基于Linux的地理空间数据管理系统设计与实现

论文摘要

GIS在政府、军事、电力、交通、规划等部门有着重要应用，数据安全十分重要。Linux拥有良好的稳定性和安全性，采用Linux平台上的GIS系统可以避免不可预知的漏洞。开发具有自主知识产权的大型Linux GIS基础软件平台，提高GIS平台对于分布式海量数据的处理能力及其运行系统的稳定性和安全性，是当前地理信息科学领域的一个研究热点。本研究旨在以最新的GIS技术，设计并实现一个基于Linux的地理空间数据管理系统，并在此基础上实现一个面向水利应用的GIS系统。本研究按照标准化与规范化要求，建立了逻辑上和物理上无缝的基于Linux的地理空间数据库，该数据库采用OGC开放的地理空间数据模型，基于开源数据库PostgreSQL和商用数据库Oracle存储和管理。重点剖析了PostgreSQL的PostGIS和Oracle的Oracle Spatial空间数据库引擎相关技术。基于上述研究，提出了一个基于Linux的地理空间数据管理系统设计和实现方案。该系统在Linux环境下采用C++语言和Qt框架开发，以GDAL进行栅格／矢量格式访问，以PostGIS和Oracle Spatial引擎为中间件进行空间数据库访问。系统提供了海量地理空间数据的建库、转换、拓扑检查、查询、统计、数据抽取、制图输出、分析决策等一系列地理空间数据管理功能，在浙江省流域治理规划管理系统中得到了实现，是面向行业应用的海量地理空间数据动态管理与服务的平台。本系统设计实现了三个模块，分别是桌面应用模块、数据管理模块和三维模拟模块。建立了以4D数据为核心的面向水利应用的地理空间数据库，并实现了多源、多级、分布式海量地理空间数据的统一管理与共享，为浙江省小流域的水利分析与决策提供了较好的空间信息服务。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 Linux及自由软件
• 1.1.1 Linux介绍
• 1.1.2 Linux的特点
• 1.1.3 Linux的主要优势
• 1.1.4 自由软件
• 1.2 当前地理空间数据管理的问题
• 1.2.1 地理空间数据的多尺度问题
• 1.2.2 多源空间数据的一体化问题
• 1.2.3 地理空间框架数据的时态问题
• 1.3 基于Linux的地理空间数据管理
• 1.3.1 基于Linux的地理空间数据管理的特点
• 1.3.2 基于Linux的地理空间数据管理面临的问题
• 1.3.3 基于Linux的地理空间数据管理的发展
• 1.4 本文研究内容及国内外研究现状
• 1.4.1 本文研究内容
• 1.4.2 国内外研究现状
• 1.4.3 论文章节安排
• 1.5 本章小结
• 第2章 基于Linux的地理空间数据库设计
• 2.1 地理空间数据模型
• 2.1.1 矢量数据模型
• 2.1.2 栅格数据模型
• 2.1.3 符合OGC标准的地理空间数据模型
• 2.2 地理空间数据库
• 2.2.1 地理空间数据库概念及内容
• 2.2.2 地理空间数据库设计思想
• 2.3 地理空间数据库逻辑设计
• 2.3.1 空间位置分区
• 2.3.2 空间逻辑分层
• 2.3.3 图形实体连续无缝
• 2.3.4 地理空间数据库逻辑结构图
• 2.4 地理空间数据库物理设计
• 2.4.1 设计任务
• 2.4.2 设计步骤
• 2.4.3 地理空间数据库物理结构图
• 2.5 地理空间元数据库设计
• 2.5.1 元数据概念
• 2.5.2 元数据存储结构
• 2.5.3 元数据管理模式
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于Linux的地理空间数据管理系统设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统技术路线和总体结构
• 3.1.2 系统功能划分
• 3.2 系统详细设计
• 3.2.1 系统概述
• 3.2.2 桌面应用模块（GwDeskpro）
• 3.2.3 数据管理模块（GwCatalog）
• 3.2.4 三维模拟模块（GwVirtual）
• 3.3 系统功能实现
• 3.3.1 图库管理
• 3.3.2 地图操作
• 3.3.3 综合制图
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于Linux的地理空间数据管理系统关键技术
• 4.1 PostgreSQL技术基础
• 4.1.1 PostgreSQL
• 4.1.2 PostGIS
• 4.1.3 Libpq
• 4.1.4 PostgreSQL用户认证
• 4.1.5 基于PostgreSQL的系统实现
• 4.2 Oracle技术基础
• 4.2.1 Oracle
• 4.2.2 Oracle Spatial
• 4.2.3 OCCI（Oracle C++ Call Interface）
• 4.2.4 Oracle Data Guard
• 4.2.5 基于Oracle的系统实现
• 4.3 GDAL栅格/矢量支持库
• 4.3.1 GDAL
• 4.3.2 OGR
• 4.4 GEOS（Geometry Engine Open Source）
• 4.4.1 GEOS介绍
• 4.4.2 GEOS的二元断言
• 4.4.3 GEOS空间分析操作
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于Linux的地理空间数据管理系统实例—GeoWe
• 5.1 系统开发背景
• 5.2 系统实现目标
• 5.2.1 总体目标
• 5.2.2 具体目标与任务
• 5.3 系统运行环境
• 5.3.1 服务器端
• 5.3.2 客户端
• 5.3.3 软件环境
• 5.4 系统运行示例
• 5.4.1 GwDeskpro桌面应用子系统
• 5.4.2 GwCatalog数据管理子系统
• 5.4.3 GwVirtual三维模拟子系统
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介