CN111522897B - 一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法 - Google Patents

一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法。首先，对同步空间数据进行配置，注册需要同步的节点及同步的图层，建立图层增量变化日志，节点提出同步请求时，如果未进行初始数据同步，要进行数据初始同步，已经初始同步了，提取增量数据变化日志进行同步，同步完成后对增量变化日志进行维护，如果同步过程中出现异常，支持断点续传功能，在异常点往下继续同步，同时在网络隔离情况下，支持离线包方式增量同步更新。本发明采用生产库+应用库分离的双库存储模式，ArcSDE地理数据库与File GDB文件地理数据库之间数据一致性采用数据同步机制完成，本发明可满足多用户并发更新空间数据维护需求，又可满足空间数据出图效率要求。

Description

一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同 步方法
技术领域
本发明涉及地理信息领域，具体涉及一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法。
背景技术
数字孪生城市理念自提出以来不断升温，已经成为智慧城市建设的热点。 数字孪生技术应用最早起源于工业领域，尤其飞机、火车发动机等高端制造领域，对产品、生产线和工艺等进行数字仿真、实时跟踪，研发周期大幅缩减，生产成本大幅降低，形成多设备互联、协同和优化的建设模式。数字孪生城市是数字孪生技术在城市层面的广泛应用，是基于数据驱动、软件定义、平台支撑、虚实交互的城市信息模型(CIM)，使数字城市与现实城市同步规划、同步建设，实现全过程、全要素数字化，做到城市全状态实时化和可视化和城市管理决策与服务协同化和智能化。
测绘地理信息作为经济社会发展和国防建设的重要基础，在信息化建设中起着基础性、保障性和先导性作用。数字孪生城市更加需要测绘地理信息的强力支撑，在时空大数据管理、地理监测、高精度实体化测绘等方面提出更高要求，特别是在面向地理实体对象的增量式数据更新，实现海量城市实体地理信息的快速更新分布服务和动态调整方面，提出更高的要求。
随着城市建设，各类地理信息数据库基本都已经建库完成，其基于空间数据库的组织管理实现主要采用存储在ORACLE数据库中的ArcSDE地理数据库方式建库，以便数据更新维护、查询统计等多用户并发访问的管理。然而在地图出图方面，从图1可以看出，FileGDB文件地理数据库出图效率是最高的，特别是ArcSDE地理数据库为了满足多用户并发编辑更新需求，一般采用版本管理实现，长期的累积，即使使用压缩策略，也会使数据库的性能逐步下降，而且越复杂的地理数据，还涉及到地图符号化的需求，更影响地理数据出图的性能，经过大数据量的测试，基础地形图出图效率，File GDB文件地理数据库出图效率比ArcSDE地理数据库高2-10倍。因此为了提高地理数据出图效率，采用生产库+应用库分离的双库存储模式，即数据更新管理库采用ArcSDE地理数据库存储方式，应用库采用File GDB文件地理数据库存储方式，ArcSDE地理数据库与File GDB文件地理数据库之间数据一致性采用数据同步机制完成，即可满足多用户并发更新空间数据维护需求，又可满足空间数据出图效率要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，可满足多用户并发更新空间数据维护需求，又可满足空间数据出图效率要求。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，包括同步数据配置和数据同步请求；
同步数据配置：
步骤S1、注册数据同步节点，在ArcSDE地理数据库中，根据节点注册顺序，采用质数方式的编号生成规则生成节点编号，节点完成同步功能，日志记录值为所有节点编号积；
步骤S2、注册数据同步节点所需同步的图层，每个节点根据业务需要确认所需同步图层，并记录在同步源数据库中；
步骤S3、根据注册的数据同步节点所需同步的图层，生成相应图层的增量变化日志，增量变化日志采用基于要素对象空间信息指纹的空间数据变化捕获方法结合ORACLE的数据变化机制生成，记录增量变化日志，同时增加数据同步记录字段；
数据同步请求：
步骤S4、初始数据同步，将图层从Oracle SDE库拷贝到File GDB文件库中，在FileGDB库对应的图层增加一个字段，记录Oracle库中的要素ID，保证读取增量变化日志后能更新到对应的记录；
步骤S5、根据步骤S3记录的增量变化日志，按时序提取节点对应图层的增量变化数据，提取的增量变化数据要求是该节点没有更新维护的日志，并且通过条件判别同步记录字段与节点编号求余不等于0进行提取，即 (CDCLOG mod 节点编号)≠0；
步骤S6、根据步骤S5提取的增量变化数据修改对应的图层，对空间数据进行更新操作，同时记录变化修改记录，即将节点编号记录到增量变化日志中，同时同步记录字段CDCLOG=CDCLOG*节点编号，若同步过程出现异常，重新开始同步，***会根据处理日志，从异常点继续进行数据同步；
步骤S7、根据步骤S6完成节点对应图层的更新维护后，判断增量变化日志是否完成所有已经注册节点的维护任务，判断依据是同步记录字段是否等于所有节点编号的积，若相等，移除增量变化日志，不等则保留，等所有节点维护完成后再移除到完成日志表中，避免影响提取增量日志性能。
在本发明一实施例中，步骤S4中，通过ArcCataLog工具或者通过数据读取加载方式将图层从Oracle SDE库拷贝到File GDB文件库中。
在本发明一实施例中，步骤S5中，提取节点对应图层的增量变化数据，包括新增数据集、修改数据集、删除数据集的增量变化数据。
在本发明一实施例中，步骤S5中，若节点由于网络隔离问题，需要进行离线更新，则提供生成增量离线包功能，再提供给节点进行离线更新，从而完成节点对应图层的数据的提取。
在本发明一实施例中，步骤S6中，对空间数据进行更新操作，包括新增空间数据、修改空间数据、删除空间数据。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、速度快，采用“要素对象空间信息指纹”识别方法，将传统的空间几何计算，变换成字符串比较，同时结合ORACLE的数据变化机制即CDC机制，大幅度提高了增量数据的提取速度；
2、采用质数作为节点编号，记录增量维护日志，将字符串判断变为数字计算，提高了增量维护日志的维护效率，缩短了整个节点的维护时间。
3、高可靠性，同步过程采用事务处理过程，确保同步数据一致性，同时支持断点续传功能，使同步过程高可靠性。
4、采用生产库+应用库分离的双库存储模式，即数据更新管理库采用ArcSDE地理数据库存储方式，应用库采用File GDB文件地理数据库存储方式，ArcSDE地理数据库与File GDB文件地理数据库之间数据一致性采用数据增量同步机制完成，即可满足多用户并发更新空间数据维护需求，又可满足空间数据出图效率要求。
附图说明
图1为不同数据源出图性能比较。
图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明提供了一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，包括同步数据配置和数据同步请求；
同步数据配置：
步骤S1、注册数据同步节点，在ArcSDE地理数据库中，根据节点注册顺序，采用质数方式的编号生成规则生成节点编号，节点完成同步功能，日志记录值为所有节点编号积；
步骤S2、注册数据同步节点所需同步的图层，每个节点根据业务需要确认所需同步图层，并记录在同步源数据库中；
步骤S3、根据注册的数据同步节点所需同步的图层，生成相应图层的增量变化日志，增量变化日志采用基于要素对象空间信息指纹的空间数据变化捕获方法结合ORACLE的数据变化机制生成，记录增量变化日志，同时增加数据同步记录字段；
数据同步请求：
步骤S4、初始数据同步，将图层从Oracle SDE库拷贝到File GDB文件库中，在FileGDB库对应的图层增加一个字段，记录Oracle库中的要素ID，保证读取增量变化日志后能更新到对应的记录；
步骤S5、根据步骤S3记录的增量变化日志，按时序提取节点对应图层的增量变化数据，提取的增量变化数据要求是该节点没有更新维护的日志，并且通过条件判别同步记录字段与节点编号求余不等于0进行提取，即 (CDCLOG mod 节点编号)≠0；
步骤S6、根据步骤S5提取的增量变化数据修改对应的图层，对空间数据进行更新操作，同时记录变化修改记录，即将节点编号记录到增量变化日志中，同时同步记录字段CDCLOG=CDCLOG*节点编号，若同步过程出现异常，重新开始同步，***会根据处理日志，从异常点继续进行数据同步；
步骤S7、根据步骤S6完成节点对应图层的更新维护后，判断增量变化日志是否完成所有已经注册节点的维护任务，判断依据是同步记录字段是否等于所有节点编号的积，若相等，移除增量变化日志，不等则保留，等所有节点维护完成后再移除到完成日志表中，避免影响提取增量日志性能。
以下为本发明具体实现实例。
本发明的一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，即一种从ArcSDE地理数据库到File GDB文件地理数据库的高性能、支持断点续传、多节点、离线包等同步的空间数据增量同步方法，包括如下步骤：
同步数据配置：
101：注册数据同步节点，在ArcSDE地理数据库中，根据节点注册顺序，生成节点编号，本节点编号生成规则采用质数的方式，每个编号都是质数，如，3，5，7，11，13等，这样所有节点都是互质，方便在增量数据同步中记录同步日志,且不互相影响，如日志记录值为15，就是3和5编号的节点完成同步功能，如果日志记录值为1001，一定是7、11和13编号的节点完成同步功能，不可能是其他编号结点有同步过，所有注册节点都同步了，日志记录值为所有节点编号积。
102：注册数据同步节点需要同步的图层，每个节点根据业务需要确认需要同步哪些图层，记录在同步源数据库中；
103：根据注册的需要同步的图层，生成该图层的增量变化日志，增量变化日志采用“要素对象空间信息指纹”的地形地物要素数据变化捕获方法【1】结合ORACLE的数据变化机制即CDC机制，记录变化日志，同时增加数据同步记录字段，如CDCLOG，默认值为1；
数据同步请求：
201：初始数据同步，可以用将图层通过ArcCataLog工具拷贝功能将图层从OracleSDE库拷贝到File GDB文件库中或者通过数据读取加载方式导入，由于File GDB不能操作数据OID,要保证读取增量日志后能更新到对应的记录，需要在File GDB库对应的图层增加一个字段，记录Oracle库中的要素ID；
202：根据步骤103记录的日志，按时序提取本节点对应图层的数据，提取要求是本节点没有更新维护的日志，通过条件同步记录字段与节点编号求余不等于0进行提取，即(CDCLOG mod 节点编号)≠0，包括新增数据集、修改数据集、删除数据集的增量变化数据；
203：如果节点由于网络隔离问题，需要进行离线更新，可以提供生成增量离线包功能，然后再提供给节点进行离线更新。
204：根据步骤202、203提取增量变化数据修改对应的图层，对空间数据进行更新操作，具体包括新增空间数据、修改空间数据、删除空间数据，同时记录变化修改记录，记录格式是将节点编号记录到日志中，记录格式同步记录字段 CDCLOG=CDCLOG*节点编号，如果同步过程出现异常，可以重新开始同步，***会根据处理日志，从异常点继续进行数据同步。
205：根据步骤204完成本节点本图层的更新维护后，判断增量日志是否完成所有已经注册节点的维护任务，判断依据是同步记录字段是否等于所有节点编号的积，如果相等，移除增量日志，不等则保留，等其它节点维护完成后再移除到完成日志表中，避免影响提取增量日志性能。
下面结合图2对上述步骤的具体实现流程描述如下：
在步骤101中，注册数据同步节点，在ArcSDE地理数据库中，根据节点注册顺序，生成节点编号，本节点编号生成规则采用质数的方式，每个编号都是质数，如，3，5，7，11，13等，方便在增量数据同步中记录同步日志，然后执行步骤102。
在步骤102中，注册数据同步节点需要同步的图层，每个节点根据业务需要确认需要同步哪些图层，记录在同步源数据库中。然后执行步骤103。
在步骤103中，根据注册的需要同步的图层，生成该图层的增量变化日志，增量变化日志采用“要素对象空间信息指纹”的地形地物要素数据变化捕获方法结合ORACLE的数据变化机制即CDC机制，记录变化日志，同时增加数据同步记录字段，如CDCLOG，默认值为1，该日志将提供给202步骤进行调用。
在步骤201中，初始数据同步，可以用将图层通过ArcCataLog工具拷贝功能将图层从Oracle SDE库拷贝到File GDB文件库中或者通过数据读取加载方式导入，由于File GDB不能操作数据OID,要保证读取增量日志后能更新到对应的记录，需要在File GDB库对应的图层增加一个字段，记录Oracle库中的要素ID。然后执行步骤202。
在步骤202中，根据步骤103记录的日志，按时序提取本节点对应图层的数据，提取要求是本节点没有更新维护的日志，通过条件同步记录字段与节点编号求余不等于0进行提取，包括新增数据集、修改数据集、删除数据集的增量变化数据。然后执行步骤204。
在步骤203中，如果节点由于网络隔离问题，需要进行离线更新，可以提供生成增量离线包功能，然后再提供给节点进行离线更新，执行步骤204。
在步骤204中，根据步骤202、203提取增量变化数据修改对应的图层，对空间数据进行更新操作，具体包括新增空间数据、修改空间数据、删除空间数据，同时记录变化修改记录，记录格式是将节点编号记录到日志中，记录格式同步记录字段 CDCLOG=CDCLOG*节点编号,如果同步过程出现异常，可以重新开始同步，***会根据处理日志，从异常点继续进行数据同步，执行步骤205。
在步骤205中，根据步骤203完成本节点本图层的更新维护后，判断增量日志是否完成所有已经注册节点的维护任务，判断依据是同步记录字段是否等于所有节点编号的积，如果相等，移除增量日志，不等则保留，等其它节点维护完成后再移除到完成日志表中，避免影响提取增量日志性能，同步过程结束。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
参考文献：
【1】王昌平,高昭良,姚路,李善龙.基于要素对象空间信息指纹的空间数据变化捕获方法:中国,ZL 2016 1 0277976.2 [P].2019-04-19。

Claims (5)

1.一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，其特征在于，包括同步数据配置和数据同步请求；
同步数据配置：
步骤S1、注册数据同步节点，在ArcSDE地理数据库中，根据节点注册顺序，采用质数方式的编号生成规则生成节点编号，节点完成同步功能，日志记录值为所有节点编号积；
步骤S2、注册数据同步节点所需同步的图层，每个节点根据业务需要确认所需同步图层，并记录在同步源数据库中；
步骤S3、根据注册的数据同步节点所需同步的图层，生成相应图层的增量变化日志，增量变化日志采用基于要素对象空间信息指纹的空间数据变化捕获方法结合ORACLE的数据变化机制生成，记录增量变化日志，同时增加数据同步记录字段；
数据同步请求：
步骤S4、初始数据同步，将图层从Oracle SDE库拷贝到File GDB文件库中，在File GDB库对应的图层增加一个字段，记录Oracle库中的要素ID，保证读取增量变化日志后能更新到对应的记录；
步骤S5、根据步骤S3记录的增量变化日志，按时序提取节点对应图层的增量变化数据，提取的增量变化数据要求是该节点没有更新维护的日志，并且通过条件判别同步记录字段与节点编号求余不等于0进行提取；
步骤S6、根据步骤S5提取的增量变化数据修改对应的图层，对空间数据进行更新操作，同时记录变化修改记录，若同步过程出现异常，重新开始同步，***会根据处理日志，从异常点继续进行数据同步；
步骤S7、根据步骤S6完成节点对应图层的更新维护后，判断增量变化日志是否完成所有已经注册节点的维护任务，判断依据是同步记录字段是否等于所有节点编号的积，若相等，移除增量变化日志，不等则保留，等所有节点维护完成后再移除到完成日志表中，避免影响提取增量日志性能。
2.根据权利要求1所述的一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，其特征在于，步骤S4中，通过ArcCataLog工具或者通过数据读取加载方式将图层从Oracle SDE库拷贝到File GDB文件库中。
3.根据权利要求1所述的一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，其特征在于，步骤S5中，提取节点对应图层的增量变化数据，包括新增数据集、修改数据集、删除数据集的增量变化数据。
4.根据权利要求1所述的一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，其特征在于，步骤S5中，若节点由于网络隔离问题，需要进行离线更新，则提供生成增量离线包功能，再提供给节点进行离线更新，从而完成节点对应图层的数据的提取。
5.根据权利要求1所述的一种ArcSDE、File GDB文件地理数据库间的空间数据增量同步方法，其特征在于，步骤S6中，对空间数据进行更新操作，包括新增空间数据、修改空间数据、删除空间数据。
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