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认识禹贡:二三维一体化的开源空间数据库

超图集团 2022-10-19
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 来源  本文刊登于2022年09月 总第81期《超图通讯》

禹贡是由openGauss社区和超图合力开发的开源空间数据库,在openGauss企业级的数据库内核基础上,扩展GIS能力,聚焦构建空间数据库核心能力。2022年6月,超图联合华为openGauss社区正式发布禹贡第一个版本“Yukon 1.0”。

禹贡空间数据库技术总体框架

在openGauss数据库基础上,禹贡为响应国内GIS应用需求,针对自然资源部三维立体时空数据库建库,以及实景三维中国的建设中的业务需求,在空间数据模型层增加了空间网格单元、三维模型和椭圆弧对象;在数据管理层增加空间网格索引,提升空间对象一体化检索效率;支持了更多的空间处理函数;并提供规范的SQL API,代码开源,数据格式开放,为上层应用提供空间数据库能力支撑。

一体化的空间数据存储、计算和管理

作为提供GIS能力的空间数据库,禹贡具备对空间数据一体化的存储、计算和管理能力。

 支持二三维空间数据 

禹贡支持存储二三维点/线/面数据、多面体数据、栅格数据、精细模型以及BIM模型数据。

其中,矢量数据的存储符合OGC相关规范,能够被多种GIS平台共享访问。内置了丰富的空间操作函数,包含了300多个矢量分析算子和150多个栅格分析函数,能够充分利用数据库服务端的计算资源,使得空间计算分析更加高效。

使用内置的空间函数对矢量底面拉伸,可构建白模数据。通过SQL语言与数据库进行交互,方便快捷。

后的白模数据在不同GIS平台下的展示效果

2021年8月,自然资源部发布《实景三维中国建设技术大纲》,明确了建设内容分为三个层级:地形级、城市级和构件级,其中城市级和构件级建设内容都对三维数据的存储和管理提出了明确需求,包括 BIM 数据、精细模型数据等。为此,禹贡提供给了对三维模型数据的存储和管理能力。

三维精细模型(左),BIM(右)

 支持空间网格编码 

禹贡提供空间网格编码能力对数据进行统一管理,支持GB/T 40087标准编码规则,这种编码规则具备三个特点:
(1)立体网格,可对自然资源中的地上、地表、地下数据进行统一管理;
(2)多分辨率,分为32个层级,最高精度达厘米级;

(3)基于CGCS2000和1985国家高程基准。

禹贡提供了两种网格编码生成方式:
(1)直接由空间对象生成;

(2)基于精细层网格向上聚合,由下向上的聚合方式,聚合过程不需要依赖原始数据,计算效率大幅提升。

空间网格编码是空间对象跟空间位置关系间的一个映射,从数据管理上来看,传统的空间数据组织方式按照图层进行专题数据管理,在一些基于区域的数据分析和计算,对于图层多的数据,基于网格的管理方式更加有优势。

三维模型数据的空间网格可视化效果(左:精细模型;右:BIM)

禹贡的价值和意义

禹贡响应国产GIS应用需求,助力新型基础测绘和实景三维中国建设。目前禹贡已跟国内主要数据库厂商的产品进行了对接,适配多种国产数据库,如海量数据库、神州通用、人大金仓、云和恩墨、瀚高和虚谷数据库等,联合国产数据库共同打造更专业、更高效的地理空间数据库。

同时,禹贡代码开源,数据格式开放,为开源社区注入GIS活力,携手openGauss社区共建开源空间数据库新生态。

开源网址:https://gitee.com/opengauss/yukon

官网:https://yukon.supermap.io

超图集团


撰文:内核研发中心 金虹杉 周芹

编辑:王静静

审核:吴晓燕

审签:刘宏恺




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