Các cơ sở dữ liệu không gian trong môi trường dữ liệu lớn

Video: Bài tập lớn/ Gis trong quản lý tài nguyên môi trường 2025

Cơ sở dữ liệu không gian có thể là một công cụ quan trọng trong dự án dữ liệu lớn của bạn. Dữ liệu không gian được chuẩn hóa thông qua các nỗ lực của Tổ chức không gian địa lý mở (OGC), thiết lập OpenGIS (Hệ thống Thông tin Địa lý) và một số các tiêu chuẩn khác cho dữ liệu không gian.

Cho dù bạn có biết hay không, bạn có thể tương tác với dữ liệu không gian mỗi ngày. Nếu bạn sử dụng điện thoại thông minh hoặc Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để chỉ đường đến một địa điểm cụ thể hoặc nếu bạn yêu cầu công cụ tìm kiếm địa điểm các nhà hàng hải sản gần địa chỉ vật lý hoặc cột mốc, bạn đang sử dụng các ứng dụng dựa vào dữ liệu không gian.

Điều này rất quan trọng bởi vì các cơ sở dữ liệu không gian là sự thực hiện các tiêu chuẩn OGC, và công ty của bạn có thể có các yêu cầu cụ thể đáp ứng được các tiêu chuẩn. Một cơ sở dữ liệu không gian trở nên quan trọng khi các tổ chức bắt đầu sử dụng nhiều kích thước dữ liệu khác nhau. Ví dụ: nhà khí tượng học làm nghiên cứu có thể muốn lưu trữ và đánh giá dữ liệu liên quan đến bão, bao gồm nhiệt độ, tốc độ gió, độ ẩm và mô hình các kết quả đó theo ba chiều.

Ở dạng đơn giản nhất, các cơ sở dữ liệu không gian lưu trữ dữ liệu về vật thể 2 chiều, 2 chiều 5 chiều và 3 chiều. Có thể bạn đã quen thuộc với các đối tượng 2D và 3D. Một đối tượng 2D có chiều dài và chiều rộng. Một vật thể 3D thêm chiều sâu vào chiều dài và chiều rộng. Một trang từ một cuốn sách là một đối tượng 2D, trong khi toàn bộ cuốn sách là một đối tượng 3D.

Điều gì về 2. 5D? 2. Đối tượng 5D là một loại dữ liệu không gian đặc biệt. Chúng là các đối tượng 2D với độ cao như là một nửa "" thêm kích thước. Hầu hết 2. Cơ sở dữ liệu không gian 5D chứa thông tin bản đồ và thường được gọi là Hệ thống thông tin địa lý (GIS).

Các nguyên tố nguyên tử của các cơ sở dữ liệu không gian là các dòng, điểm, và đa giác. Chúng có thể được kết hợp dưới bất kỳ hình thức nào để đại diện cho bất kỳ đối tượng nào bị ràng buộc bởi 2, 2, 5 hoặc 3 chiều. Do tính chất đặc biệt của các đối tượng dữ liệu không gian, các nhà thiết kế tạo ra các cơ chế lập chỉ mục (các chỉ số không gian) được thiết kế để hỗ trợ các truy vấn ngẫu nhiên và các biểu diễn trực quan các nội dung của cơ sở dữ liệu.

Chẳng hạn một chỉ mục không gian sẽ trả lời câu hỏi "khoảng cách giữa điểm này và điểm khác là gì? "Hoặc" Liệu một đường thẳng cụ thể có giao nhau với một bộ đa giác nhất định không? "Nếu điều này có vẻ như là một vấn đề lớn, đó là vì nó là. Dữ liệu không gian có thể đại diện cho những thách thức dữ liệu lớn nhất của tất cả.

PostGIS là một dự án nguồn mở được duy trì bởi Refractions Research và được cấp phép theo Giấy phép Công cộng GPL (GPL).PostGIS cũng được cung cấp như một phần của phiên bản cộng đồng OpenGeo Suite và được cung cấp và hỗ trợ bởi OpenGeo theo giấy phép của doanh nghiệp.

PostGIS là một cài đặt lớp chuyên dụng, chạy trên RDBMS PostgreSQL. Cách tiếp cận này mang lại lợi ích tốt nhất cho cả hai thế giới. Bạn nhận được tất cả các lợi ích của một SQL RDBMS (như tính toàn vẹn giao dịch và ACID) và hỗ trợ cho các hoạt động chuyên biệt cần thiết cho các ứng dụng không gian (reprojection, hỗ trợ trắc địa, chuyển đổi hình học, vv).

Mặc dù cơ sở dữ liệu chính nó là rất quan trọng, bạn cũng sẽ yêu cầu các phần khác của công nghệ để giải quyết các yêu cầu ứng dụng không gian. May mắn thay, PostGIS là một phần của hệ sinh thái của các thành phần được thiết kế để làm việc cùng nhau để giải quyết những nhu cầu này. Ngoài PostGIS, OpenGEO Suite bao gồm:

GeoServer: Thực hiện trong Java, GeoServer có thể xuất bản thông tin không gian từ một số nguồn dữ liệu không gian chính trên web. Nó có thể tích hợp với Google Earth và cũng có giao diện người dùng tuyệt vời trên nền tảng web.
OpenLayers: Một thư viện cho JavaScript rất hữu ích để hiển thị các bản đồ và các đại diện khác của dữ liệu không gian trong một trình duyệt web. Nó có thể thao tác hình ảnh từ hầu hết các nguồn bản đồ trên web, bao gồm Bing Maps, Google Maps, Yahoo! Maps, OpenStreetMap, v.v.
GeoExt: Được thiết kế để làm cho thông tin bản đồ từ OpenLayers có sẵn cho nhà phát triển ứng dụng web. Các tiện ích GeoExt có thể được dùng để tạo chỉnh sửa, xem, tạo kiểu, và các trải nghiệm web tương tác khác.
GeowebCache: Sau khi bạn có dữ liệu trong một máy chủ và có thể hiển thị nó trong một trình duyệt, bạn cần phải tìm một cách để làm cho nó nhanh. GeowebCache là bộ tăng tốc. Nó lưu trữ các khối dữ liệu hình ảnh (gọi là gạch ngói) và làm cho chúng có sẵn để phân phối nhanh đến thiết bị hiển thị.

Mặc dù nhiều dữ liệu không gian sử dụng dữ liệu liên quan đến bản đồ và địa điểm, dữ liệu không gian có nhiều ứng dụng hiện tại và tương lai khác, bao gồm mô hình 3D chính xác của cơ thể con người, các tòa nhà, bầu khí quyển …