分布式空间数据库系统的模式结构

—个分布式空间数据库是由若干个已经存在的相关空间数据库集成的。 这些相关数据库分布在由计算机网络连接起来的多个场地上， 并且在加入到多空间数据库系统之后仍具有自治性。 多空间数据库系统在参与空间数据库之上为全局用户提供 一个统一存取空间数据的环境，使得全局用户像使用一个 空间数据库系统一样使用多个空间数据库系统。 对多个空间数据库系统进行管理，并提供透明访问。

分布式空间数据库系统的模式结构总体上可以分为两部分， 如图所示，下面部分是集中式空间数据库的模式， 代表了各场地上参与空间数据库系统的基本结构； 上面部分是分布式空间数据库系统增加的模式。

全局用户视图：与集中式的局部用户视图的概念一样， 全局用户由于专业、研究领域和角度的不同，所关心的问题、 研究的对象、期望的结果等方面都存在着差异， 因而对空间地理对象的描述也不同，形成了不同的全局用户视图。 有一点和局部用户视图不同，那就是全局用户视图的数据不是 从某一场地的参与空间数据库中抽取， 而是从—个虚拟的各参与空间数据库集成的逻辑集合中抽取的。

全局概念模式：它定义了分布式空间数据库提供给全局用户共享的 全部数据的逻辑结构，即全局图层的定义， 使得全局图层如同没有分布一样。 全局概念模式是使用全局统一的空间数据模型定义的。

分片模式：每一个全局图层可以分为若千个不相交的分片， 分片模式就是所有分片定义的集合。由于分片在物理上是分布的， 因此，分片模式必须详细描述分片的物理分布信息； 由于空间数据分片存在着各种分片冲突，因此，从分片模式映射到全局概念模式。

局部概念模式：它定义了参与空间数据库全体数据的逻辑结构， 是全局概念模式的子集。局部概念模式是由局部空间数据模型定义的， 如果局部空间数据模型和全局空间数据模型异构， 那么全局系统的分片模式和局部概念模式之间必须有 一个数据模型的转换过程，即异构同化的过程。 通过从集中式系统的局部概念模式到分布式全局系统的分片模式、 全局概念模式，最后到全局的用户视图， 分布式空间数据库系统实现了分布透明性。因此， 全局用户可以使用单一的空间数据模型和单一的空间査询语言操作逻辑上统一， 物理上分布异构的空间数据。

全局概念模式的定义是通过对参与空间数据库的局部概念模式集成而产生的， 并且局部用户仍然可以在本地空间数据库上定义自己的视图 （局部外模式），而不受全局系统的影响。

一般把涉及同一类数据但在处理方法以及数据模型、 数据格式上存在各种差异的数据源称为异构数据源。 在GIS领域中，这种异构数据源随处可见。 分布式多空间数据库的目标就是要将两个或多个 已经存在的异构空间数据库以信息集成的方式联系起来， 实现信息共享。也就是将两个或多个物理上分布异构的空间数据库， 在逻辑上集成为一个虚拟的空间数据库， 全局用户可以査询这个虚拟的数据库，就好像它已经被物化了。 既然是虚拟数据库，分布式多空间数据库一般不存储数据， 而是将全局用户的全局査询翻译成一个或多个对参与空间数据库的査询， 然后将那些参与数据库对全局用户査询的回答进行综合处理， 最后把结果返回给全局用户。

按“异构同化，同构整体化”的基本思路， 把物理上分布异构的空间数据库集成为逻辑上统一的整体。

根据以上的分析和讨论，实现多空间数据库系统的集成需要解决的问题有：

（1）选择全局统一的空间数据库模型来描述全局概念模式和分片模式；

（2）选择全局统一的空间査询语言作为全局系统和用户的交互界面；

（3）解决分片的异构性，实现局部概念模式到全局分片模式的转换，即异构同化,

（4）解决分片冲突问题，构造全局的概念模式，即同构整体化。