多源資料庫

① 無縫空間資料庫設計與構建

(一)問題的提出

塔里木河流域生態環境動態監測系統的運轉需要大量的空間數據支持。在空間資料庫構建前期，採集了塔里木河流域的各尺度基礎地形圖、生態環境專題圖以及遙感影像資料等圖形、圖像數據，這些數據都是以分幅的成果進行收集和提交的，需要進入綜合資料庫中，以實現數據的共享。

我國國土版圖大，而且大部分位於中、低緯度地區，因此我國現行的大於1∶50萬比例尺的各種地形圖都採用高斯－克里格投影即橫切橢圓柱正形投影。經過高斯－克里格投影後的平面直角坐標系是以相切的經線(中央經線)的投影為X軸，以赤道的投影為Y軸。高斯－克里格投影具有以下特點:

(1)中央經線投影為直線，而且是投影的對稱軸(也是投影平面的X軸);

(2)高斯－克里格投影是等角投影，投影後具有角度不變、伸長固定的特點(即同一地點各個方向的長度比不變)，滿足等角的要求;

(3)中央經線上長度沒有變形，離中央經線越遠變形越大。為了限制投影變形，必須進行分帶投影。所謂分帶就是按照一定的經度差，將橢球體按經線劃分成若干個狹窄的區域，各個區域分別按高斯投影的規律進行投影，每一個區域就稱為一個投影帶。在每一個投影帶內，位於各帶中央的子午線就是軸子午線，各帶相鄰的子午線叫邊緣子午線。分帶之後，各帶均有自己的坐標軸和原點，形成各自獨立但又相同的坐標系統。根據國際通用方法，我國投影分帶主要有兩種:在我國1∶2.5萬到1∶50萬地形圖均採用6°分帶投影，1∶1萬及更大比例尺的地形圖採用3°分帶投影，以保證投影變形誤差滿足地圖的精度要求(王密等，2001)。

本系統所採集到的數據產品的空間參考大都是以高斯投影後的平面坐標為基礎的分幅數據。塔里木河流域地域廣闊，地理坐標介於東經73°10'～94°05'，北緯34°55'～43°08'之間，以1∶10萬基礎地形圖數據為例，按照高斯投影後的坐標分成了13°、14°、15°、16°四個6°高斯投影帶，每個帶的坐標都是以本帶的坐標原點為參考點，空間基準不統一，如果將這些數據直接進行入庫，將在跨帶處產生縫隙，不能形成邏輯意義上完整的河流表現，也無法完成基於整個流域的生態環境分析，因此，必須採用相應的數據處理與建庫技術，實現塔河整個流域數據的無縫集成管理，使之形成統一的整體。從基礎數據的獲取開始，進行精心設計和組織，分離出數據物理層和數據邏輯層，在統一的空間框架之下，將物理層歸化到邏輯層，以消除邏輯層的縫隙，從而實現用戶級的邏輯無縫空間資料庫。

(二)無縫資料庫

隨著GIS數據發布與共享技術的發展，無縫空間資料庫逐漸分化出兩個層次的含義:一是GIS系統內部的數據無縫，一是不同GIS實現互操作時的數據無縫。前者是通常意義的無縫，後者主要通過數據標准化與操作標准化來實現。無縫空間資料庫的最終含義體現在邏輯無縫資料庫。無論是多源還是單源、同構還是異構，跨越數據層呈現在用戶面前的GIS空間資料庫必須是邏輯無縫的。

空間數據的無縫連接是一個建立在用戶與資料庫介面基礎上的概念，意味著GIS管理的數據不再是單一、被硬性割裂的圖幅，而是范圍更加廣闊的區域，這個區域小可到一個城市，大可到一個國家甚至整個地球(王卉、王家耀，2004)。由於硬軟體條件的限制，計算機系統尚不能同時處理海量的空間數據，因此從具體技術的實施上，可採用將空間數據分塊存儲於資料庫中，資料庫提供相應的圖塊拼接信息。物理上空間數據是有縫隙的，但空間資料庫提供圖塊之間的接圖信息及相應的拼接訪問手段，保障了空間數據在使用上的空間連貫性，即數據在邏輯使用上是無縫的(王密等，2001)。

(三)縫隙產生原因

在現實世界中，地理空間是由地貌、地物組成的連續的表層空間，地理信息則是有關地理空間的一切有用的知識。在計算機世界中，地理信息通過抽象、建模形成數字化的表示形式，通過空間資料庫來進行表達、存儲和管理(朱欣焰等，2002)。空間地理數據縫隙是在數據的獲取、表示與處理過程中產生的數據不連續現象。

1.數據源

由於歷史和現實的原因，地圖是絕大多數GIS系統直接的數據源。地圖是地球三維橢球面的二維平面表達，本身對真實世界有扭曲;地圖是對連續空間的割裂表達，實體被分割到不同的地圖空間中去;高斯投影是基本比例尺地形圖經常選用的投影，也是絕大多數GIS系統的數學基礎，由於分帶的原因，使得投影後帶有高斯投影平面坐標的地圖無法實現無縫拼接。

2.數據表達與組織方式

空間地理幾何數據的表示主要有柵格和矢量兩種不同的形式。柵格形式是將地理表層空間劃分為一系列網格，空間目標由這些網格的位置及其量化值來表示，這些網格本身就是連續空間信息的離散表達。矢量形式則是將地理空間的一切事物、概念進行抽象，形成點、線、面，由點、線、面來組成各類空間目標。按點、線、面來分類和按分層的思想來組織空間數據，也割裂了實體之間內在的聯系。

在空間資料庫組織與管理上，目前主要有文件型、文件與關系資料庫混合型、全關系型以及對象關系型。傳統的文件型空間資料庫、文件與關系混合型空間資料庫，按圖幅或一定的區域范圍以文件的形式來組織與存儲空間幾何數據，不同的圖幅或區域之間存在縫隙。在文件與關系資料庫混合型的空間資料庫中，空間幾何數據貯存在文件中，屬性數據貯存在關系資料庫中，屬性數據和幾何數據之間通過內部標識來鏈接，空間幾何數據和屬性數據之間存在縫隙。

3.數據處理

數據處理的過程中也會引入縫隙，產生這種縫隙的原因有:①數據處理過程的順序不一致;②選擇的處理參數不一致;③數字化的精度不一致。

4.多源異構數據共享

數據屬性(數學基礎、比例尺、用途、時間、精度等)的不同，導致了數據的差異，這些差異是多層次和多方面的，它們集中體現了數據的異構。數據異構和多源往往是一體的，多源異構是系統內部和系統之間數據裂隙的主要原因(劉仁峰，2005)。

(四)數據縫隙類別和表現

數據縫隙基本可以分為物理縫隙和邏輯縫隙兩類。物理縫隙是地理空間的分離存儲，本來連續的實體空間被分離到不同的存儲空間和存儲單元中去，例如空間數據的分幅、分層存儲。邏輯縫隙是指邏輯上本身連續的信息不能以邏輯連續的方式呈現，例如跨越多幅圖的一條河流，在圖幅內查詢河流屬性(如長度)時只能獲取其在本圖幅內的相關信息而不是實體整體的信息。顯然，由於空間信息本身的海量特性，要完全意義上的實現物理無縫的空間資料庫目前還是不可能的，也沒有必要。GIS用戶關心的不是空間數據是物理無縫，因為GIS呈現給用戶的是數據邏輯層，只需要保證用戶看到的數據是邏輯無縫的。

物理有縫的資料庫向邏輯無縫資料庫的轉換是無縫空間資料庫構建的重要一環。

(五)無縫鑲嵌技術

數據的無縫連接包含以下幾個問題:投影、坐標系統、比例尺、數據精度等。對不同投影和坐標系統的空間數據在投影和坐標系統上統一採用相同的標准，當空間數據具有多尺度時，無縫連接尋找數據集之間連續的表達方式，它表現為不同尺度數據之間的集成。建立無縫空間數據的關鍵在於在合適的空間信息框架上實現多源異構空間數據的融合，框架是基礎，融合是手段。

1.合適的空間框架選擇

(1)適合多尺度信息表達。地球是一個開放的非常復雜的巨大系統，隨著觀察視角的變化，我們希望空間地理信息比例尺也自動增減。由於地圖的自動綜合受諸多因素的影響，目前比較可行的是採用多尺度空間數據支持來達到目的。所謂多尺度就是指系統內包含幾種不同比例尺(或解析度)的空間數據，其目的是為了適度地反映系統所關心區域的空間地理信息，以避免地物信息的過粗、失真或地物信息的負載量過大而無法使用。無縫空間資料庫也應該符合多尺度空間資料庫要求。

(2)適合大區域表達。各種自然和人文現象的空間分布，有其內在的原因和規律，這些原因和規律的獲得，往往需要研究大區域多因素的綜合作用;另一方面，對於全球范圍的環境變異和氣候變遷的研究需要基於數字地球的空間框架。大區域的表達，還涉及空間尺度問題，不應繼續採用歐氏空間尺度，而應該採用大地線尺度空間。

2.多源異構空間數據的融合

(1)GIS的迅速發展和廣泛應用導致了多源空間數據的產生。如何實現不同的GIS軟體共享並操作不同來源的地理數據，即GIS多源空間數據的集成，成為GIS發展的關鍵。目前GIS多源空間數據的集成主要朝著三個方向發展，一是通過建立統一的數據交換標准來約束並規范已有的各類地理信息系統，採用數據交換標准來進行空間數據交換;二是建立開放式地理數據互操作規范，進行地理信息系統互操作;三是GIS數據中間件技術。

(2)統一數據交換標准存在很多實現上的困難。互操作是一個重要發展趨勢，是在異構分布式資料庫中實現信息共享的途徑，它需要將GIS技術、分布處理技術、面向對象方法、資料庫設計及實時信息獲取方法更有效地結合起來。所謂GIS數據中間件技術是指能夠嵌入各類GIS系統的軟體，GIS開發者通過中間件開發商提供的介面，訪問和操作特定的數據源。

(3)在多源異構數據集成技術尚未成熟的時候，人們再次把目光投向數據本身，如果可以提供關於數據的詳細描述，是否可以提高融合數據的能力呢?於是，對於「關於數據的數據」的研究，即對於元數據的研究便普遍展開。從DublinCore到CSDGM與OGC，都提出了相應的元數據標准體系，有了完整而完善的元數據描述，必將提高數據的效能，從而最終促進多源異構資料庫向無縫空間資料庫的歸化。

為實現塔河整個流域數據的無縫集成管理，使之形成統一的整體，設計從縫隙產生的地方開始，分離出數據物理層和數據邏輯層，在統一的空間框架之下，將物理層歸化到邏輯層，以消除邏輯層的縫隙，從而實現用戶級的邏輯無縫空間資料庫;同時制定統一的數據提交規范，如所有矢量數據在入庫前統一採用經緯度坐標，柵格數據統一提供兩套數據，即高斯坐標和經緯度坐標，以滿足不同用戶的管理需求和精度要求。

② 資料庫構建流程

構建相山地區地學空間資料庫是在對各類原始數據或圖件資料進行整理、編輯、處理的基礎上，將各類數據或圖形進行按空間位置整合的過程。其工作流程見圖 2.1。

圖2.1 相山地區多源地學空間資料庫構建流程

2.2.1 資料收集

相山地區有 40 多年的鈾礦勘查和研究歷史，積累了大量地質生產或科學研究資料。筆者收集的面上的資料包括原始的離散數據如航空放射性伽瑪能譜數據、航磁數據、山地重力測量數據、ETM 數據，而地面高精度磁測資料僅收集到文字報告和圖件。上述各類數據均可達到製作 1∶50000 圖件的要求。地質圖採用 1995 年核工業 270 研究所等單位共同實施完成的 「相山火山岩型富大鈾礦找礦模式及攻深方法技術研究」項目的 1∶50000附圖; 採用的 1∶50000 地形圖的情況見表 2.1。

2.2.2 圖層劃分

GIS 資料庫既要存儲和管理屬性數據和空間數據，又要存儲和管理空間拓撲關系數據。數據層原理: 大多數 GIS 都是將數據按照邏輯類型分成不同的數據層進行組織，即按空間數據邏輯或專業屬性分為各種邏輯數據類型或專業數據層。相山地區數字化地質圖包括地理要素和地質要素兩大部分，共設置 9 個圖層，每一圖層 (包括點、線或多邊形) 自動創建與之相對應的屬性表。

表2.1 採用的地形圖情況一覽表

注: 坐標系均為 1954 年北京坐標系，1956 年黃海高程系，等高距為 10 m。

(1) 水系圖層 (L6XS01) : 包括雙線河流、單線河流、水庫或水塘。

(2) 交通及居民地圖層 (L6XS02) : 包括公路和主要自然村及名稱。

(3) 地形等高線圖層 (L6XS03) : 包括地形等高線及高程和山峰高程點。

(4) 蓋層圖層 (D6XS04) : 包括第四系 (Q) 和上白堊統南雄組 (K2n) 及其厚度和主要岩性。

(5) 火山岩系圖層 (L6XS05) : 包括下白堊統打鼓頂組 (K1d) 、鵝湖嶺組 (K1e) 及各種淺成- 超淺成侵入體 (次火山岩體) 的分布和主要岩性特徵。

(6) 基底圖層 (L6XS06) : 含下三疊統安源組 (T3a) 、震旦系 (Z) 、燕山早期花崗岩 (γ5) 、加里東期花崗岩 (γ3) 。

(7) 構造圖層 (L6XS07) : 相山地區褶皺構造不發育，構造圖層主要包括實測的和遙感影像解譯的線性斷裂或環形構造。

(8) 礦產圖層 (L6XS08) : 包括大、中、小型鈾礦床和礦點。

(9) 圖框及圖幅基本信息圖層 (L6XS09) : 數字化地質圖的總體描述，內容包括圖框、角點坐標、涉及的 1∶500000 標准圖幅編號、調查單位及出版年代等。

圖層名編碼結構如下:

相山鈾礦田多源地學信息示範應用

2.2.3 圖形輸入

圖形輸入或稱圖形數字化，是將圖形信息數據化，轉變成按一定數據結構及類型組成的數字化圖形。MapGIS 提供智能掃描矢量化和數字化兩種輸入方式。本次採用掃描矢量化輸入，按點、線參數表事先設定預設參數，分別將地形底圖和地質底圖掃描成柵格圖像的 TIF 文件，按照圖層劃分原則，在計算機內分層進行矢量化。線型、花紋、色標、符號等均按 《數字化地質圖圖層及屬性文件格式》行業標准執行。

對於已建立的圖層，按點、線、多邊形分別編輯修改，結合地質圖、地形圖及相關地質報告，採集添加有關屬性數據，用以表示各圖層點、線、多邊形的特徵。拓撲處理前先將多邊形的地質界線校正到標准圖框內進行修改，去掉與當前圖層區域邊界無關的線或點。對於圖幅邊部不封閉的區域，採用圖框線作為多邊形的邊界線，使圖幅內的多邊形均成為封閉的多邊形。拓撲處理後進行圖形數據與屬性數據掛接。

在 MapGIS 實用服務子系統誤差校正模塊中，將數字化地圖校正到統一的大地坐標系統中。圖形資料庫採用高斯-克呂格 (6 度帶) 投影系統，橢球參數: 北京54/克拉索夫斯基。

MapGIS 數據文件交換功能使系統內部的矢量圖層很容易實現 Shape 和 Coverage 等文件格式的轉換。在圖形處理模塊將上述各圖層轉成 Shape 文件格式。

2.2.4 離散數據網格化

在收集的原始資料中，除 1∶50000 地形圖和地質圖之外，航空放射性伽瑪能譜數據(包括原始的和去條帶處理後的數據) 、航磁數據、山地重力測量數據都是離散的二維表格數據。用 GeoExpl 網格化。GeoExpl 數據處理與分析系統提供了多種網格化計算的數學方法，本次選用克立格插值方法，網格間距 15 m。重力和航磁數據網格化後，進行不同方向或不同深度的延拓處理。所有網格化數據均採用了與上述圖形數據相同的地圖投影和坐標系統。

2.2.5 網格化數據影像化

MapGIS 網格化文件格式為 grd，可直接被 Erdas Imagine 讀取，GeoExpl 網格化文件包括重磁處理反演後的網格化文件可轉換成 Surfer.grd 後，被 Erdas Imagine 讀取。然後將上述網格化數據一一轉成 img 影像數據格式。

2.2.6 DEM 生成

地形等高線 (L6XS03) 文件在 MapGIS 空間分析子系統 DEM 分析模塊中，生成 DEM柵格化文件: L6XS03.grd，再轉成 img 格式，文件名改為: XSDEM。

經過上述程序形成的各類矢量或柵格數據，在 ArcView 平台建立 「相山資料庫」工程文件，將上述各 Shape 圖形和 img 影像文件一一添加到該工程文件中。該工程文件即為相山地區矢量、柵格一體化地學空間資料庫。該資料庫，一可以對這類地學空間信息實現由 GIS 支持的圖層管理，二可以視需要不斷進行數字—圖形—圖像的轉換，三可以將多源地學信息進行疊合和融合，以實現多源地學信息的深化應用和分析，為實現相山地區鈾資源數字勘查奠定基礎。

③ mysql 5.7多源復制如何去掉一個復制源

GTID 對於單源復制還是很方便，但是對於多源復制，這里就需要特別注意：

• 要先停止所有的從庫 stop slave;

• 然後清理本機所有的 GTID，reset master;

• 再進行 SET @@GLOBAL.GTID_PURGED='xxxxx' gtid 設置

• 這里就會引入一個問題，如果是級聯復制的情況下，reset master 的時候，會把本機的所有 binlog 清理掉。如果下一級的從庫存在延遲，沒有及時的把 binlog 傳過去，就會造成主從中斷，這里我們該怎麼避免呢？看這里：

• 做 reset master 的時候，先看看下游的從庫是否存在很大的延遲。如果存在，把當前的 binlog 和後面未同步的 binlog 全部備份下；

• 待添加好從庫的 channel 後，再把未同步的 binlog 文件手動拷貝到 binlog 目錄；

• 更新下 mysql-bin.index 文件；

• 注意，binlog 不能同名，需要手動更新下文件。

④ 如何將地理信息多源數據整合在一起

資料庫應用發展到今天,已有相當數量的企業積累了大量的、以不同形式存儲的、依賴於不同的資料庫管理系統的數據,如何共享這些數據信息,是企業進一步發展 所需解決的問題。針對上述問題,要實現網路環境下的信息共享,就必須聯合各個異構資料庫,

⑤ 礦產勘查中多源地學數據融合技術

地質特徵、地球物理、地球化學和遙感等信息都是區域地質及成礦作用不同側面的反映，因此在它們之間進行成礦信息的融合是必然的。礦產勘查中的多源數據融合包括: ①定性和定量數據的融合; ②相同解析度的不同平台測量數據的融合; ③不同解析度不同平台測量數據的融合。

目前，大多數融合主要是在多源遙感信息之間進行，如進行多感測器、多時相和多頻譜的圖像融合，還無法在圖像處理中自動將非圖像數據加入進去，在具體操作中只能通過GIS 資料庫的數據綜合疊加來實現對多源數據進行圖像對圖像的融合。以下將就礦產勘查中多源地學圖像的融合過程進行介紹。

1. 物化探數據生成圖像

物化探數據在空間結構上有網格化數據和不規則數據兩種，對於網格化數據，根據所需像素密度應用插值技術生成圖像，插值的方法有雙三次樣條、雙線性插值，後者是最簡單實用的一種。經過插值後的圖像可以是二值、灰度或彩色的，為了進一步處理，通常將其處理成灰度圖像，根據具體應用，灰階可以為 16 或 256。離散數據可以先進行網格化再插值，當然也可以直接用三角網插值。對於矢量 GIS 地質數據，例如地層、岩性、斷裂等，由於其屬性的復雜性，可進行二次開發，按照屬性意義生成圖像。

2. 圖像的配准和鑲嵌

目前，大多數 GIS 和圖像軟體都實現了這兩項功能，基本原理是在兩幅圖像上找出若干個同名地物，利用坐標變換將需要配準的圖像坐標變換為標准坐標，把分幅圖像拼接為一幅圖像，以便於下一步處理。

3. 圖像的地學專業化處理及信息提取

基於地學目標對不同類型的空間數據進行各種預處理，如遙感數據的光譜信息和空間信息提取、空間濾波、頻率濾波、主成分分析、分形分析和紋理分析等處理; 對於物探數據進行專業化的化極、延拓、匹配濾波等數值處理，提取目標體不同特徵的結構信息; 地球化學數據處理的目的是要找出化探異常區，關鍵問題是確定異常下限，通過多種計算方法，得到異常區的分布圖像。

4. 多源地學數據的融合

礦產勘查中所用的信息源有遙感信息和地、物、化探信息，遙感信息具有高的光譜信息，色彩鮮艷，視域廣，直觀性強和綜合信息豐富的特點，對地面地質特徵 ( 地層、岩性、構造等) 、地形地貌和岩石裸露、水系分布均可直接提取; 地質與物化探信息則對具體目標有指示能力，可以看作一種影像的強度，參與圖像的融合。基於原始數據的融合方法可採用 HIS 變換、K-L 變換、像元加權融合等方法來實現。

復習思考題

1. 遙感礦產解譯應遵循的原則是什麼?

2. 遙感常見的找礦解譯標志有哪些?

3. 在遙感圖像上如何識別礦體露頭?

4. 在遙感圖像上如何利用鐵帽及氧化露頭追索礦體?

5. 地質構造對找礦的控製作用有哪些?

6. 在遙感圖像上如何利用圍岩蝕變進行找礦?

7. 地貌標志在遙感找礦中有哪些?

8. 如何利用植物特徵進行示礦信息的提取?

9. 如何應用 TM / ETM + 遙感影像識別蝕變礦物?

10. 簡述 TM / ETM + 遙感影像的礦化蝕變信息提取的處理方法。

11. 如何建立區域遙感找礦模式?

12. 地質找礦中多源地學數據有何特點?

13. 簡述礦產勘查中多源地學數據融合過程。

⑥ 簡述數據倉庫[Datawarehouse]的任務

沒有意思啦。。。十多年的概念啦。。。
數據倉庫是大型資料庫特別是分布式資料庫基礎上提出來的東西，就是多資料庫集成加初步的中間統計結果。目的是為了比如大型企業分布、多源資料庫的集成，為上層應用提供個統一介面。
在數據倉庫基礎上的應用叫OLAP，可以認為是一種強化的資料庫查詢技術。
十年前OLAP就已經被數據挖掘給搶了風頭了，還沒在國內知名就變成落伍概念了。其實對企業來說，數據的增值利用現在也還沒什麼花頭。

⑦ 　多源信息一體化集成

國土資源遙感綜合調查管理信息系統與其他信息系統相比，具有數據類型多樣、數據格式各異等數據多源性的特徵。為了將各個分散的專題數據形成一個有機整體，存放於統一的資料庫中，實現整個項目的數據綜合利用和共享，首先必須實現多源信息一體化集成，建立一個充分兼容的遙感綜合調查數據集。以下是對遙感綜合調查數據多源性的一個簡單分析。

首先，數據的多源性體現在遙感調查信息的多時空性和多尺度性，遙感調查基礎信息具有很強的時空特性。各個專題都要用到的衛星遙感影像就是一個明顯的例子，它既有同一時間不同空間序列，也有同一空間不同時間序列。

其次，體現在遙感調查基礎數據獲取手段多源性，包括來自衛星和航空遙感、已有數據系統、圖表、實地勘測數據以及在工作中統計分析的衍生數據等。這些不同手段獲得的數據，其存儲格式及提取和處理手段都各不相同。

第三，遙感調查基礎數據的多源性還體現在存儲格式上。遙感調查基礎數據不僅要表達相關實體（如土地利用與土地覆被中的地類圖斑）的空間位置和拓撲關系，同時也要記錄空間實體對應的屬性（如與地類圖斑的有關社會經濟屬性）。這就決定了遙感調查基礎數據源既包含空間數據，又包含非空間數據。空間數據還可以進一步分為柵格格式和矢量格式兩類，非空間數據還可分成結構化數據和非結構化數據兩大類。

因此，從形式上來看，遙感綜合調查基礎數據多源信息集成是指項目中不同來源、格式、特點、性質的數據實現邏輯上、物理上的有機集中。我們通過多源信息集成方法，建立了連續無縫的遙感調查基礎信息資料庫，實現了這些多類型、多尺度空間數據的一體化管理。