知识点26多源数据的无缝整合

三维地理信息建模项目5地理信息三维模型的多源整合与可视化集成三维地理信息建模知识点26任务5-2多源数据无缝整合

多源数据无缝整合概述整合后的特点、多源三维模型数据间的明显差异及整合方式语法整合基本理论、语法整合0102语义整合基本概念、语义整合的原因、基本理论与方法03概述整合后的特点、多源三维模型数据间的明显差异及整合方式011.概述

多源异构三维模型数据的无缝整合是指将不同来源、不同数据格式、不同尺度、不同空间基准的三维模型数据在逻辑上或物理上进行有机集成，并为用户提供统一的使用方法和过程。基本概念1.概述

整合后的三维模型数据仍然保留着原来的数据特征，不仅具有统一的时空基准，还保持几何、拓扑和外观等方面的无缝连接关系。整合后的特点1.概述

整合后的三维模型数据仍然保留着原来的数据特征，不仅具有统一的时空基准，还保持几何、拓扑和外观等方面的无缝连接关系。整合后的特点1.概述

多源三维模型数据间的明显差异空间基准不一致性多源三维模型集成中，缺乏统一的空间基准将无法保证数据质量，也无法进行数据共享和应用。多语义性对于同一个地理空间要素，在不同的应用语境下可能会对应着多种不同的语义，如道路、建筑物、楼层、房间等。多尺度与时空特性三维GIS会根据应用需要采用不同的尺度对地理空间进行表达，不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。不仅如此，三维GIS数据还具有明显的时空特性。存储格式多样性由于三维模型数据生产方式多样，行业流程差异大，从而导致存在多种存储格式差异表现1.概述多源三维模型数据间的明显差异存在两大类异构模型异构语法异构语义异构主要表现在三维空间数据的空间基准不一致、存储格式多样化、多尺度与时空特性。重点体现在多源数据的语义多样性的特点1.概述多源数据无缝整合的目标解决多源数据的语法异构问题解决多源数据的语义异构问题1.概述实现多源数据无缝整合的方式多源数据整合方式数据格式转换模式直接数据访问模式数据互操作模式1.概述实现多源数据无缝整合的方式（1）数据格式转换模式格式转换模式是传统的GIS数据集成方法。在这种模式下，其他数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统中的数据库或数据文件中。这是目前三维GIS系统数据整合的主要办法。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（1）数据格式转换模式该模式主要存在的问题：◆是信息损失由于各类应用中缺乏对空间对象统一的描述模型，从而使得格式转换后不能完全表达源数据的信息。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（1）数据格式转换模式该模式主要存在的问题：◆许多数据格式之间需要经过多步转换，转换过程复杂如：从DGN文件格式转换到Maplnfo的Tab文件，首先雷要把DGN文件输出为dxf交换格式，然后再把dxf数据转换为Tab数据，期间涉及在多个工具平台之间的切换，且转换后数据的空间拓扑可能需重建并修正，如果数据需要不断更新，工作量很大。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（2）数据互操作模式基本概念：数据互操作模式是指在异构数据库和分布计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能透明地获取所需的信息，从而使得一个系统同时支持不同的空间数据格式成为可能。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（2）数据互操作模式具体做法：根据OGC颁布的开放地理数据互操作规范(OGIS)，可以把提供数据源的软件称为数据服务器(dataservers)，把使用数据的软件称为数据客户(dataclients)，数据客户使用某种数据的过程就是发出数据请求、由数据服务器提供服务的过程，其最终目的是使数据客户能读取任意数据里务器提供的空间数据。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（2）数据互操作模式局限性：◆为真正实现各种格式数据之间的互操作，需要每种格式的宿主软件都按照统一的规范实现数据访问接口，这在一定时期内还不现实；1.概述实现多源数据无缝整合的方式（2）数据互操作模式局限性：◆一个软件访问其他软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这两个CIS软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程；1.概述实现多源数据无缝整合的方式（2）数据互操作模式局限性：◆当前非OpenGIS标准的空间数据格式仍然占据空间数据的主体。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（3）直接数据访问模式基本概念：直接数据访问指在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的宜接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。1.概述实现多源数据无缝整合的方式（3）直接数据访问模式优势：不仅避免了繁琐的数据转换，而且在一个GIS软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式的宿主软件。直接数据访问提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。1.概述实现多源数据无缝整合的方式结论多源三维模型数据整合方式的主流的技术是基于统一的三维GIS数据模型，采用直接数据访问模式，进行顾及语义信息的数据格式转换，通过统一多数据格式之间的空间基准、空间尺度、多源语义，实现多源三维空间数据语法及语义的整合。语法整合基本理论、语法整合022.语法整合

基本理论任何一种自然语言的语法规律（或语法现象），是指该语言中的句子、短语、词汇的逻辑、结构特征以及构成方式，而语法包括对语法规律进行的总结描述或对语言使用的规范或限定。在不同的语境中，这种规律或规则也称作语法规范、语法规则等。语法规范、语法规则2.语法整合

基本理论

三维建模中的语法规律：是指在建模过程中所采用及遵守的数据语法、参考系和精度等。

数据语法：是指数据的构成规律，特别是数据的构成方式、结构特征、内部要素之间的逻辑关系。三维建模中的语法规律2.语法整合

语法整合

针对多种数据源和多种建模工艺构建的三维空间数据的数据语法、参考系和精度等多方面的不同，都会造成语法的异构。语法的异构2.语法整合

语法整合

语法整合，需在三维空间信息表示模型的基础上，解析及表达国内外通用的三维数据格式，并实现各三维空间数据在语法层面的无缝整合。语法整合2.语法整合

语法整合

针对多种数据源和多种建模工艺导致的三维模型数据语法和语义上的异构性，一般设计一个或多个基于包含地物类型的场景三维空间数据格式转换引擎，能够灵活支持国内外通用的三维数据格式，实现在语法层面上的多源数据整合。理论做法2.语法整合

语法整合

具体而言，以场景为核心的三维空间数据输入输出及格式转换，需灵活支持国内外通用的三维数据格式，具体包括标准交换格式和通用交换格式两类：标准交换格式：kml，dae。常用交换格式：3ds，obj，flt，dxf，ply,.x。具体做法2.语法整合

语法整合

各格式的具体特点如下：具体做法语义整合基本概念、语义整合的原因、基本理论与方法033.语义整合

基本概念语义是指三维模型数据的“含义”，即在人类认知过程中数据所对应现实世界事物代表的概念和含义，以及这些含义之间的关系，是数据在某个领域上的解释和逻辑表示。3.语义整合

语义整合的原因多种数据源和多种建模工艺构建三维空间数据，因局限于专业领域术语的限定，常导致同一事物在语义解释上出现不同，或者出现专题模型语义信息不足，以及缺乏语义信息等情况。3.语义整合

解决方法理论

针对以上描述的语义异构性问题，一般通过增强语义，以达到多源数据在语义上的统一整合。

语义增强：是针对专题模型在语义信息不足或者缺乏语义信息等情况下，通过交互式编辑，为专题模型添加语义信息，从而达到语义的一致性描述。基于本体的语义增强方法，可从根本上解决知识共享和数据重用等问题。3.语义整合

具体解决“语义异构”的思路

首先引入本体中关于地物分类及其层级概念的描述，并从语义增强和数据集成的角度，重点关注语义信息的映射与表达，实现三维城市模型通用语义数据的集成和传统三维图形学模型数据的语义编辑。3.语义整合

具体解决“语义异构”的思路

为此，需要对三维模型数据隐含的信息进行解析与整合，包括外观模型、语义模型和几何模型的信息，并实现其各级语义信息向统一数据结构的组织与映射。3.语义整合

实际做法

◆在三维城市模型的语义建模与编辑的具体实现中，针对数据源，以是否具有语义信息为分类标准，将现有三维城市模型数据分为语义模型数据与传统模型数据。3.语义整合

实际做法

◆根据这两类数据源的特点，对语义模型数据（如CityGML）通过对其层级语义的解析和向统一语义数据结构映射等操作，得到统一的语义数据信息；3.语义整合

实际做法

◆通过交互式语义编辑与组织，生成统一的语义数据信息。随后，