空間數據倉庫

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　　空間數據倉庫是GIS技術和數據倉庫技術相結合的產物，其定義很多，但中心思想包含三方面內容:

　　1、空間數據倉庫是在網路環境下，實現對異地、異質、異構不同源資料庫中地理空間數據、專題數據及時間數據的統一、整合、集成處理，形成用戶獲取數據的共用操作模式;

　　2、空間數據倉庫可根據需求對這些數據再進行測繪專業處理，提供多種空間數據產品，滿足用戶更高層次——對數據產品的需求;

　　3、基於空間數據產品，空間數據倉庫可從多維的角度進行空間數據立方體分析和空間數據挖掘分析，提供綜合的、多維的、而向分析的空間輔助決策支持信息，滿足用戶空間決策分析的需求。

　　空間數據倉庫的概念框架分為外部結構、內部結構。外部結構主要描述空間數據倉庫與外部系統的關係;內部結構主要描述空間數據倉庫的內部功能模塊組成。

　　1、外部結構

　　資料庫系統處於空間數據倉庫系統的最底層，管理著若幹種不同的地理空間資料庫和專題資料庫，它們各自獨立，形成了各式各樣的異地異質異構的資料庫系統，它們主要為空間數據倉庫提供數據源。應用系統處於空間數據倉庫系統的最上層，它通過一個標準的介面從空間數據倉庫中提取地理空間數據、空間數據產品和空間輔助決策分析信息，為應用系統服務。其具體外部結構如圖1所示。

　　2、內部結構

　　空間數據倉庫的內部組成應由八個獨立功能模塊構成，分層次實現空間數據倉庫系統。其中，第一層次的功能模塊是空間數據倉庫的基礎處理模塊，由多源空間數據抽取、多源空間數據整合、多源空間數據統一、空間數據倉庫元數據組成;第二層次的功能模塊是空間數據倉庫的服務模塊，由空間數據產品服務、空間數據立方體分析、空間數據挖掘分析組成;第三層次的功能模塊是空間數據倉庫的對外數據介面模塊，由對外數據交換格式組成。第一層次的功能模塊為第二層次的功能模塊服務，第二層次的功能模塊為第三層次的功能模塊服務。其具體內部結構圖如圖2所示。

　　空間數據倉庫為了決策支持的需要，主要具有以下幾方面功能特征:

　　(1)空間數據倉庫是面向主題的。傳統的GIS資料庫系統是面嚮應用的，只能回答很專門、很片面的問題，它的數據只是為處理某一具體應用而組織在一起的，數據結構只對單一的工作流程是最優的，對於高層次的決策分析未必是適合的。空間數據倉庫為了給決策支持提供服務，信息的組織應以業務工作的主題內容為主線。主題是一個在較高層次將數據歸類的標準，每一個主題基本對應一個巨集觀的分析領域。例如土地管理部門的空間數據倉庫所組織的主題有可能為土地覆蓋的變化趨勢、土地利用變化趨勢等;而按照應用來組織則可能是地籍管理、土地適宜性評價等。很顯然，按照應用來組織的系統不能夠為土地管理部門制定決策提供直接、全面的服務，而空間數據倉庫的數據因其面向主題，具有“知識性、綜合性”，所以能夠為決策者們提供及時、準確的信息服務。

　　(2)空間數據倉庫是集成的。空間數據倉庫的建立並不意味著要取代傳統的GIS資料庫系統。空間數據倉庫是為制定決策提供支持服務的，它的數據應該是儘可能全面、及時、準確、傳統的GIS應用系統是其重要的數據源。為此空間數據倉庫以各種面嚮應用的GIS系統為基礎，通過元數據刻畫的抽取和聚集規則將它們集成起來，從中得到各種有用的數據。提取的數據在空間數據倉庫中採用一致的命名規則，一致的編碼結構，消除原始數據的矛盾之處，數據結構從面嚮應用轉為面向主題。

　　(3)數據的變換與增值。空間數據倉庫的數據來自於不同的面嚮應用的GIS系統的日常操作數據，由於數據冗餘及其標準和格式存在著差異等一系列原因，不能把這些數據原封不動地搬入空間數據倉庫，而應該對這些數據進行增值與變換，提高數據的可用性，即根據主題的分析需要，對數據進行必要地抽取、清理和變換。最常見的操作有語義映射、獲取瞬像數據、實施集運算、坐標的統一、比例尺的變換、數據結構與格式的轉換、提取樣本值等。

　　(4)時間序列的歷史數據。自然界是隨著時間而演變的，事實上任何信息都具有相應的時間標誌。為了滿足趨勢分析的需要，每一個數據必須具有時間的概念。

　　(5)空間序列的方位數據。自然界是一個立體的空間，任何事物都有自己的空間位置，彼此之間有著相互的空間關係，因此任何信息都應具有相應的空間標誌。一般的數據倉庫是沒有空間維數據的，不能做空間分析，不能反映自然界的空間變化趨勢。