在地理信息领域,数据来源多样、系统异构性强,这使得**互操作性(Interoperability)**成为一个长期存在的挑战。为了解决这一问题,开放地理空间联盟(Open Geospatial Consortium, OGC)应运而生,它制定了一系列开放的、非营利性的空间数据标准与规范。这些标准对于空间数据库的设计、开发和应用至关重要,它们确保了不同系统和应用程序之间能够无缝地交换和处理地理空间数据。
1. OGC标准的核心理念与分类
OGC标准的核心理念是开放性、互操作性和一致性,旨在构建一个共享和利用地理信息的开放生态系统。
开放性: OGC标准是免费的,并且可公开获取,允许任何组织或个人根据其规范开发产品和解决方案。
互操作性: 通过定义统一的数据模型、编码格式和接口规范,确保不同供应商、不同平台上的地理信息系统能够相互理解、交换和协同工作。
一致性: 规范了地理信息的基本概念、术语和表示方法,提高了地理信息交流的准确性和一致性。
OGC标准主要分为两大类:
抽象规范(Abstract Specification): 定义了地理信息处理的基本概念模型和理论框架,不涉及具体的技术实现细节。例如,OGC Abstract Specification Topic 1: Feature Geometry 定义了地理要素的几何模型。
实现规范(Implementation Specification): 针对具体的地理信息服务、接口、数据编码或特定领域,提供详细的技术实现指南。这是我们日常开发和使用中更常接触到的。
2. 与空间数据库紧密相关的OGC核心标准
在众多OGC标准中,有几个与空间数据库的构建和使用联系最为紧密。
Simple Features Access (SFA / Simple Features for SQL, SF-SQL):
描述: 这是最基础也是最重要的OGC标准之一,它定义了**地理空间要素(Geospatial Feature)**的基本几何模型(如点 Point、线 LineString、面 Polygon、多点 MultiPoint、多线 MultiLineString、多面 MultiPolygon、几何集合 GeometryCollection)以及它们之间的基本空间关系(如Contains、Intersects、Distance)和空间操作(如Buffer、Union)。
与空间数据库的关系: 几乎所有的主流空间数据库(如PostGIS、Oracle Spatial、SQL Server Spatial)都遵循SF-SQL标准。它们提供了符合该标准的空间数据类型和SQL函数。这使得开发者可以使用统一的SQL语法来查询和操作不同数据库中的空间数据,大大提高了数据的互操作性。
Geography Markup Language (GML):
描述: GML是一种基于XML的地理信息编码标准,用于表示地理要素的几何形状和属性。它提供了一种通用的方式来传输和存储复杂的地理空间数据。
与空间数据库的关系: 空间数据库通常支持GML数据的导入和导出,作为一种重 特殊数据库 要的地理数据交换格式。通过GML,不同系统可以无缝地交换矢量地理数据。
Well-Known Text (WKT) 和 Well-Known Binary (WKB):
描述: 这两种格式是SF-SQL标准中定义的一种文本和二进制表示地理几何的方法。
WKT: 用人类可读的文本字符串来描述几何图形,如POINT (10 20)、LINESTRING (30 10, 10 30, 40 40)。
WKB: 是WKT的二进制版本,更紧凑,适合在数据库内部存储和在网络上传输,但不可读。
与空间数据库的关系: 空间数据库内部通常以WKB格式存储几何数据,并提供函数在WKT和WKB之间进行转换。这是空间数据库内部实现和外部数据交换的基石。
Web Feature Service (WFS):
描述: WFS是一个定义了通过HTTP在Web上查询和检索地理要素的服务接口标准。客户端可以通过WFS请求特定的地理要素数据。
与空间数据库的关系: 许多空间数据库与WFS服务器集成,作为WFS服务的数据后端。通过WFS,空间数据库中的数据可以被Web应用程序、桌面GIS软件或其他客户端消费和利用,实现数据的共享和互操作。