基于ingres关系数据库的栅格数据管理研究

论文摘要

计算机技术、GIS技术、遥感技术和数字摄影测量的发展,为DEM(Digital Elevation Model)和遥感影像的应用开辟了广阔的前景。矢量数据模型已得到标准规范完善的支持,并在空间数据库中实现,而栅格数据的空间数据库存储模型及操作仍有待进一步研究和规范。目前,多数商业化的GIS软件,在以栅格图像文件为处理对象时,难以满足实际应用的需要。栅格数据的管理模式主要有三种:基于文件系统、空间数据引擎和扩展关系数据库。目前,Oracle、SQL Server、Informix等大型数据库厂商把主要精力投在扩展关系数据库上。扩展的一种方法是增加新的数据类型。Ingres已经发展到Ingres2006版,其功能特性、体系结构及其在空间数据处理方面都取得很大的进展。论文的目的就是在Ingres关系数据库基础上扩展栅格数据模型,使其具有管理栅格数据的能力。针对Ingres栅格数据管理方面的缺陷,在充分研究栅格数据的管理模式之后,论文首先设计并实现了基于Ingres关系数据库管理栅格数据的体系结构;然后通过分析和研究栅格数据管理的关键技术,利用开源Ingres关系型数据库管理系统的对象管理扩展(OME)接口,设计并实现栅格数据管理的物理存储模型、新扩展的数据类型及管理栅格数据的相关表结构;最后论文实现了基于Ingres的栅格数据管理的原型系统。在原型系统中,栅格数据的存储,主要参考了Oracle GeoRaster对象的物理存储结构;为了提高栅格数据的高效存储和检索,系统对栅格数据进行分波段和分块存储,并建立影像金字塔,以及对分块数据进行空间排序。测试结果表明:系统的性能在一定程度上优于Oracle GeoRaster

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和来源
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容和论文结构
• 1.3.1 论文研究内容
• 1.3.2 论文结构
• 第二章 栅格数据的管理
• 2.1 栅格数据
• 2.1.1 栅格数据的结构
• 2.1.2 栅格数据的特点
• 2.2 基于文件系统管理栅格数据
• 2.3 基于空间数据引擎管理栅格数据
• 2.4 基于关系数据库管理栅格数据
• 2.5 栅格数据管理的典型模式
• 2.5.1 空间数据引擎的代表——ArcSDE
• 2.5.2 关系数据库空间扩展的代表——GeoRaster
• 2.5.3 ArcSDE 和GeoRaster 的性能测试与应用比较
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于Ingres 栅格数据管理的总体设计
• 3.1 Ingres 概述
• 3.1.1 功能及特性
• 3.1.2 框架结构
• 3.1.3 现有空间扩展
• 3.2 扩展栅格数据管理的体系结构
• 3.2.1 系统处理流程
• 3.2.2 源码层次结构
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于Ingres 栅格数据管理的关键技术
• 4.1 基于Ingres 栅格数据存储的设计
• 4.1.1 Oracle GeoRaster 数据存储方式
• 4.1.2 物理存储模型
• 4.2 扩展数据类型与表结构
• 4.2.1 Ingres 的对象管理扩展
• 4.2.2 新增数据类型与相应的表结构
• 4.2.3 元数据表
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于Ingres 栅格数据管理的实现
• 5.1 栅格数据的存储流程
• 5.2 实现分块存储与创建影像金字塔
• 5.2.1 分块存储
• 5.2.2 创建影像金字塔
• 5.3 基于空间排序存储栅格数据
• 5.3.1 Z 曲线
• 5.3.2 Hilbert 曲线
• 5.4 导入和导出GeoTIFF 文件
• 5.4.1 GeoTIFF 文件格式概览
• 5.4.2 导入和导出GeoTIFF 文件
• 5.5 性能对比测试
• 5.5.1 导入栅格数据性能测试
• 5.5.2 导出栅格数据性能测试
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 研究成果
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果