城市GIS三维数据管理方法浅析论文(2)
时间：2021-08-314 关键问题的实现
4.1空间数据的快速压缩和解压
在城市GIS管理的海量数据中，三维模型数据是其主要部分，而在三维模型数据中矢量数据和纹理数据占有较大比重。在网络环境下直接传输如此大数据量的数据势必会降低系统效率，为此，为了提高客户机从远程数据库中提取数据时的网络传输速度，一方面，必须建立高效的空间索引机制;另一方面，出于减少从数据库中读取和网络上传输的数据量的考虑，采用数据压缩技术来实现用更少量的数据来表达更多信息的目的成为必然的选择。本文根据三维模型中矢量数据、纹理数据各自的特点，分别采用了两种压缩方法：一种是针对矢量数据的无损压缩算法-LZ77，另外一种是针对纹理数据的'有损压缩算法-JPEG。
4.2 多用户并发控制机制
多用户数据库中，由于多个并发的事务操作中可能会同时更新相同的数据，所以必须保证这些同时执行的事务操作能够产生有意义、一致性的结果。为此，多用户数据库中对数据并发和数据一致性的控制是至关重要的。管理数据库的目的就是为了实现多用户环境下的数据共享协作，因此并发控制是城市GIS数据管理面临的关键性问题。
通常，多用户数据库中是利用锁机制来解决数据并发、数据一致性以及数据完整性问题的。锁机制是一种防止多个事务在访问相同资源时导致的破坏性交互操作的机制，加锁控制的用户对象包括用户的表和表中记录。然而在此基础之上，还必须设计一个合理利用锁机制的策略来保证多个用户并发访问时数据库的吞吐量，但由于事务隔离模型与数据库的吞吐量是两个互相矛盾的制约因素，因此必须在二者之间寻求相对平衡以使得在不影响数据一致性的前提下达到系统的最大吞吐量，本文即利用锁机制实现了多用户的并发控制。
同时本文并没有采用对表加锁的方法，而是采用了对记录加锁的方法来设计并发控制机制。对表加锁的缺点是当某个用户访问表中的一条记录时会锁定整个表，导致其它用户无法访问该表，这在很大程度上降低了系统的吞吐量，因为大多数情况下并发用户访问的记录一般是不同的，这样的并发操作并不会产生数据的不一致性。相对而言，对记录加锁的方法将具有更大的控制灵活性，但同时也增加了设计的复杂性。采用的锁类型主要是ORACLE中的共享记录锁(Row Share Table Locks ，RS)，它是所有锁类型中限制最小的锁模式，共享记录锁允许在一个事务采用该类型锁锁定某表中记录的同时还允许其它事务在该表中进行查询、插入或者对该表中其它记录的更新、删除以及上锁操作;共享记录锁限制其它事务对该表进行排它型(Exclusive)的写操作，即不允许对上了锁的记录进行写操作，但允许对该表中的其它记录进行任何其它操作。共享记录锁是灵活性最大的一种锁模式，灵活运用共享记录锁可以达到更大的数据库吞吐量以及更小的并发操作等待时间的效果。
上述这些控制机制保证了多用户并发环境下城市GIS数据库能够维持其底层空间数据库的数据一致性和完整性。
4.3整体系统的简要数据流程
从逻辑上讲，本文所述城市GIS数据管理体系结构是一个三层结构：上层是数据管理操作层(用户界面)、中间是数据操作功能实现层(空间数据引擎)，底层是ORACLE数据库。这三者之间的数据流从数据库的角度出发可分为两种：入数据流(In Flow)和出数据流(Out Flow)，入数据流主要是指由上层插入或更新数据时向底层数据库输入的数据，出数据流主要是指由上层发出查询请求时由底层数据库向上层提供的数据，三者间的简要数据流程如图2所示。
5 结语
完备的三维数据模型定义、高效空间索引、快速数据压缩方法等等问题都是城市GIS海量数据管理的难点。这些内容不仅依赖三维GIS本身的发展，而且也需要计算机领域技术进步的支持，虽然本文提出城市GIS海量数据管理方法初步实现框架和方式，但仍存在一些问题有待进一步探讨和改进。
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