張建，呂楠，劉寓

(重慶數(shù)字城市科技有限公司，重慶 400020)

1 引言

警用地理信息平臺(Police Geographice Information System Platform，簡稱“PGIS平臺”)是公安信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施［1］。在公安業(yè)務(wù)工作中，70%的信息均與地理位置和空間分布有關(guān)，通過地理信息系統(tǒng)多元化的空間分析技術(shù)可將公安業(yè)務(wù)關(guān)注的“人”、“地”、“物”、“事”和“組織”五要素進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)五要素之間的關(guān)聯(lián)分析。近年來，根據(jù)公安部統(tǒng)一部署，重慶市公安局依托全國PGIS平臺軟件，建立了市、區(qū)(縣)兩級PGIS數(shù)據(jù)庫，建設(shè)了首批重點(diǎn)PGIS應(yīng)用，為全局推廣PGIS應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

重慶市是中國最年輕和最大的直轄市，由于地理上的特殊，使重慶市公安局既肩負(fù)省級公安機(jī)關(guān)對下屬分縣局的管理職能，同時又要承擔(dān)主城區(qū)的具體警務(wù)工作。與其他省市的PGIS平臺建設(shè)模式相比，重慶的管理模式和應(yīng)用需求有其自身特點(diǎn)。首先，重慶市公安局PGIS平臺建立了全市統(tǒng)一的警用地理信息數(shù)據(jù)庫，集中管理全市警用地理的警用基礎(chǔ)、公共等信息;其次，為降低重慶市公安局中心數(shù)據(jù)庫的訪問壓力，保障各區(qū)縣分局的業(yè)務(wù)應(yīng)用，各區(qū)縣分局分別建立了區(qū)縣級警用地理數(shù)據(jù)庫。因此，針對重慶市PGIS平臺采用了市－區(qū)(縣)兩級分布式構(gòu)架，需建立數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制，以重慶市公安局市級警用地理數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，通過空間矢量數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)，將重慶市公安局市級警用地理數(shù)據(jù)分發(fā)到各區(qū)縣的地理信息子數(shù)據(jù)庫中。本文針對重慶市公安行業(yè)的需求，提出了一種基于Oracle數(shù)據(jù)庫的空間矢量數(shù)據(jù)實(shí)時同步技術(shù)，通過本方法，解決了分布式空間數(shù)據(jù)同步的問題，實(shí)現(xiàn)了市－區(qū)(縣)兩級警務(wù)資源共享。

2 技術(shù)難點(diǎn)

2.1 空間數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

ArcSDE是Esri公司的發(fā)布的GIS數(shù)據(jù)管理中間件，它提供了高級的、高性能的GIS數(shù)據(jù)管理的接口，支持海量的空間數(shù)據(jù)管理。在傳統(tǒng)的存儲方式中，每一個圖層由業(yè)務(wù)表(business table)、要素表(feature table)和空間索引表(spatial index table)組成，屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)分開存儲在B表和F表中，數(shù)據(jù)同步時需考慮多表間的級聯(lián)關(guān)系，不容易保證同步成功。ArcSDE for Oracle提供了ST_Geometry類型來存儲空間數(shù)據(jù)。ST_Geometry是一種遵循ISO和OGC規(guī)范的，可以通過SQL直接讀取的空間信息存儲類型。采用這種存儲方式能夠更好的利用Oracle的資源，更好的兼容oracle的特征，并且能夠更快的讀取空間數(shù)據(jù)。本次研究中，我們采用ST_Geometry存儲空間數(shù)據(jù)，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)存儲到一張表中，簡化了空間數(shù)據(jù)的管理，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)的快速讀取。

2.2 分布式數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)

由于需要同步的數(shù)據(jù)存儲在不同的數(shù)據(jù)庫中，因此需要解決分布式數(shù)據(jù)之間互相訪問的技術(shù)難點(diǎn)。Database Link支持一個數(shù)據(jù)庫中的對象訪問另一個數(shù)據(jù)庫中的對象。當(dāng)創(chuàng)建了一個Database Link后，可以用它來引用其他數(shù)據(jù)庫中的表和視圖。在SQL語句中，可以在表名或視圖名后加@Database Link以引用其他數(shù)據(jù)庫中的表或視圖，不僅可以通過Select語句查詢其他數(shù)據(jù)庫的表或視圖，還可以使用任何Insert，Update，Delete或Lock Table語句訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫［2］。

2.3 記錄同步復(fù)制技術(shù)

當(dāng)市級數(shù)據(jù)庫的記錄發(fā)生變化時，需要及時將這種變化傳遞給區(qū)縣數(shù)據(jù)庫，在此，需借助Oracle的物化視圖。Oracle的物化視圖是一種將視圖所對應(yīng)數(shù)據(jù)加以實(shí)際物理存儲的技術(shù)，它是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫目標(biāo)表某一時間點(diǎn)在本地的副本。物化視圖最重要的功能和特性之一，就是其數(shù)據(jù)會隨著基表(或稱主表，master表)的變化而變，基表數(shù)據(jù)增加了，物化視圖數(shù)據(jù)會變多;基表數(shù)據(jù)刪除了，物化視圖數(shù)據(jù)也會變少［3］。本次研究中，我們通過建立市－區(qū)(縣)兩級PGIS平臺數(shù)據(jù)庫更新數(shù)據(jù)記錄物化視圖，將市級PGIS數(shù)據(jù)庫的增、刪、改操作傳遞給區(qū)縣PGIS數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)兩級數(shù)據(jù)庫的操作記錄同步。

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

為保證市、區(qū)(縣)兩級PGIS數(shù)據(jù)庫能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，首先需要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《警用地理信息基礎(chǔ)平臺與系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》，我們建立了警用基礎(chǔ)地理信息，警用公共地理信息，專業(yè)地理信息、標(biāo)準(zhǔn)地址信息、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)地理信息等數(shù)據(jù)庫［4，5］，保障了市區(qū)兩級空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致性，為空間矢量數(shù)據(jù)同步奠定了基礎(chǔ)。

圖1 PGIS建庫標(biāo)準(zhǔn)

3.2 系統(tǒng)關(guān)鍵表

系統(tǒng)主要包含4個關(guān)鍵表:DCQ_SYN_DATABASE、DCQ_SYN_CONFIG、DCQ_SYN_LOG 和 DCQ_SYN_LOG_LOCAL，其中 DCQ_SYN_DATABASE記錄了所有區(qū)縣數(shù)據(jù)庫連接信息，DCQ_SYN_CONFIG記錄了同步圖層的信息，DCQ_SYN_LOG記錄了同步圖層的所有操作日志，DCQ_SYN_LOG_LOCAL記錄了本區(qū)縣同步操作日志，用于保證所有操作日志只處理一次，DCQ_SYN_LOG和DCQ_SYN_LOG_LOCAL字段結(jié)構(gòu)相同。詳細(xì)信息如下:

DCQ_SYN_DATABASE表屬性 表1

DCQ_SYN_CONFIG表屬性 表2

DCQ_SYN_LOG和DCQ_SYN_LOG_LOCAL表屬性 表3

3.3 同步步驟

(1)調(diào)整市－區(qū)(縣)兩級PGIS數(shù)據(jù)庫的基本參數(shù)，保持市－區(qū)(縣)兩級PGIS數(shù)據(jù)庫的空間坐標(biāo)系、空間對象編碼、元數(shù)據(jù)描述等參數(shù)完全一致;

(2)建立市級PGIS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)監(jiān)控器，當(dāng)市級PGIS平臺空間矢量數(shù)據(jù)產(chǎn)生更新時，將更新信息寫入市級PGIS平臺更新日志記錄表中;

(3)建立市－區(qū)(縣)兩級PGIS數(shù)據(jù)庫更新數(shù)據(jù)記錄物化視圖，實(shí)現(xiàn)市－區(qū)(縣)兩級PGIS平臺更新數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)同步;

(4)區(qū)縣PGIS平臺定時訪問市級平臺PGIS更新日志記錄表，發(fā)現(xiàn)有更新內(nèi)容后，將更新內(nèi)容按區(qū)縣分發(fā)至各區(qū)縣更新記錄表中;

(5)建立區(qū)縣PGIS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)監(jiān)控器，當(dāng)監(jiān)控到本地更新記錄表中數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，根據(jù)變化操作，更新本地空間數(shù)據(jù)。

在市局?jǐn)?shù)據(jù)庫，使用觸發(fā)器監(jiān)控所有同步圖層的INSERT、UPDATE、DELETE操作，并將變化記錄到DCQ_SYN_LOG日志表中。在區(qū)縣數(shù)據(jù)庫中，通過物化視圖將市局DCQ_SYN_LOG表記錄同步到區(qū)縣DCQ_SYN_LOG表中，在插入到區(qū)縣DCQ_SYN_LOG表的同時，通過唯一標(biāo)識GUIDBSM判斷DCQ_SYN_LOG_LOCAL表中是否已經(jīng)存在該記錄，如果沒有則將該記錄插入到DCQ_SYN_LOG_LOCAL表中，在插入到DCQ_SYN_LOG_LOCAL之前，分析該日志記錄，更新本區(qū)縣矢量數(shù)據(jù)，如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)同步示意圖

4 應(yīng)用效果

根據(jù)上述的數(shù)據(jù)同步方法，我們使用Microsoft.NET平臺實(shí)現(xiàn)了市－區(qū)(縣)兩級空間數(shù)據(jù)實(shí)時同步系統(tǒng)，并為42個區(qū)縣局部署了該同步系統(tǒng)。在公安專網(wǎng)內(nèi)，100萬數(shù)據(jù)能在1小時內(nèi)同步到各個區(qū)縣局，數(shù)據(jù)同步準(zhǔn)確率100%，結(jié)果如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)同步結(jié)果

5 結(jié)語

本文提出了大規(guī)模空間數(shù)據(jù)實(shí)時同步系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)，結(jié)合PGIS平臺在重慶市公安行業(yè)警用地理信息基礎(chǔ)平臺建設(shè)中得到了較好的應(yīng)用，有效解決了市－區(qū)兩級PGIS空間數(shù)據(jù)同步的問題，有力支撐了全市PGIS應(yīng)用的運(yùn)行。

［1］賀日興，孫丕龍.警用地理信息平臺及其建設(shè)部署模式［J］.警察技術(shù)，2011(3):3～7.

［2］姚文琳，王存剛，劉世棟等.基于Oracle的分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與技術(shù)［J］.計(jì)算機(jī)工程，2006(20):89～91.

［3］丁鯤，嚴(yán)浩，刁興春.分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步技術(shù)研究［J］.海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2004(5):100～104.

［4］GA/T 493－2004.城市警用地理信息系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范［S］.

［5］GA/T 529－2005.城市警用地理信息屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)［S］.

［6］GA/T 532－2005.城市警用地理信息數(shù)據(jù)分層及命名規(guī)則［S］.