理數據(二維及三維信息)，迅速方便地創(chuàng )建海量三維地形數據庫。這些海量三維地形數據庫加上時(shí)間信息，形成四維信息。用戶(hù)可以實(shí)時(shí)創(chuàng )建自定義的虛擬三維可視化場(chǎng)景，并進(jìn)行瀏覽、查詢(xún)和分析�？臻g數據變換工具能夠創(chuàng )建如同真實(shí)照片般的地理精準的三維地球模型。它可以對數據以其本身格式的方式進(jìn)行融合來(lái)創(chuàng )建基于三維的地形模型，并提供給客戶(hù)端進(jìn)行數據層和其他內容的疊加。

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