黃 嶸，張 新，常 戈 群，董 春 曉，池 天 河

（1.中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所，北京 100101;2.陜西省國(guó)土資源信息中心，陜西 西安 710054;3.北京宇思時(shí)代信息技術(shù)有限公司，北京 100086）

省級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)策略研究
——以陜西省國(guó)土資源數(shù)據(jù)為例

黃 嶸1，2，張 新1＊，常 戈 群3，董 春 曉2，池 天 河1

（1.中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所，北京 100101;2.陜西省國(guó)土資源信息中心，陜西 西安 710054;3.北京宇思時(shí)代信息技術(shù)有限公司，北京 100086）

基于對(duì)省內(nèi)多級(jí)行政單元國(guó)土資源數(shù)據(jù)特征及管理需求分析，提出了多級(jí)行政單元國(guó)土資源數(shù)據(jù)應(yīng)用模式及數(shù)據(jù)布局策略，并以陜西省為例，對(duì)省級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的地類圖斑要素層，按照縣級(jí)多實(shí)例、全省單實(shí)例（不進(jìn)行布局控制）和全省單實(shí)例（按縣進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)布局）3種布局策略下的數(shù)據(jù)訪問性能，進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比分析，得出對(duì)我國(guó)國(guó)土資源數(shù)據(jù)管理部門具有參考價(jià)值的結(jié)論。

國(guó)土資源數(shù)據(jù);存儲(chǔ)策略;系統(tǒng)運(yùn)行效率

0 引言

國(guó)土資源數(shù)據(jù)涵蓋地面、地下不同空間位置，涉及土地、礦藏、海洋、地質(zhì)、測(cè)繪、環(huán)境等部門，包含街區(qū)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、縣、市、省、全國(guó)范圍等不同尺度水平，面向事務(wù)管理、統(tǒng)計(jì)、分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)等應(yīng)用目標(biāo)，具有時(shí)空動(dòng)態(tài)性、多尺度性、目標(biāo)多樣性等特點(diǎn)。國(guó)土資源管理信息化在“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、信息共享、服務(wù)管理、面向社會(huì)”的方針指引下，近年來取得了明顯的進(jìn)展和成效［1］。但是，要建立“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的國(guó)土資源管理運(yùn)行體系，需要增強(qiáng)國(guó)土資源信息的獲取、分析、研發(fā)能力［2］。而國(guó)土資源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)及策略是國(guó)土資源信息化的基礎(chǔ)。針對(duì)該問題李德仁等提出國(guó)土資源網(wǎng)格化管理應(yīng)用平臺(tái)的體系架構(gòu)，設(shè)計(jì)了基于空間信息網(wǎng)格的國(guó)土資源管理與服務(wù)平臺(tái)，提出網(wǎng)格化管理中的數(shù)據(jù)更新機(jī)制、更新流程和更新方式基本框架［2，3］;Yang等研究分布式地理信息處理技術(shù)［4］;Chen等研究基于網(wǎng)格技術(shù)的地理信息存儲(chǔ)與處理技術(shù)［5］;解吉波等分析多級(jí)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)庫(kù)同步的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)，提出一種基于XML的多級(jí)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的同步架構(gòu)，并在“全國(guó)國(guó)土資源數(shù)據(jù)交換中心”試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用［6］;趙俊三等提出以政務(wù)管理信息化、國(guó)土資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理及信息服務(wù)社會(huì)化為目標(biāo)，以消除信息孤島、實(shí)現(xiàn)信息共享、系統(tǒng)資源整合和國(guó)土資源管理“業(yè)務(wù)流程”為出發(fā)點(diǎn)的國(guó)土資源信息化建設(shè)的技術(shù)路線和方法［7］;史輝等基于國(guó)土資源信息化和數(shù)據(jù)資源保護(hù)需求，將國(guó)土資源數(shù)據(jù)分為資料數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)5類，并提出對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理的組織方法和相關(guān)技術(shù)［8］。上述學(xué)者從分布式網(wǎng)格計(jì)算、數(shù)據(jù)中心軟件架構(gòu)、數(shù)據(jù)交換等角度開展了積極探索，但對(duì)于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部如何實(shí)現(xiàn)多級(jí)行政單元、多尺度國(guó)土資源數(shù)據(jù)高效物理存儲(chǔ)技術(shù)方面尚無針對(duì)性的研究成果。本文針對(duì)省級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)策略及效率進(jìn)行研究，并結(jié)合陜西省多級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)開展了分析，以期對(duì)我國(guó)國(guó)土資源數(shù)據(jù)的高效管理及應(yīng)用具有參考意義。

1 省級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)特征及管理需求

（1）數(shù)據(jù)特征。1）多源異構(gòu)性：國(guó)土資源數(shù)據(jù)的獲取途徑和獲取方式多樣化，數(shù)據(jù)來源存在著監(jiān)測(cè)方法、描述形式、存在方式、比例尺、投影方式和精準(zhǔn)度等差異。2）分級(jí)性：國(guó)土資源數(shù)據(jù)存在著與其它維并存的行政區(qū)級(jí)別維度特征，往往按照國(guó)家、省、市、縣4級(jí)層層下發(fā)和匯交。上級(jí)統(tǒng)一控制的數(shù)據(jù)逐級(jí)下發(fā)，數(shù)據(jù)格式與形式單一;下級(jí)部門形成的數(shù)據(jù)向上逐級(jí)匯交，各級(jí)數(shù)據(jù)內(nèi)容覆蓋其所轄行政區(qū)范圍，并按照本級(jí)的管理和應(yīng)用需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成本級(jí)的統(tǒng)計(jì)、圖件、文字報(bào)告等數(shù)據(jù)產(chǎn)品。與行政區(qū)分級(jí)類似，國(guó)土資源空間數(shù)據(jù)還存在地理空間不同比例尺特征，由大到小的空間比例尺形成一個(gè)完整的系列。3）數(shù)據(jù)規(guī)模龐大：國(guó)土資源管理涉及土地、礦產(chǎn)、資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，隨著對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展和信息化的加速，國(guó)土資源數(shù)據(jù)呈現(xiàn)逐年加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

（2）管理需求。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)的匯集和交換中心，是國(guó)土資源數(shù)據(jù)集成管理的核心節(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型等方面的復(fù)雜程度均不同，所以其存儲(chǔ)策略研究尤為重要。各地方符合同一標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)歸集到省級(jí)數(shù)據(jù)中心后，可以采取兩種物理存儲(chǔ)布局策略。一是對(duì)同一數(shù)據(jù)模型進(jìn)行多次實(shí)例化，占據(jù)相應(yīng)的連續(xù)存儲(chǔ)空間，分別用于存儲(chǔ)相應(yīng)地區(qū)、相應(yīng)時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在應(yīng)用層面通過復(fù)雜的功能開發(fā)，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、全省范圍的數(shù)據(jù)存取邏輯;二是對(duì)同一數(shù)據(jù)模型在整個(gè)數(shù)據(jù)中心只實(shí)例化一次，存儲(chǔ)轄區(qū)內(nèi)符合同一標(biāo)準(zhǔn)的多時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)，在應(yīng)用層面通過統(tǒng)一、簡(jiǎn)單的邏輯，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、全省任意空間范圍的數(shù)據(jù)存取。表面看，后者在維護(hù)數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一性、部署、應(yīng)用開發(fā)技術(shù)透明支持等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，也符合數(shù)據(jù)中心建設(shè)的“數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”原則，但由于使用單一實(shí)例集中存放數(shù)據(jù)，所容納的數(shù)據(jù)量成百上千倍增長(zhǎng)，其實(shí)施的直接障礙是數(shù)據(jù)利用性能極不理想。目前，國(guó)土行業(yè)內(nèi)由于解決不了性能問題，只能退而求其次。另外，與其他數(shù)據(jù)一樣，國(guó)土資源數(shù)據(jù)在其建立、分類、管理、發(fā)布、歸檔、離退這一生命周期的各個(gè)階段，數(shù)據(jù)的時(shí)效性、價(jià)值、利用頻度、保護(hù)力度等方面存在差異，有時(shí)某種差異性特別明顯。例如，當(dāng)獲得了某一地區(qū)的最新影像后，該地區(qū)原有影像的應(yīng)用范圍和頻度則顯著降低，可能不必占用有限、昂貴的在線存儲(chǔ)。本文重點(diǎn)研究省級(jí)多行政級(jí)別國(guó)土資源數(shù)據(jù)管理面臨的數(shù)據(jù)模型單一實(shí)例化、大規(guī)模數(shù)據(jù)環(huán)境下的性能問題，以期對(duì)國(guó)土資源數(shù)據(jù)全生命周期管理提供技術(shù)支持。解決單實(shí)例、大規(guī)模數(shù)據(jù)環(huán)境下性能問題的主要思路是，通過分析國(guó)土資源數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，確定科學(xué)的數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)布局，使單實(shí)例與多實(shí)例數(shù)據(jù)模型部署具有相似的數(shù)據(jù)獲取性能。

2 省級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)應(yīng)用模式

2.1 位置關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)訪問

實(shí)體對(duì)象空間位置上的鄰近程度反映了其間聯(lián)系的緊密性。與此類似，實(shí)體空間數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的空間位置越接近，它們被同時(shí)訪問的幾率越高，在國(guó)土業(yè)務(wù)應(yīng)用中這種數(shù)據(jù)利用特點(diǎn)尤其明顯，即成區(qū)域連片使用數(shù)據(jù)。如果利用空間數(shù)據(jù)所反映位置的鄰近程度在物理存儲(chǔ)上布局?jǐn)?shù)據(jù)，使越鄰近的空間數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)位置上布局越緊密，使數(shù)據(jù)的布局與數(shù)據(jù)基于空間位置的訪問模式相近，存儲(chǔ)輸入輸出（I/O）次數(shù)和效率會(huì)有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槿绻谖锢泶鎯?chǔ)布局時(shí)忽略數(shù)據(jù)訪問模式，極可能使空間數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)布局上無章可循，訪問同一連續(xù)區(qū)域的數(shù)據(jù)，極可能需要更多的I/O，每次I/O獲得真正所需數(shù)據(jù)占所獲全部數(shù)據(jù)的百分比也很低。基于多實(shí)例的數(shù)據(jù)模型實(shí)施，本質(zhì)上是將鄰近區(qū)域的數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)上也鄰近布局，與數(shù)據(jù)利用模式相近，具有性能優(yōu)勢(shì)。所以，解決單實(shí)例部署性能問題的關(guān)鍵是能有效保持相鄰區(qū)域數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)上也盡可能相鄰布局。

2.2 空間和非空間數(shù)據(jù)訪問

國(guó)土資源實(shí)體對(duì)象空間屬性與非空間屬性并存，在利用空間屬性時(shí)，往往將其置于更大空間范圍內(nèi)，通過電子地圖瀏覽、分析和業(yè)務(wù)應(yīng)用，空間數(shù)據(jù)往往獨(dú)立于非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行物理存取;非空間數(shù)據(jù)往往基于電子表格等形式進(jìn)行應(yīng)用表現(xiàn)，往往獨(dú)立于空間數(shù)據(jù)進(jìn)行物理存取;統(tǒng)計(jì)分析工作要么基于非空間數(shù)據(jù)，要么基于空間數(shù)據(jù)，同時(shí)被使用的機(jī)會(huì)較少，即面向統(tǒng)計(jì)分析，空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)也多是獨(dú)立物理存取?；谶@種數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，在物理存儲(chǔ)層面，本文認(rèn)為應(yīng)考慮將實(shí)體對(duì)象的空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)分開布局，各自基于實(shí)體空間位置鄰近程度進(jìn)行緊密布局，提高非空間數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)I/O效率。現(xiàn)行的使用大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行同一數(shù)據(jù)模型多實(shí)例部署的方法中，這一點(diǎn)幾乎被忽略。

2.3 不同時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)訪問

同一數(shù)據(jù)模型可適應(yīng)不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)其被存取利用的頻度并不一樣。國(guó)土行業(yè)最新時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)往往具有最高的存取利用頻率。所以，直觀的做法是將不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別布局到相應(yīng)連續(xù)的物理存儲(chǔ)上，典型的做法是面向同一地區(qū)的相同業(yè)務(wù)主題數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)模型實(shí)例化部署兩次，一個(gè)實(shí)例用于存儲(chǔ)最新時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)，另一個(gè)實(shí)例用于存儲(chǔ)全部歷史時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)。前一個(gè)實(shí)例容納的數(shù)據(jù)量受到限制，保證滿足必要的存取性能要求。這種做法需要經(jīng)常將成為歷史時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)的內(nèi)容遷移到后一個(gè)實(shí)例部署中，由應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)較復(fù)雜的跨時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)的存取邏輯。如果使用單實(shí)例部署容納全部時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，雖然應(yīng)用開發(fā)邏輯變簡(jiǎn)單，但因?yàn)閿?shù)據(jù)規(guī)模大，不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可能在存儲(chǔ)上交織分布，I/O效率難以保證，基于不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理工作也變復(fù)雜，單實(shí)例部署似乎并不可取。如果將單實(shí)例部署下的不同時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)分布在相應(yīng)的連續(xù)物理存儲(chǔ)上，且能對(duì)不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，則可達(dá)到與多實(shí)例部署一樣的性能和可管理性。

3 省級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)布局策略

在省級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)中心，可依據(jù)地理范圍、時(shí)點(diǎn)等因素確定數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)部署粒度，形成同一數(shù)據(jù)模型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。基于地理范圍的粒度大小，可形成對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)地理分幅、縣（市）級(jí)行政區(qū)和全省的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型、規(guī)模不同的部署實(shí)例，再以空間拼接或分割形成多級(jí)行政區(qū)的數(shù)據(jù)邏輯布局。

（1）基于標(biāo)準(zhǔn)地理分幅布局?jǐn)?shù)據(jù)。將同一數(shù)據(jù)模型對(duì)應(yīng)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分幅進(jìn)行實(shí)例化，將同一分幅內(nèi)的數(shù)據(jù)存放于一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)物理存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)存取性能有較大優(yōu)勢(shì)。對(duì)省級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)而言，這種策略會(huì)造成同一數(shù)據(jù)模型的實(shí)例數(shù)相當(dāng)龐大、土地/礦產(chǎn)圖斑及線狀地物被大量人為分割、難以長(zhǎng)期維持多實(shí)例符合同一數(shù)據(jù)模型等問題。以1∶1萬的分幅標(biāo)準(zhǔn)粗略估計(jì)，陜西省約覆蓋1萬個(gè)1∶1萬的分幅，在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中部署這么多模型實(shí)例難以想象;比例尺大的，地理分幅數(shù)更多，模型實(shí)例數(shù)也更多。

（2）基于縣級(jí)行政區(qū)布局?jǐn)?shù)據(jù)。將同一數(shù)據(jù)模型對(duì)應(yīng)每個(gè)縣級(jí)行政區(qū)進(jìn)行實(shí)例化，屬于同一縣級(jí)行政區(qū)的數(shù)據(jù)被存放于一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)物理存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)存取性能也有較大優(yōu)勢(shì)。對(duì)省級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)而言，這種策略會(huì)造成同一數(shù)據(jù)模型的實(shí)例數(shù)較大、難以長(zhǎng)期維持多實(shí)例符合同一數(shù)據(jù)模型等問題。以陜西省為例，需要107個(gè)部署實(shí)例。

（3）基于市級(jí)行政區(qū)布局?jǐn)?shù)據(jù)。將同一數(shù)據(jù)模型對(duì)應(yīng)每個(gè)市級(jí)行政區(qū)進(jìn)行實(shí)例化，屬于同一市級(jí)行政區(qū)的數(shù)據(jù)被存放于一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)物理存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)。由于每個(gè)單獨(dú)部署實(shí)例中數(shù)據(jù)規(guī)模有明顯增加，不同區(qū)域的數(shù)據(jù)交織存儲(chǔ)機(jī)會(huì)大大增加，難以達(dá)到相鄰區(qū)域數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上也相鄰布局的期望，數(shù)據(jù)存取性能會(huì)明顯下降。對(duì)省級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)而言，這種策略會(huì)造成同一數(shù)據(jù)模型的實(shí)例數(shù)較大、難以長(zhǎng)期維持多實(shí)例符合同一數(shù)據(jù)模型等問題。以陜西省為例，需要12個(gè)部署實(shí)例。

（4）基于省級(jí)行政區(qū)布局?jǐn)?shù)據(jù)。將同一數(shù)據(jù)模型對(duì)應(yīng)每個(gè)省級(jí)行政區(qū)進(jìn)行實(shí)例化，屬于同一省級(jí)行政區(qū)的數(shù)據(jù)被存放于一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)物理存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)。由于每個(gè)單實(shí)例中數(shù)據(jù)規(guī)模進(jìn)一步增加，不同區(qū)域的數(shù)據(jù)交織存儲(chǔ)機(jī)會(huì)大大增加，難以達(dá)到相鄰區(qū)域數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上也相鄰布局的期望，數(shù)據(jù)存取性能會(huì)明顯下降。

（5）基于多級(jí)分區(qū)數(shù)據(jù)布局的單實(shí)例化。本策略對(duì)數(shù)據(jù)模型實(shí)例化一次，但在底層物理存儲(chǔ)上又依據(jù)數(shù)據(jù)在空間、時(shí)間、利用和管理模式等方面的關(guān)聯(lián)性將數(shù)據(jù)聚集，使之連續(xù)分布。僅在物理存儲(chǔ)層面，而不像多實(shí)例部署同時(shí)在物理層面和邏輯層面聚集和連續(xù)布局?jǐn)?shù)據(jù)，發(fā)揮多實(shí)例部署更好適應(yīng)數(shù)據(jù)利用模式而又有性能優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn);同時(shí)發(fā)揮單實(shí)例部署在維護(hù)數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一性、部署、應(yīng)用開發(fā)技術(shù)透明支持等方面的明顯優(yōu)勢(shì)，徹底解決目前省級(jí)同一數(shù)據(jù)模型單實(shí)例部署所面臨的性能和管理問題。

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)基于應(yīng)用模式物理存儲(chǔ)布局的方法是：空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)，但支持邏輯上的整體利用;不同行政區(qū)（建議以縣為粒度）的數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ);不同時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)。由于多種布局因素起作用，可以采用存儲(chǔ)多級(jí)分區(qū)策略。在具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，可以利用其相應(yīng)支撐機(jī)制完成。例如，在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，可以基于行政區(qū)和時(shí)點(diǎn)標(biāo)識(shí)信息對(duì)同一模型數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)/組合分區(qū)、對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行排序后入庫(kù)、對(duì)數(shù)組數(shù)據(jù)或大對(duì)象數(shù)據(jù)使用外表（out－line）形式存儲(chǔ)，使具有高概率連帶利用的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)區(qū)域上相鄰。

4 數(shù)據(jù)布局策略效率實(shí)驗(yàn)

本文以陜西省國(guó)土資源信息中心數(shù)據(jù)為例，選擇國(guó)土行業(yè)十分重要的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)各種策略下的數(shù)據(jù)庫(kù)性能進(jìn)行分析。基于陜西省第二次土地調(diào)查成果，以建設(shè)陜西省級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)為例，對(duì)省級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的地類圖斑要素層，按縣級(jí)多實(shí)例、全省單實(shí)例（不進(jìn)行布局控制）、全省單實(shí)例（按縣進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)布局）3種布局策略下的數(shù)據(jù)訪問性能進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比，并對(duì)國(guó)家級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問性能進(jìn)行了線性外推。

測(cè)試環(huán)境與方法：1）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：HP6531S筆記本，2 G內(nèi)存;同時(shí)也作為數(shù)據(jù)訪問客戶端。2）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：Oracle 11 G企業(yè)版，含Oracle Spatial和Oracle Partition選項(xiàng)。3）在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的不同用戶模式下部署3種策略建成的地類圖斑要素層。4）為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)任意范圍的存取，建立數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)合視圖，支持縣級(jí)多實(shí)例策略查詢一個(gè)縣的全部圖斑屬性數(shù)據(jù)。5）基于跨多個(gè)縣的建設(shè)用地線性工程所涉及的地類圖斑查詢業(yè)務(wù)場(chǎng)景，進(jìn)行空間查詢測(cè)試。6）為了消除數(shù)據(jù)庫(kù)緩存的影響，每次測(cè)試前都清空數(shù)據(jù)庫(kù)緩存數(shù)據(jù);為了消除數(shù)據(jù)顯示耗時(shí)的影響，將數(shù)據(jù)輸出結(jié)果重定向到輸出文件。

表1記錄了實(shí)際測(cè)試結(jié)果，各時(shí)間值是分別進(jìn)行5遍測(cè)試后計(jì)算出的平均值。因?yàn)闇y(cè)試條件和工作量所限，表1中部分結(jié)果是線性推算出的值，具體內(nèi)容參見表1下方的注解。

表1 數(shù)據(jù)布局策略性能測(cè)試結(jié)果Table 1 Efficiency of test result under different data organization strategy

分析性能測(cè)試結(jié)果，得出如下結(jié)論：1）在非跨縣數(shù)據(jù)查詢情況下，“縣級(jí)多實(shí)例”與“單實(shí)例未布局控制”策略性能相當(dāng)，“單實(shí)例按縣分區(qū)布局”策略性能優(yōu)勢(shì)明顯。2）在非跨縣數(shù)據(jù)查詢情況下，隨縣數(shù)量增大，“單實(shí)例按縣分區(qū)布局”策略性能變化不大，而“單實(shí)例未布局控制”策略性能明顯下降。3）在跨縣數(shù)據(jù)查詢情況下，三者性能相當(dāng)，并且隨數(shù)據(jù)規(guī)模變化不明顯（原因是各種實(shí)例化策略對(duì)空間索引性能影響不大）。4）對(duì)于跨縣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，“縣級(jí)多實(shí)例”與“單實(shí)例未布局控制”策略性能相當(dāng)，“單實(shí)例按縣分區(qū)布局”策略性能優(yōu)勢(shì)明顯。5）對(duì)于跨縣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨數(shù)據(jù)規(guī)模增大，“單實(shí)例按縣分區(qū)布局”策略性能變化不大。各種策略性能測(cè)試分析結(jié)果表明，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)范圍和應(yīng)用目的系統(tǒng)開發(fā)，需要采取不同的數(shù)據(jù)布局策略，而對(duì)于全省統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理，按縣進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)布局具有綜合的性能優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語

本文基于對(duì)省級(jí)多級(jí)行政單元國(guó)土資源數(shù)據(jù)特征及管理需求分析，提出省級(jí)多級(jí)行政單元國(guó)土資源數(shù)據(jù)應(yīng)用模式及數(shù)據(jù)布局策略，并以陜西省為例，對(duì)省級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的地類圖斑要素層，按縣級(jí)多實(shí)例、全省單實(shí)例（不進(jìn)行布局控制）和全省單實(shí)例（按縣進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)布局）3種布局策略下的數(shù)據(jù)訪問性能進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比分析，所得結(jié)論對(duì)我國(guó)國(guó)土資源數(shù)據(jù)管理部門具有重要參考價(jià)值。由于國(guó)土資源數(shù)據(jù)量大、計(jì)算量大等特點(diǎn)，需要網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)具備并行文件管理和處理的功能，以提高信息管理能力和處理速度，這是本文進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。

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Study on Physical Storage Strategy of Land and Resources Data of Province：A Case Study of Shaanxi Province

HUANG Rong1，2，ZHANG Xin1，CHANG Ge－qun3，DONG Chun－xiao2，CHI Tian－h(huán)e1
（1.InstituteofRemoteSensingApplications，ChineseAcademyofSciences，Beijing100101;2.LandandResourcesInformation CenterofShaanxiProvince，Xi′an710054;3.BeijingYouthInformationTechnologyCo.Ltd，Beijing100086，China）

The effective physical storage is the base for information system development of the land and resource data.Firstly，the characteristic and requirement of the land and resources data management of a province is analyzed in this paper.Then the application model and physical storage strategy is studied in detail.Taking the land and resources data of Shaanxi Province as an example，the data analysis performance is tested and analyzed under three different physical storage strategies，which includes the multi-instance for a county，single instance for a province（no layout control）and single instance for a province（with layout control）.In the end，the conclusion is achieved which has valuable reference for other provinces of China.

land and resource data;storage strategy;system running efficiency

P208

A

1672－0504（2012）03－0036－04

2012－01- 05;

2012－02－16

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目（201011015）;國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（60174123）

黃嶸（1973－），女，博士后，研究方向?yàn)閲?guó)土資源數(shù)據(jù)管理及應(yīng)用技術(shù)。＊通訊作者E－mail：zhangx＠irsa.ac.cn