空间数据仓库

　　空间数据仓库是GIS技术和数据仓库技术相结合的产物，其定义很多，但中心思想包含三方面内容:

　　1、空间数据仓库是在网络环境下，实现对异地、异质、异构不同源数据库中地理空间数据、专题数据及时间数据的统一、整合、集成处理，形成用户获取数据的共享操作模式;

　　2、空间数据仓库可根据需求对这些数据再进行测绘专业处理，提供多种空间数据产品，满足用户更高层次——对数据产品的需求;

　　3、基于空间数据产品，空间数据仓库可从多维的角度进行空间数据立方体分析和空间数据挖掘分析，提供综合的、多维的、而向分析的空间辅助决策支持信息，满足用户空间决策分析的需求。

　　空间数据仓库的概念框架分为外部结构、内部结构。外部结构主要描述空间数据仓库与外部系统的关系;内部结构主要描述空间数据仓库的内部功能模块组成。

　　1、外部结构

　　数据库系统处于空间数据仓库系统的最底层，管理着若干种不同的地理空间数据库和专题数据库，它们各自独立，形成了各式各样的异地异质异构的数据库系统，它们主要为空间数据仓库提供数据源。应用系统处于空间数据仓库系统的最上层，它通过一个标准的接口从空间数据仓库中提取地理空间数据、空间数据产品和空间辅助决策分析信息，为应用系统服务。其具体外部结构如图1所示。

　　2、内部结构

　　空间数据仓库的内部组成应由八个独立功能模块构成，分层次实现空间数据仓库系统。其中，第一层次的功能模块是空间数据仓库的基础处理模块，由多源空间数据抽取、多源空间数据整合、多源空间数据统一、空间数据仓库元数据组成;第二层次的功能模块是空间数据仓库的服务模块，由空间数据产品服务、空间数据立方体分析、空间数据挖掘分析组成;第三层次的功能模块是空间数据仓库的对外数据接口模块，由对外数据交换格式组成。第一层次的功能模块为第二层次的功能模块服务，第二层次的功能模块为第三层次的功能模块服务。其具体内部结构图如图2所示。

　　空间数据仓库为了决策支持的需要，主要具有以下几方面功能特征:

　　(1)空间数据仓库是面向主题的。传统的GIS数据库系统是面向应用的，只能回答很专门、很片面的问题，它的数据只是为处理某一具体应用而组织在一起的，数据结构只对单一的工作流程是最优的，对于高层次的决策分析未必是适合的。空间数据仓库为了给决策支持提供服务，信息的组织应以业务工作的主题内容为主线。主题是一个在较高层次将数据归类的标准，每一个主题基本对应一个宏观的分析领域。例如土地管理部门的空间数据仓库所组织的主题有可能为土地覆盖的变化趋势、土地利用变化趋势等;而按照应用来组织则可能是地籍管理、土地适宜性评价等。很显然，按照应用来组织的系统不能够为土地管理部门制定决策提供直接、全面的服务，而空间数据仓库的数据因其面向主题，具有“知识性、综合性”，所以能够为决策者们提供及时、准确的信息服务。

　　(2)空间数据仓库是集成的。空间数据仓库的建立并不意味着要取代传统的GIS数据库系统。空间数据仓库是为制定决策提供支持服务的，它的数据应该是尽可能全面、及时、准确、传统的GIS应用系统是其重要的数据源。为此空间数据仓库以各种面向应用的GIS系统为基础，通过元数据刻画的抽取和聚集规则将它们集成起来，从中得到各种有用的数据。提取的数据在空间数据仓库中采用一致的命名规则，一致的编码结构，消除原始数据的矛盾之处，数据结构从面向应用转为面向主题。

　　(3)数据的变换与增值。空间数据仓库的数据来自于不同的面向应用的GIS系统的日常操作数据，由于数据冗余及其标准和格式存在着差异等一系列原因，不能把这些数据原封不动地搬入空间数据仓库，而应该对这些数据进行增值与变换，提高数据的可用性，即根据主题的分析需要，对数据进行必要地抽取、清理和变换。最常见的操作有语义映射、获取瞬像数据、实施集运算、坐标的统一、比例尺的变换、数据结构与格式的转换、提取样本值等。

　　(4)时间序列的历史数据。自然界是随着时间而演变的，事实上任何信息都具有相应的时间标志。为了满足趋势分析的需要，每一个数据必须具有时间的概念。

　　(5)空间序列的方位数据。自然界是一个立体的空间，任何事物都有自己的空间位置，彼此之间有着相互的空间关系，因此任何信息都应具有相应的空间标志。一般的数据仓库是没有空间维数据的，不能做空间分析，不能反映自然界的空间变化趋势。