3DGIS产品层次结构

1.1. 系统描述
本项目建设的分布式3DGIS平台采用了客户／服务器结构、对象关系数据库存储和COM构件库封装等技术，同时采用了缓存和索引技术，成功地解决了数据访间的效率间题。可以说，系统是本着如下的思想来设计的：
完全整合的数据模型：空间数据和属性数据都统一存储在一个对象关系数据库中，可以保证两种数据完全一致。
集中式的数据服务：用户通过客户端访间统一的服务器，数据完全存放在服务器上，同时被众多用户访间。
提高数据访间的效率：通过空间索引和客户端缓存，提高数据访间的效率，使系统对用户是可用的。
构件化二次开发接口：通过COM技术，实现完整的构件库，提供统一的二次开发接口。
可分为服务端和客户端两大部分。服务端对空间数据和属性数据提供同一的访间和管理接口，同时提供基于SQL的属性条件查询。客户端负责空间查询、空间分析、地图显示、地图编辑等所有其它功能。
遵循云计算部署方式，支持分布式3DGIS平台的云部署架构。
1.2.系统架构图

1.3. 系统组成
3DGIS服务端由数据库、服务器和管理工具三部分组成。所有的空间数据和属性数据都存放在数据库中，其中空间数据以自定义的格式编码，存储在数据表的二进制大对象(BLOB)域段中。服务端向客户端提供了对图层、地图、显示配置、图例库等对象的创建、删除、获取、更新、枚举等操作。管理工具被用来初始化数据库，检查并修复数据库的状态和管理用户权限。
通过对空间数据建立层次网格索引，服务器可以快速的从海量数据中找出指定空间范围内的实体数据。因此，客户端不必每次都请求获取整个图层的实体数据，它可以每次请求当前所关心区域的实体数据。服务器对客户端的操作请求按原子事务处理，一次更新请求或者完全成功，或者对数据库中的数据无任何影响。利用数据库系统的权限管理机制，服务器可以限制不同用户对图层的访间权限，只有被授权的用户才能访间图层数据。
客户端包括缓存、对象库、构件库、应用工具集和应用系统。对象库是客户端的核心，它封装了与服务器之间通信的实现，实现了客户端的数据管理和缓存管理，提供了空间查询、空间分析、地图显示、地图编辑、数据访间等多种功能。客户端利用缓存把从服务器获取来的数据较长时间的傈留在本地，以避免在数据访间时需要再次从服务器获取相同的数据。
构件库提供了多组构件对象，包括数据访间对象、地图显示对象、空间分析对象、空间几何对象和应用工具对象等。构件库是对象库的构件化封装。应用工具集和应用系统都是基于构件库开发的。应用工具集中包括地图编辑器、图例库制作工具、数据管理工具、系统和缓存配置工具等。
客户端和服务器之间通过TCP协议通信。客户端通过(数据源名，用户名，口令)登录到指定的主机服务器，服务器为每一个特定的连接分配～个Socket端口号和一个时间戳。客户端在向服务器发出各种请求时，根据连接端口建立一个TCP连接，通过时间戳检验连接的有效性，与服务器交换数据，最后断开连接。
1.4. 主要研究内容和关键技术

通过对分布式3D地理信息系统进行研究，提出了自己的理论、技术和相对完整的分布式地理信息系统体系结构。研究的重点是探讨基于网络的分布式地理信息服务的方法，构造一个分布式地理信息系统服务模型，这不仅为了解决GIS的数据共享，更着重于解决深层次的GIS处理功能服务间题。
1、通过对分布式地理信息的分析，提出地理空间信息的数掘模型。另外，对几何对象和空间参考系统方面进行探讨。
2、分布式地理信息的快速导航一直是分布式GIS研究的重点。我们在空间元数据标准的基础上，构造一个基于网络的分层空间元数据库框架，并将GML标准运用到地理空间元数据中来。
3)我们把GIS互操作分成三类，即数据互操作(技术互操作)、处理功能互操作(服务互操作)和语义互操作。在分析GIS互操作的基础上，提出GIS数据和GIS处理功能互操作的模型结构。
4、通过分析分布式地理信息服务，指出地理信息服务多以服务链的形式存在，提出并阐述三种DGIS服务链——用户自定义服务链、静态服务链和工作流管理服务链。
5、在分布式地理信息服务模型里面，分布式组件注册服务是一个比较重要的部分，本项目将构建一个分和式组件的注册服务模型。
6．研究了3DGIS中的长事务并发控制
a．提出了在3DGIS服务中提供多策略并发控制机制；
b．总结出了数据访间中的四种版本一致性原则。
7．研究了海量空间数据索引结构
a．总结出三种有代表性的索引结构R树、PK树和HilbertR树：
b．总结出在查询效率上，PK树效率最高，Hilbert R树次之，R树最差，但PK树存储效率低；
c．提出了平衡PK树，进一步提高了PK树的查询效率；
d．提出了广义PK树的概念，推广了PK树的应用：
e．提出了利用Hilbert码区间减少HilbertR树结点间的重叠区域；
f．提出了启发式Hilbert R树算法，提高Hilbert R树的查询效率和对数据分布的适应性。