ArcSDE在GIS中空间数据的存储应用研究

张 旭 鲍庆鹏 胡广洲

（东北石油大学华瑞学院，黑龙江 哈尔滨 150027）

在全球协作的信息时代，绝大部分的决策数据与空间位置、空间信息相关。融合计算机图形和数据库于一体的地理信息系统(GIS：Geographic Information System)则正是存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息技术及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足人们对空间信息的需求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。近些年来，已广泛应用于资源、环境、电力、测绘、农业、交通、电信、城市设施管理、航空航天及军事等领域。

传统的空间数据的存储和管理是以文件方式来完成的，在早期的各种GIS应用系统和研究中，文件的存储组织，可以较好地完成系统的各项功能，包括系统的数据管理、查询等。但随着GIS系统应用的推广，以及GIS系统数据量的增长，文件方式的数据管理难于适应应用的需要.数据在客户应用中的实时更新较为困难，数据量大小受到一定的限制。同时数据的共享和应用的扩展也受到一定的影响。

1 ArcSED介绍

1.1 ArcSDE简介

目前，InternetGIS的应用为典型的3层结构。3层结构包括客户机、应用服务器、Web服务器、数据库服务器。这种方式又称瘦客户机系统.在客户机端没有或者有很少的应用代码，客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交；应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求；而数据库服务器负责数据的管理工作。所有的空间数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成。不难看出，优化服务器端的应用是提高响应速度的关键。Oracle+ArcSDE是服务器端的典型应用，也是目前国际上最先进的地理信息管理方案之一，可提供强大的地理信息存储访问机制。笔者以Oracle+AzcSDE应用为例，探讨空间信息访问优化技术，即优化Oracle数据库服务器配置和ArcSDE空间数据库引擎配置，达到合理组织数据和有效地提取数据的目的。

ArcSDE是Spatial Database Engine的缩写，其中文涵义是“空间数据库引擎”。ArcSDE是美国著名的地理信息研究机构ESRI推出的空问数据库解决方案，它在现有的关系或对象关系型数据库管理系统的基础上进行空间扩展，可以将空间数据和非空间数据集成在目前绝大多数的商用RDBMS中。其访问模式如下：ARCSDEJ]E务器内存放有空间对象模型，用户的应用程序(User Application)通过ArcSDE应用编程接口(ArcSDE API)向ArcSDE服务器提出空间数据请求。ArcSDE)服务器依据空间对象的特点在本地完成空问数据的搜索。并将搜索结果通过网络向用户的应用程序返回。ArcSDE的开放式数据访问模型，支持最新的标准(OpenGIS，SQL，SQL Muhimedia)，提供快速的、多用户的数据存取，提供开放的应用开发环境。是目前非常成功的空间数据库引擎系统。在DBMS中融入空间数据后，ARCSDE可以提供对空间、非空间数据进行高效率操作的数据库服务。

1.2 空间数据通过ArcSDE存储到Oracle中

用Oracle数据库管理向导建立一个数据库，创建SDE表空间米存放空问图形数据和属性数据，设置表空阿容量自动增加；创建SDE用户并赋予SDE用户相应的权限：装载、启动数据库，安装ATcSDE过程中.需输入数据库的全局数据库名(SID)以及空间数据引擎运行实例名(缺省为esri_sde)，以便创建窄间数据引擎的运行蛮倒。在服务器端的ArcSDE连接到Oracle吼后，就可以导入空间数据了。武汉市地籍数据库为例：首先，设计数据库的总体结构，并确定数据库的坐标系统参数和图形数据存放的方式。然后，对源数据进行处理，包括：分层、编码、封闭、接边等方面。待数据满足建库要求后，利用ArcIMS开发的数据入库程序进行数据的导入，当数据较少时，也可以直接利用ArcCatalog的import工具导入。当然，在数据库中，不但存在图形数据还存在属性数据，属性数据以表的方式存放到数据库中，然后利用关键字段匹配实现图属挂接，这样就可以实现空间数据和属性数据的无缝集成。

2 空间数据库性能优化

2.1 调整空间数据存储

影响数据存储的4个主要参数是精度值(F表)、偏移量(s表)、索引网格和Oracle存储参数。Geodatabase使用整数来存储空间数据以取得更高的效率，而空间数据基本上都是浮点型的，因此在两者之间转换时需要一个精度控制，选择合适的精度甚为重要，它直接影响存储、计算速度和要素的冗余或丢失。偏移量保证加载的数据坐标在Geodatabase的整形空间域内。索引格网单元大小的确定则直接影响数据的响应和系统性能，其大小需要在每格网索引的要素数量和每要素所占格网数量之间来平衡选择，通常以要素封装边界平均大小的3倍来设置初始的格网单元大小，然后在进一步调整。网单元大小是可以随时调整的，而精度和偏移量需要在数据加载前确定。Oracle存储参数可参照O－raele的存储规则确定。

2.2 参数配置

参数DB-FILE-MUITIBLOCK-READCOUNT控制，在一次读取操作的时候，系统从硬盘读取的数据量。磁盘I/O过频，将降低系统的性能，磁盘读取的次数越少越好。通常在GIS数据库中该参数经常被设置成一个很高的值，但当该参数被设置为8时，ArcSDE似乎能运行得更好，偏高的参数值反而会影响Oracle的执行计划。

结论

ArcSDE是数据库系统中管理地理数据库的接口，允许往关系数据库中加入空间数据，提供地理要素的空间位置及形状等信息。ArcSDE应用服务器是对DBMS的扩展，因而它支持DBMS的安全管理机制。此外，ArcSDE数据备份、版本管理和数据访问授权等功能也为数据的安全性提供了重要保障。

[1]毕慧亮.基于ArcIMS的学校实验室管理信息系统.软件导报，2008(5).

[2]周叙.用ArcIMS开发佛山市地图网站.测绘通报，2007(7).

[3]陈述彭,程维明.世界森林的数字地球监测.遥感学报，2001(9).

[4]赵强,赵建涛.基于ArcIMS的配电网WebGIS技术概述[J].华北电力大学学报,2006(02).

[5]陈建华,曹俊.基于GIS的电信光纤网络资源管理系统设计[J].电信工程技术与标准化,2007(01).

[6]袁俊江,唐斌,褚永彬,梁宇君.基于 Ajax 与ArcIMS的网络矿产资源GIS研建.国土资源科技管理,2008(04).