超图携手虚谷，打造信创分布式空间数据库

超图软件集团 2024-10-21

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乐享技术

近日，超图软件SuperMap GIS 2024产品与成都虚谷伟业科技有限公司（下称“虚谷伟业”）研发的虚谷数据库产品完成兼容适配认证。本次适配基于虚谷空间数据库V11.0、V12.0，对接SuperMap iDesktopX 11i、SuperMap iServer 11i进行点线面编辑、数据转换、空间分析、地图制图与发布等GIS功能，实现数据库软件与地理信息软件的数据流转。

地理空间信息系统业务发展

数据是IT系统的“血液”，地理信息涵盖基础地理数据、三维模型数据、行业专题数据等，具备类型多、体量大等特征，需要强大的存储和管理系统作为底座支撑。数据库与GIS平台紧密衔接，存储、管理与应用着大量涉及国家安全的敏感空间数据，保证系统安全可靠运行成为重要衡量指标。

GIS系统的发展经历了三个大阶段：

目前第三阶段的空间解决方案已经应用广泛，但是在当前智慧城市、数字孪生、国产替代等诸多业务需求情况下，出现了诸多的难题和挑战：

自主可控挑战

国内空间应用大多基于PostgreSQL或者Oracle Spatial进行开发。其中PostgreSQL通过集成PostGIS插件来实现空间数据的存储与管理,但由于PostGIS插件是基于GPL协议的开源软件，直接使用可能带来自主可控的风险；Oracle本身由于其商业所属地问题，也会有自主可控挑战。

关系数据与空间数据分散管理

用户通常需要多种类型的数据库，包括关系型数据库、时序数据库和空间数据库等。通常情况下，为了满足不同应用需求，会采购不同品牌的数据库产品，这导致了维护困难和数据共享难题。

扩展性和性能瓶颈

随着多源异构海量空间数据的不断增长，对数据处理性能的要求日益提高。在国产信创环境下，空间大数据的存储与计算面临重大挑战。传统的云平台虚拟机+集中式空间数据库的架构在处理实时性、效率和可靠性方面存在明显不足，迫切需要一种集存储、索引、搜索和计算于一体的分布式存储与计算架构。

全栈信创分布式空间数据库解决方案

双方此次合作聚焦于空间智能领域，共同推出了集成化的解决方案。该方案以虚谷空间数据库集群为坚实的数据基石，并依托SuperMap GIS平台的卓越能力，全面适配国内主流的操作系统与服务器，实现了GIS平台从底层到顶层的全面国产化。此方案不仅支持处理各类空间数据，在性能方面进行深度联合调优，为气象预报、农业生产、水利建设、交通运输、自然资源管理等众多领域提供了强大的GIS技术支撑。

方案架构

该方案的数据流如图所示：

方案亮点

全栈自主可控：虚谷数据库与SuperMap GIS平台，均为国内自主研发的产品，不仅拥有深厚的技术底蕴，更在对外国产品的迁移实践中积累了丰富的经验与方案，可以帮助用户快速的完成国外的产品平滑迁移，实现自主可控的要求，为用户的数据安全保驾护航。

具体来看，超图与虚谷可以采用以下四种方案对国外GIS平台进行替换：

充分调度原生空间分布式能力：在本方案中，超图为了采用数据库原生接口（XGCI），设计了一套与业务解耦的数据访问接口（UGDBCI）。超图实现了空间数据管理以及GIS行业模型的创建、读写等功能，虚谷数据库匹配的空间数据库接口，可以发挥出双方各自优势，计算分析和存储资源得以充分利用。该方案相比直接通过ORM框架链接数据库，性能可提升20%，适配难度更低。

原生空间能力引擎：虚谷空间数据库区别于传统的空间数据库，是一款原生集成了空间能力的数据库产品，无须通过外部组件/插件进行安装升级。

分布式存储设计性能更强：在数据存储策略上，该方案基于虚谷数据库分布式技术，将数据(分布式空间索引+分布式空间数据)分散处理，利用不同节点的IO、CPU、内存等物理资源进行堆叠，突破原有性能瓶颈，以应对在数字孪生细颗粒的BIM和数字城市CIM场景等超大规模空间数据对分布式空间数据库的旺盛需求。除此以外，虚谷数据库还具备基于代价的路径优化模型、并行扫描、智能存储技术、弹射式数据推送、分布式MVCC、多网络负载均衡等性能加速技术。

动态弹性扩展：虚谷数据库通过弹性配置提供超强的系统可扩展性和升级能力，在实现空间数据处理的前提下提供了强大的分布式处理能力，在遇到空间数据查询流量洪峰的时候可以进行业务平滑扩展并自动均衡，无需人工介入。

兼容传统空间数据库能力：

国外GIS软件数据模型	国产GIS数据模型	虚谷空间数据库数据类型（完全兼容PostGIS函数和类型）
点	点数据集	✔
线	线数据集	✔
面	面数据集	✔
注记	文本数据集	✔
几何网络	网络数据集	✔
网络数据集	网络数据集	✔
表	属性表数据集	✔
参数化对象	参数化对象	✔
多面体	三维面数据集	✔