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轻量级时空数据管理WebGIS平台关键技术研究

轻量级时空数据管理WebGIS平台关键技术研究

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作者：胡桃英山东理工大学

学位级别：硕士

随着现代科技的迅速发展,人们采集和获取空间数据的能力和手段日益丰富,为测绘工作带来极大便利的同时,使得测绘地理信息数据呈指数级、爆炸性增长,“数据孤岛”现象频现,难以实现数据的统一管理和分发共享。针对这个问题,本文基于GDAL... 详细信息

随着现代科技的迅速发展,人们采集和获取空间数据的能力和手段日益丰富,为测绘工作带来极大便利的同时,使得测绘地理信息数据呈指数级、爆炸性增长,“数据孤岛”现象频现,难以实现数据的统一管理和分发共享。针对这个问题,本文基于GDAL库,采用RESTful服务架构,结合My SQL数据库,基于C++核心代码封装定制了典型的空间分析算法,实现了轻量级时空数据管理Web GIS平台,并设计实现了多源、多时态、多尺度的电子地图瓦片数据混搭。本文的主要内容包括:(1)传统的GIS平台集成了数量众多的空间分析算法,受平台和技术限制,大部分商业GIS软件平台的算法可移植性较差,难以在Web应用环境下实现灵活封装和调用。本文对基于标准C++语言GIS内核的跨语言封装技术进行了深入研究,底层以兼顾高效性和安全性的标准C++代码编写典型的空间分析算法,研究多语言封装、跨平台算法设计,实现Web环境下典型空间分析算法接口的复用和移植,将典型的空间分析算法灵活集成至轻量级Web平台。(2)各类GIS和遥感工程应用中,地图底图数据可能在空间覆盖的齐备性、时间覆盖的完整性、不同比例尺级别数据的完备性等多个方面存在问题,无法实现地图底图的定制和扩展。本文研究了TMS(Tile Map Service,瓦片地图服务)规范下的瓦片数据组织规则。研究了多源、多时态、多尺度电子地图瓦片数据的混搭组织原理和方法,并基于开源Web GIS平台Cesium JS对该方法进行了验证,实现了多源、多时态、多尺度地图底图瓦片数据的灵活混搭组织和扩展。(3)现有的时空数据来源多样,海量测绘地理信息数据难以实现统一的整合、存储和管理。本文采用RESTful架构风格,使用My SQL数据库存储地理信息元数据,设计研发了GSDC(Geospatial Data Cloud)开放式GIS工具集,并封装形成定制化时空数据计算服务应用于Web平台,采用内外网物理隔离下的数据通信技术,最终实现了用户管理、数据上传、存储、查询检索、分发共享于一体的轻量级时空数据管理Web GIS平台。本文通过对多语言封装、跨平台算法设计的研究,设计了GSDC开放式GIS工具集,实现了基于Web平台的定制化时空数据计算服务和调用。基于时空数据管理的关键技术,以智慧淄博时空信息云平台为例,实现了时空数据的入库、存储、管理、共享、应用,实现了对海量时空数据的高效管理,对“智慧城市”建设和经济社会发展具有一定的理论研究意义和实际应用价值。

关键词：时空数据瓦片混搭跨语言封装 RESTful CesiumJS

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