浅谈MapGIS Desktop（九州）自主可控的数据管理

    在信息化社会，充分有效地管理各类信息数据，是进行科学研究和决策管理的前提条件，另一方面伴随信息化而来的信息安全问题亦不容忽视，尤其是在当前国际局势下，国家信息安全问题更是重中之重。而在地理信息领域，实现包括地理信息系统、芯片、操作系统、数据库等在内的全产业链的自主可控，维护国家地理信息安全，已经成为业界共识，并取得了一些成果。

    例如，基于龙芯＋UOS+达梦数据库环境部署的MapGIS Desktop(九州)产品，通过针对入库数据完整性及结构一致性检查、数据转换、坐标变换、投影转换、数据质检、数据拼接建库流程，实现了多来源、多类型、多尺度、多时相基础地理信息数据、专题数据的集成管理。通过测试，对数据库中100万+条地理信息数据记录进行属性查询检索响应时间小于1秒，在数据库中浏览5万+条地理信息数据，放大、缩小、漫游平均响应时间小于1秒；充分展示了MapGIS Desktop（九州）在国产化软件环境下的数据管理能力。

    图 基于达梦数据库空间数据上载 

图 基于达梦数据库DLG数据管理

    MapGIS Desktop（九州）是一个专业的跨平台桌面GIS产品，基于跨平台微内核构建，全面适配全国产化环境。为用户提供强大的数据管理与编辑、数据制图与可视化、空间分析与影像处理、三维可视化与分析等能力。本文将从跨平台内核架构、国产化软硬件环境、空间数据模型、数据管理方式等角度一窥MapGIS Desktop（九州）自主可控的数据管理能力。

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统一跨平台内核架构升级  

提升数据管理效率

    MapGIS 10.5 Pro九州统一跨平台内核，在内核中引入细粒度并发机制，使得任务能够并行执行，从而大大提高效率；在内核中引入多处理机调度和管理机制，使得同一任务可以在多个处理机中执行；内核精巧，可伸缩性好，能适应硬件更新。

    在统一跨平台内核之上，通过空间数据模型映射、多源数据互操作技术，对外提供了统一的空间数据引擎，涵盖跨平台文件数据引擎、跨平台地理数据库引擎和跨平台扩展数据解析引擎，实现了本地文件型数据、本地数据库HDF/HDB和DM、Oracle、MySQL等数据库的统一操作，减少了不同数据库差异；并引入池化技术，适应多核CPU架构，提升数据读写效率。

 统一内核架构升级

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全面适配全国产化基础软硬件

环境  增强数据管理安全

    为进一步提升数据管理安全，MapGIS Desktop（九州）从基础软硬件环境支撑方面开展广泛的适配测试和兼容认证，为自主可控应用提供了基础环境保障。当前，MapGIS Desktop（九州）已支持多种国产芯片、操作系统、服务器以及国产数据库。

◉ 芯片：支持x86、ARM、MIPS等多种CPU架构，支持包括飞腾、鲲鹏、龙芯、兆芯、申威等在内的多种国产芯片。

◉ 操作系统：支持银河麒麟、中标麒麟、深度、欧拉、中科方德、UOS等多种国产操作系统。

◉ 服务器：支持华为泰山、浪潮、长城等多种国产服务器。

    MapGIS Desktop（九州）空间数据引擎既提供自主核心技术的HDF/HDB本地文件型数据存储方案，也支持达梦、BeyonDB、GBase、浪潮KDB、KingBase、华为GaussDB等国产化空间数据库，为用户提供安全可靠的数据存储与管理支撑，供用户按需灵活选择，满足国产化应用中多样化的数据存储与管理需求。

    为了进一步确保各应用系统在国产化环境中实际可用，MapGIS与上述各国产厂商开展了广泛的基础软硬件环境的兼容性验证，取得了系列认证成果。

MapGIS部分国产认证报告

    此外，MapGIS Desktop（九州）支持256-bit AES数据加密技术，满足国产环境下数据安全需求。

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丰富的空间数据模型  

重现客观世界

    地理数据模型是对真实世界的抽象，人类和现实事物的交互是丰富多彩的，对现实世界的建模方式也多种多样。MapGIS空间数据引擎提供全面的空间对象模型的支持，既支持点、线、区、注记、栅格、影像、表等简单数据模型，也支持面、体、镶嵌数据集、网络数据等复杂数据模型。MapGIS空间数据引擎支持的数据模型见图1：

图1: MapGIS空间数据引擎支持的数据模型

◉ 点数据模型主要描述点地理要素，如：三角点、水准点；

◉ 线数据模型：对于只关注地理要素的长度或者方向信息可以用线数据来表达，如：小比例尺的河流、城市道路；

◉ 区数据模型主要描述封闭的多边形地理要素，如：居民地、工业工地等；

◉ 注记数据模型主要描述地名注记；

◉ 面数据模型主要描述三角网，三维景观模型数据；

◉ 体数据模型主要描述地质体等数据；

◉ 栅格数据模型表达连续地理现象的栅格数据，如：DEM等；

◉ 影像数据模型主要表达通过卫星、无人机获得的栅格数据；

◉ 镶嵌数据集模型主要管理大范围连续的海量栅格数据；

◉ 表数据模型主要表达一组记录的集合，如：Excel数据；

◉ 网络数据模型包含点和线，基于网络数据模型可进行最短路径，查找最近设施等分析功能。

    各空间数据模型对应的抽象表达示例见图2：

 图2：空间数据模型对应的抽象表达示意图

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多样化的数据管理方式

满足个性化用户需求

  MapGIS Desktop（九州）提供跨平台数据存储模型，可支持丰富的数据源类型，新增HDB、PolarDB、GaussDB、OSCAR等数据源；支持数据中间件，可直接读取ArcGIS SDE、PersonalGDB、FileGDB等第三方数据源；且全面支持各种数据模型，新增栅格数据集、栅格目录、镶嵌数据集类型，可管理海量影像数据，实现了二三维一体化数据管理。

    MapGIS Desktop（九州）提供三种数据管理方式：基于本地文件的数据管理、基于本地数据库的数据管理和基于MapGIS SDE的数据管理。多种数据模型、多种数据管理方式使得MapGIS平台的数据管理具有如下优势，充分满足不同业务场景、不同用户的个性化需求：

◉ 基于本地单文件型的数据管理：可满足数据生产业务的高效实施，适用于制图应用场景。

◉ 基于数据库/MapGIS SDE的数据管理：提供统一的数据存储仓库，实现中心化管理；同时提供高效的空间数据索引及缓存技术，可满足大体量数据管理与应用，适用于县、市、省级的GIS数据管理应用场景。

◉ 数据的输入和编辑更加准确，通过智能的规则验证可有效避免编辑错误。

◉ 支持要素动态关联，例如，当与要素相关的要素被移动、改变或删除的时候，用户预先定义好的关联要素会同步变化。

◉ 地理数据支持多用户并发编辑，例如支持多用户编辑同一区域的要素，并支持冲突协调。

◉ 具有适应海量数据存储管理的空间数据组织机制和空间索引机制。

图3：MapGIS地理数据库

     MapGIS采用数据目录的方式管理地理数据，地理数据管理目录主要由数据源、数据库、要素数据集、简单要素类、注记类、栅格数据集、镶嵌数据集等构成；地理数据目录中可以有多个数据源，数据源可以是本地数据库或者MapGIS SDE；一个数据源中可以有多个数据库。以某地市地理数据库建库项目为例，在实际建库应用中，每个县/市不同年度的地理信息数据通常单独放在不同的数据库中，按要素数据集、简单要素类、注记类、栅格数据集、镶嵌数据集进行管理。其中简单要素类用来存储点、线、区、面、体数据模型，注记类存储注记模型，对象类、栅格数据集、镶嵌数据集存储对应的数据模型；通常将参照系和比例尺相同的地理信息数据存放在同一个要素数据集中。MapGIS地理数据库模型体系图见图4. 数据组织结构图见图5，某市地理数据库数据组织结构图见图6

 图4：MapGIS地理数据库模型体系图

    空间数据库是GIS的重要组成部分，当前我国数据库技术日新月异的发展也为空间数据库带来革命性的变化，同时也促进了我国GIS技术的革新，MapGIS Desktop九州已经拥有不俗的数据管理能力，完全满足实际应用所需，为维护国家信息安全增添可靠选择。

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