近年來，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在徹底改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞣绞降耐瑫r，也為地理信息產(chǎn)業(yè)注入了更新動力，帶來了時間與地理空間相結(jié)合的契機(jī)。信息化建設(shè)正悄然變革，逐漸走向數(shù)字化和智能化。

由地理數(shù)據(jù)孵化孕育的現(xiàn)代地理信息產(chǎn)業(yè)，集測量技術(shù)、空間技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等高新前沿技術(shù)于一身。其核心GIS基礎(chǔ)軟件的研發(fā)專業(yè)性強(qiáng)、難度高，一直是地理信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)制高點(diǎn)。擁有自主創(chuàng)新的國產(chǎn)化GIS信息技術(shù)，打造國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫對GIS的支撐能力，是維護(hù)地理信息安全的關(guān)鍵所在!

空間數(shù)據(jù)的未來—KGIS

空間數(shù)據(jù)是GIS的血液，對空間數(shù)據(jù)管理的好壞將直接影響GIS系統(tǒng)的質(zhì)量。之前，GIS應(yīng)用大都采用Oracle Spatial存儲、管理空間數(shù)據(jù)。而如果采用國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫來存儲、管理空間數(shù)據(jù)，其性能表現(xiàn)能否滿足使用需求?這是GIS用戶最大的顧慮，也是國產(chǎn)化GIS首要面對的問題。

金倉數(shù)據(jù)庫KGIS組件(下文簡稱KGIS)在國產(chǎn)化全替代的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生，依托金倉優(yōu)勢數(shù)據(jù)庫KingbaseES的支撐，具有完整的空間數(shù)據(jù)庫的遷移方案與能力，支持矢量、柵格、三維等各種空間數(shù)據(jù)類型，內(nèi)置600+的空間分析計(jì)算函數(shù)，在此基礎(chǔ)上我們還在不斷的對數(shù)據(jù)類型及空間函數(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究。下面，讓我們通過各種模擬和實(shí)測，來感知KGIS高效的空間數(shù)據(jù)遷移能力和卓越的性能表現(xiàn)!

完善而高效的空間數(shù)據(jù)庫遷移方案

空間數(shù)據(jù)的遷移是GIS國產(chǎn)化的第一個環(huán)節(jié)。GIS數(shù)據(jù)是一種特殊的數(shù)據(jù)庫存儲類型，針對不同場景下空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，KGIS為不同時空、不同來源的三維立體時空數(shù)據(jù)庫打造最優(yōu)的數(shù)據(jù)遷移方案。

KGIS遷移通用GIS格式數(shù)據(jù)

上世紀(jì)初期，測繪行業(yè)大量紙質(zhì)地圖需要數(shù)字化，這時期國外GIS平臺進(jìn)入中國市場，生產(chǎn)矢量數(shù)據(jù)的過程中采用了通用的shapefile格式。經(jīng)過一個世紀(jì)的時間，目前仍有大量未入庫的歷史數(shù)據(jù)存儲在硬盤等介質(zhì)中，無法被充分、靈活地使用，也無法體現(xiàn)空間數(shù)據(jù)作為戰(zhàn)略資源的價值。

如何讓沉睡的GIS數(shù)據(jù)活躍起來，發(fā)揮其價值?這就引出金倉KGIS的第一種遷移方案。KGIS擁有將shapefile數(shù)據(jù)批量快速地存入數(shù)據(jù)的工具，能夠方便快捷地將GIS數(shù)據(jù)直接入庫。

?下圖是基于不同內(nèi)容不同數(shù)據(jù)量的shapefile，分別遷移存儲到KingbaseES和Oracle的處理響應(yīng)時間對比：

KGIS的shape數(shù)據(jù)插入效率較Oracle高出4到5倍

KGIS支持GIS異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的遷移

存儲在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)有兩種遷移方法：(1)使用專業(yè)GIS平臺軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移主流GIS平臺都提供異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)遷移。源庫數(shù)據(jù)通過GIS平臺存入KingbaseES、Oracle或其他數(shù)據(jù)庫中，同時，主流GIS平臺支持將其管理的空間數(shù)據(jù)以復(fù)制數(shù)據(jù)的方式從一個數(shù)據(jù)源導(dǎo)入到另一個數(shù)據(jù)源。目前主流GIS平臺支持將GIS數(shù)據(jù)從其他數(shù)據(jù)源導(dǎo)入到金倉KingbaseES中。

(2)使用金倉的KDTS遷移工具進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移通過金倉數(shù)據(jù)庫自有的遷移工具KDTS，可將原Oracle數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)遷移到金倉KingbaseES中，確保遷移數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)完整性、拓?fù)湟恢滦院蛯傩砸恢滦?。在符合空間數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)精準(zhǔn)遷移，滿足客戶生產(chǎn)業(yè)務(wù)功能及性能運(yùn)行正確。 對于上述兩種方式，我們進(jìn)行了一些性能對比。通過模擬10個省市的地類圖斑數(shù)據(jù)，分別使用以GIS平臺和金倉KDTS工具作為數(shù)據(jù)遷移的方法，完成了數(shù)據(jù)遷移，測試結(jié)果如下表所示。

可以看到，金倉KDTS工具遷移效率提升4到5倍。

KGIS全方位支撐GIS應(yīng)用遷移

GIS應(yīng)用從Oracle數(shù)據(jù)庫遷移至金倉數(shù)據(jù)庫KingbaseES中，最關(guān)鍵的三個問題分別是：數(shù)據(jù)正確完整性，能夠支撐原有GIS計(jì)算，及GIS計(jì)算性能。

KGIS在KingbaseES的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⒖臻g數(shù)據(jù)存儲、空間索引和空間函數(shù)三者組合在一起，充分發(fā)揮空間存儲和空間函數(shù)計(jì)算的強(qiáng)大能力。

通用空間數(shù)據(jù)類型全量支持

KGIS滿足各類矢量、柵格、三維數(shù)據(jù)的遷移、存儲和使用。KGIS支持的矢量數(shù)據(jù)類型包括：

豐富的空間分析函數(shù)應(yīng)用能力

KGIS當(dāng)前支持600+空間分析計(jì)算函數(shù)，支持矢量、柵格、拓?fù)?、三維等多源數(shù)據(jù)類型，可以滿足空間數(shù)據(jù)的存儲、輸出、訪問、編輯、處理、關(guān)系判斷、測量、拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)等使用要求。

01)KGIS整體能力對比KGIS與Oracle Spatial和MySQL Spatial在函數(shù)、索引、數(shù)據(jù)引擎等方面的對比：

02)KGIS應(yīng)用性能展現(xiàn)除了功能完善，KGIS還擁有多種索引類型支持，如B-tree、Hash、GiST、SP-GiST 、GIN 和 BRIN、R-Tree等優(yōu)勢索引。同時，KGIS計(jì)算引擎高效，KingbaseES 高效的優(yōu)化引擎和執(zhí)行引擎保障了KGIS的高效執(zhí)行。

從常用函數(shù)和典型場景兩個方面，我們發(fā)現(xiàn)KGIS的性能表現(xiàn)有： (1)常用函數(shù)的性能測試根據(jù)對多個行業(yè)的重點(diǎn)空間應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)查，我們選取了如下這些在應(yīng)用中使用頻率較高的空間運(yùn)算函數(shù)進(jìn)行模擬測試，測試的數(shù)據(jù)量如下表所示：

測試結(jié)果如下：

上述模擬測試中，總體上KGIS函數(shù)的查詢分析效率優(yōu)于Oracle。部分函數(shù)的查詢分析效率與Oracle相當(dāng)。

(2)典型場景性能案例測試模擬30億基礎(chǔ)GIS地圖類(點(diǎn)、線、面等)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量巨大，測試中使用GiST索引，測試數(shù)據(jù)展示、查詢檢索、統(tǒng)計(jì)分析等功能，測試結(jié)果如下：

在這種典型場景應(yīng)用下，KGIS可以秒級完成十億級數(shù)據(jù)量的查詢處理!

結(jié)語

伴隨信息化建設(shè)的變革和升級，GIS的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂訌V泛。在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的當(dāng)下，GIS國產(chǎn)化之路將勢在必行!

面對GIS國產(chǎn)化的首要問題“遷移”，KGIS憑借在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域多年以來的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，已針對GIS空間數(shù)據(jù)遷移和GIS數(shù)據(jù)應(yīng)用遷移給出了完善的解決方案。高效的空間數(shù)據(jù)遷移能力、優(yōu)越的性能表現(xiàn)，KGIS將是GIS國產(chǎn)化建設(shè)強(qiáng)有力的支撐!

此外，在GIS國產(chǎn)化進(jìn)程中，構(gòu)建一個完整的GIS應(yīng)用還需要進(jìn)一步支持多模數(shù)據(jù)的整合，以及空間數(shù)據(jù)庫的安全防護(hù)，這些問題我們將留待后續(xù)文章討論。

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