用關(guān)系數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫協(xié)同管理土地數(shù)據(jù)，是近年來土地信息系統(tǒng)的分布式處理的常用方法之一，其分布式實現(xiàn)主要依賴于關(guān)系數(shù)據(jù)庫（如Oracle）所提供的分布式功能。

　　本文將詳細(xì)闡述土地信息系統(tǒng)中基于Oracle的關(guān)系數(shù)據(jù)庫分布式設(shè)計及空間數(shù)據(jù)分布式處理的實現(xiàn)。

　　2　Oracle系統(tǒng)的分布式設(shè)計技術(shù)

　　2.1　分布式Oracle系統(tǒng)構(gòu)架

　　分布式Oracle系統(tǒng)是由分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Oracle Rdbms）、支持多種操作系統(tǒng)和通信協(xié)議的分布式處理環(huán)境軟件SQL*NET、以及與非Oracle Rdbms聯(lián)接的軟件SQL*CONNECT組成的一個軟件群［2］。其中，Oracle Rdbms的分布式功能主要包括分布式查詢、單點事務(wù)、多個事務(wù)中多點更新及結(jié)點自治等；SQL*NET提供不同Oracle數(shù)據(jù)庫間的連接功能；SQL*CONNECT是實現(xiàn)Oracle與其它DBMS轉(zhuǎn)換的一個接口產(chǎn)品。

　　2.2　SQL*NET

　　SQL*NET是Oracle分布式處理的基礎(chǔ)，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過SQL*NET，一個應(yīng)用程序可以并行存取本地或遠(yuǎn)程的多個數(shù)據(jù)庫。當(dāng)存取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫時，在客戶端，SQL*NET將來自用戶程序接口（UPI）層的子程序調(diào)用（SQL語句）組裝成信息報文，經(jīng)過異種機(jī)環(huán)境所需要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，通過網(wǎng)絡(luò)將報文發(fā)送給遠(yuǎn)程計算機(jī)；在服務(wù)器端，SQL*NET接受報文，作必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并將子程序調(diào)用參數(shù)傳送到適當(dāng)?shù)腛racle核心入口點，在相反方向上服務(wù)器端驅(qū)動SQL*NET傳送的是數(shù)據(jù)和返回碼信息［1］。

　
圖1　SQL*NET體系結(jié)構(gòu)

　　2.3　各類數(shù)據(jù)庫對象

　　Oracle中與分布式處理有關(guān)的數(shù)據(jù)庫對象主要有：數(shù)據(jù)庫鏈路、視圖、快照、同義詞等。其中，數(shù)據(jù)庫鏈路用于連接本地結(jié)點和遠(yuǎn)程結(jié)點之間的數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)快照是Oracle系統(tǒng)提供的一種對數(shù)據(jù)表的異步復(fù)制，它有以下兩種作用：數(shù)據(jù)快照是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)表在本地的復(fù)制，通過它可以實現(xiàn)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的快速查詢；在系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，可以通過數(shù)據(jù)快照恢復(fù)數(shù)據(jù)。

　　同義詞用來簡化一些繁瑣的表名或視圖名等。對于遠(yuǎn)程操作，用戶也可以為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的表名或視圖名等建立相應(yīng)的同義詞，以后訪問這些遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的表或視圖就可以直接寫同義詞名，也就是說用戶在訪問數(shù)據(jù)時無須指明數(shù)據(jù)所在結(jié)點的名字，這就達(dá)到了透明訪問。例如，在某一結(jié)點訪問另一結(jié)點的數(shù)據(jù)表時需要命令：

　　SELECT*FROM SUPDBA.EMPLOYEE@SUP—HQ；

　　如果建立如下同義詞：

　　CREATE PUBLIC SYNONYM EMPLOYEE FOR SUPDBA.EMPLOYEE@SUP—HQ；

　　再訪問該遠(yuǎn)程表時就只需要命令：

　　SELECT * FROM EMPLOYEE；

　　2.4　分布式操作

　　在數(shù)據(jù)庫鏈路定義以后，遠(yuǎn)程操作就變得非常簡單和方便。用戶訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的表或視圖時，只要在表名或視圖名后面附上數(shù)據(jù)庫鏈路名即可通過SELECT或INSERT、UPDATE、DELETE等語句對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。其形式為：

　　SELECT 列表達(dá)式［,列表達(dá)式,...］

　　FROM 表名@數(shù)據(jù)庫鏈路名［,表名@數(shù)據(jù)庫鏈路名,...］

　?。踂HERE 邏輯表達(dá)式］；

　　在訪問數(shù)據(jù)時，如果要訪問的數(shù)據(jù)來自同一個數(shù)據(jù)表，根據(jù)需要直接訪問該表或基于該表的視圖或快照；如果所要訪問的數(shù)據(jù)來自不同的數(shù)據(jù)表，可通過連接（JOIN）操作或相應(yīng)的視圖來實現(xiàn)，視圖中各數(shù)據(jù)項的來源有以下幾種情況：

　　來自同一數(shù)據(jù)庫中的一個表或多個表；

　　來自同一結(jié)點不同數(shù)據(jù)庫中的兩個表或多個表；

　　來自不同結(jié)點上數(shù)據(jù)庫中的兩個表或多個表。

　　如果事先建立了有關(guān)視圖，用戶就可以直接訪問這些視圖以實現(xiàn)一些對數(shù)據(jù)的復(fù)雜訪問。

　　3　數(shù)據(jù)庫分布式設(shè)計的基本步驟

　　3.1　確定數(shù)據(jù)的物理位置

　　在分布式數(shù)據(jù)庫環(huán)境中，對每一數(shù)據(jù)表都要首先確定其最佳的存放位置，從而使整體數(shù)據(jù)的分布更加合理。在這一過程中，需要考慮的因素主要有以下幾點：每一結(jié)點需傳遞的事務(wù)量；每一結(jié)點使用的數(shù)據(jù)量；網(wǎng)絡(luò)的性能與可靠性；各結(jié)點速度、磁盤容量；若結(jié)點間連接不通后的訪問規(guī)則；表間聯(lián)系對數(shù)據(jù)完整性的影響等。

　　3.2　確定數(shù)據(jù)庫及其對象

　　對每一存放數(shù)據(jù)的獨立結(jié)點都要建立至少一個數(shù)據(jù)庫，對于不同的應(yīng)用，在同一地點也可以建立多個數(shù)據(jù)庫。在每一數(shù)據(jù)庫中還要根據(jù)實際需求建立有關(guān)的數(shù)據(jù)庫對象，如Oracle中有關(guān)數(shù)據(jù)庫對象有Table、View、Snapshot、Synonym、DatabaseLink等。

　　3.3　確定數(shù)據(jù)存取機(jī)制

　　分布式數(shù)據(jù)庫的一大重要特點是數(shù)據(jù)訪問的透明性。在應(yīng)用系統(tǒng)中，不同的功能會需要訪問不同數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。為了達(dá)到數(shù)據(jù)訪問的透明性，在分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計時就需要確定如何存取其它數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，如何實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表的鏈接等規(guī)則。

　　4　土地信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

　　深圳市土地管理信息系統(tǒng)（以下簡稱SZLIS）是一個面向深圳市規(guī)劃國土局土地管理業(yè)務(wù)的集成化分布式信息系統(tǒng)。由于該局行政上采用市局——分局——管理所三級運(yùn)作模式，土地管理業(yè)務(wù)分布在三級管理部門，因此SZLIS系統(tǒng)中的分布式處理至關(guān)重要。由于Oracle難以管理空間數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)軟件ARC/INFO不支持分布式處理，故考慮二者結(jié)合來管理，即系統(tǒng)中非空間數(shù)據(jù)用Oracle管理，空間數(shù)據(jù)用ARC/INFO管理。

　　4.1　SZLIS體系結(jié)構(gòu)

　　SZLIS運(yùn)行在由七個局域子網(wǎng)構(gòu)成的廣域網(wǎng)上。七個局域網(wǎng)分別分布于深圳市規(guī)劃國土局市局和六個分局，管理所采用電話撥號上網(wǎng)連接到分局?jǐn)?shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)在市局和六個分局的服務(wù)器中分別建立七個數(shù)據(jù)庫。

　　SZLIS的主要功能包括：管理業(yè)務(wù)文件的流轉(zhuǎn)及辦理過程；用地申請的處理和批復(fù)；用計算機(jī)進(jìn)行出讓地塊的劃界和對用地空間與文字屬性的管理；進(jìn)行紅線圖、方案圖以及其它圖件的制作與輸出；制定地價方案，編制土地使用權(quán)出讓合同書；對與土地有關(guān)的各類、各層次信息的查詢功能等。在SZLIS中，市局、分局和管理所都有以上功能，且市局可以查詢及審批各分局的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，三級部門之間要互相流轉(zhuǎn)文件。

　　4.2　數(shù)據(jù)說明

　　根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，SZLIS中的數(shù)據(jù)及其使用情況分為以下幾類：

　　類型一：人員、部門、崗位、任職、單位等做參考用的數(shù)據(jù)，全局統(tǒng)一一份數(shù)據(jù)，更新量少，市局、分局都能更新；

　　類型二：文件內(nèi)容、辦理過程等與文件流轉(zhuǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，市局和分局都會收文，且市局、分局、管理所三級之間要轉(zhuǎn)文；

　　類型三：業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)，如紅線、宗地屬性、界址點、地價方案、土地出讓合同屬性等，主要業(yè)務(wù)在分局辦理，部分大型業(yè)務(wù)在市局辦理，部分小型業(yè)務(wù)在管理所辦理；

　　類型四：圖形數(shù)據(jù)，包括紅線、宗地等地塊的圖形數(shù)據(jù)。

　　SZLIS中的圖形數(shù)據(jù)用ARC/INFO管理，ARC/INFO提供接口與Oracle管理的屬性數(shù)據(jù)相連接。為了實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的有效連接，以及利用圖形數(shù)據(jù)查詢或更新屬性數(shù)據(jù)，除通過建立ARC/INFO 與Oracle系統(tǒng)之間的連接外，還需利用RELATE關(guān)系建立各COVERAGE的INFO屬性表（AAT和PAT）與Oracle數(shù)據(jù)庫中的屬性表（table）之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即在ARC/INFO的AAT或PAT表與Oracle表中分別建立公共的標(biāo)識項，通過這些公共的標(biāo)識項把AAT或PAT表中的記錄與相應(yīng)Oracle中的對應(yīng)記錄掛接起來。

　　4.3　分布式設(shè)計

　　根據(jù)系統(tǒng)對分布式的需求，SZLIS中數(shù)據(jù)庫分布式設(shè)計方案如下：

　　對于類型一數(shù)據(jù)，市局?jǐn)?shù)據(jù)庫中建立數(shù)據(jù)表，分局?jǐn)?shù)據(jù)庫中建立對市局表的快照和視圖，對這些數(shù)據(jù)的大部分修改在市局進(jìn)行，分局通過視圖修改這些數(shù)據(jù)，通過快照查詢這些數(shù)據(jù)；對于類型二數(shù)據(jù)，市局和分局的數(shù)據(jù)庫中分別建立數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)的產(chǎn)生地，如果市局向分局轉(zhuǎn)文，則有關(guān)此文的文件內(nèi)容、辦理過程等數(shù)據(jù)都拷到分局的數(shù)據(jù)庫中，反之亦然；對于類型三數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存放在分局的數(shù)據(jù)庫中，在市局的數(shù)據(jù)庫中分別建立對六個分局?jǐn)?shù)據(jù)庫的DATABASE LINK，市局通過視圖創(chuàng)建或修改這些數(shù)據(jù)，通過快照查詢這些數(shù)據(jù)；分局和管理所系統(tǒng)登錄到對應(yīng)分局的數(shù)據(jù)庫，直接對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。以宗地屬性數(shù)據(jù)為例，在分局建立表PARCEL，分局操作此表，在市局建立視圖和快照如下：

　　CREATE VIEW V$PARCEL—LH AS SELECT * FROM SUPDBA.PARCEL@SUP—LH;

　　CREATE SNAPSHOT S$PARCEL—LH

　　PCTFREE 5 PCTUSED 60

　　TABLESPACE users

　　STORAGE INITIAL 50K NEXT 50K

　　USING INDEX STORAGE (INITIAL 25K NEXT 25K)

　　REFRESH START WITH ROUND(SYSDATE + 1) + 18/24

　　NEXT SYSDATE + 1

　　AS SELECT * FROM SUPDBA.PARCEL@SUP—LH;

　　/* 快照從第二天18點開始刷新，每天刷新一次 */

　　上述三類數(shù)據(jù)存貯于SZLIS的Oracle數(shù)據(jù)庫中，具體的表、視圖、快照間的關(guān)系如圖2所示。

圖2　SZLIS中各數(shù)據(jù)庫對象間關(guān)系

　　對于類型四數(shù)據(jù)，市局、分局、管理所各存放一份ARC/INFO數(shù)據(jù)，市局系統(tǒng)通過與Oracle數(shù)據(jù)庫中對分局遠(yuǎn)程表做的視圖相連來修改屬性數(shù)據(jù)，通過快照來查詢屬性數(shù)據(jù)；分局和管理所系統(tǒng)則直接通過與Oracle數(shù)據(jù)庫中的表相連來操作屬性數(shù)據(jù)；每天系統(tǒng)的更新程序要根據(jù)Oracle數(shù)據(jù)庫的屬性數(shù)據(jù)對市局、分局、管理所的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行增量更新，以保證三地的數(shù)據(jù)一致。

　　SZLIS中基于Oracle的分布式數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。


　　　　　　　　　　　

圖3　SZLIS分布式數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)

　　4.4　空間數(shù)據(jù)同步處理

　　ARC/INFO本身并不支持分布式存儲和管理，為了實現(xiàn)市局、分局及管理所的空間數(shù)據(jù)同步，系統(tǒng)采用如下方法處理：

　　. 在分局的Oracle數(shù)據(jù)庫中建立圖形修改記錄表，數(shù)據(jù)項包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)序號、創(chuàng)建地點、更新日期、更新類型、更新用戶、讀取標(biāo)志等，市局建立它們的視圖，并通過視圖讀取圖形修改記錄表。

　　. 市局或各分局系統(tǒng)運(yùn)行時對圖形的每個變動，如創(chuàng)建、更新、刪除等操作，往圖形修改記錄表中加入記錄。

　　. 在進(jìn)行空間數(shù)據(jù)交換時，調(diào)用圖形修改記錄表，提取信息，進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)更新。

　　. 處于第三級的管理所，數(shù)據(jù)的處理類似市局，屬性數(shù)據(jù)訪問的是分局的表，圖形數(shù)據(jù)在其本地建數(shù)據(jù)庫，與分局的表相關(guān)聯(lián)。

　　5　展望

　　關(guān)系數(shù)據(jù)庫經(jīng)過多年的發(fā)展，其分布式處理技術(shù)已經(jīng)越來越成熟。對于土地信息系統(tǒng)這種既有非空間數(shù)據(jù)又有空間數(shù)據(jù)的大型系統(tǒng)來說，其非空間數(shù)據(jù)可借助于相對成熟的分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)分布式處理，而目前空間數(shù)據(jù)的分布式處理需要寄生于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的分布式技術(shù)。要真正解決空間數(shù)據(jù)的分布式處理問題，還有待于深入的研究。

　　榮　芳　工程師。主要研究方向：地理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計等。