3 国内外的研究状况

　　在空间数据的无缝拼接方面：国外：Mich 此1 FG 以dchild 提出了基于Mo 助n 码的瓦片式大型地理数据库的设计思想，玩e 飞网两的MGE 和ESm 的A 代b 而等都能将地理实体进行逻辑概念上的“无缝”拼接― 逻辑无缝，能够实现地理数据的几何接边和逻辑接边，但物理上仍然依图幅为单位进行存储管理。

　　国内：李爱勤等提出了一种大型地理数据库无缝组织的模型，将地面沿坐标轴方向分割成若干正交网格，按照地理实体的大小（覆盖的最大范围）对其进行分级抽取、整理，并在同一工程中合成为完整的地理实体，并建立了一种改良Morton 码的空间索引机制。海军大连舰艇学院研制的ECDIS 采用的无缝拼接逻辑模型，实现了同一比例尺下的任意漫游。但仍是基于后台实时拼接的，电子海图信息的查询和管理还不够理想。
在数据模型与结构设计方面：

　　2002 年以前，受当时关系型数据库管理系统( RDBM [ S ）技术水平的限制，多数GIS 基础平台软件（如A 允玩肠、MGE 、M 即玩凡、slCAD 等）对空间数据采用文件型系统进行管理，系统的伸缩性非常有限，空间数据的存储和管理受到了严重制约。近几年来，RDBMS 开始提供对复杂对象的支持，已有人尝试在RDBMS 中实现空间数据和属性数据的一体化存储。随着面向对象技术的兴起，出现了一些建立在面向对象技术基础上的代表产品，如：S 团阎印即orld （英国）、las 山血Ie （美国CA 公司）、国产G 巧软件G 以盈ar 等。但是，面向对象方法并非是建立在完整的数学理论基础之上，对象数据库的语言缺乏形式化基础，也不像关系数据库那样有统一的标准，目前它还不能完全应用于GIS 中。这种局面导致了一种新型的对象关系型数据模型（ORDB ）的出现，主要是为了在RDB 中同时提供对对象型，尤其是空间型数据的存取需要。如在oracle 中加入了oracles 拌tial Data OPtions ( SDO ) ，以及1llfo ～的S 件tial Data Bk 山（sDB ）组件等，这使得某些商用数据库产品开始具备空间数据管理的能力。

　　综上，GIS 的数据管理机制从图形与属性数据完全分离管理，到通过内部标识进行关联，以至今天的集成，空间数据的存储方式发生了很大的变化。传统的RL 旧MIS 管理一般商务数据比较成熟，而在图形数据管理上明显不足，面向对象的ODBMS 是一个发展方向，但技术水平和商业化程度都不够。而利用ORDBM [ S 进行无缝数据的存储和管理是一种可行的解决方案。

4 实现数字海圈无缝拼接的基本过程

　　在具备几个相邻图幅的数字海图数据的前提下，数字海图无缝拼接过程具体如下：

　　首先要完成数据格式的转换，编写相应的数据转换程序将现有格式的数据经过转换，变成所需要的数据格式；然后建立统一的坐标系，将分离的经预处理的相邻图幅纳入统一的坐标系中。具体做法是，在所选取的数字海图中确定其中一幅作为基准图幅，将其他海图的坐标反算成地理经纬度，再将经纬度坐标换算到基准海图图幅上。这样，所选取的数字海图便可实现有叠幅的连续显示，但此时的海图仅在视觉上是无缝的。

　　其次，对于海图因叠幅所致的邻幅间的重叠部分，要进行多边形的窗口裁剪处理。针对数字海图的叠幅现象所进行的负开窗是对数字海图的叠幅部分作剪辑― 在其中一幅图中裁掉叠幅的部分，消除冗余数据。可通过以下方法实现对点、线、面和注记要素的自动裁剪：第一步，从要处理的海图中任意取出一幅海图的内图廓多边形，组成裁剪多边形，并保留该图幅的所有要素；第二步，从其余的海图中任意取出另一张海图的内图廓多边形，组成被裁剪多边形。若裁剪多边形与被裁剪多边形有重叠，则要用裁剪多边形对当前海图的各要素作剪裁处理，并对落人重叠区的部分数据进行删除，而保留非重叠部分的数据；若两者不形成重叠区，则当前海图的全部数据被保留下来。第三步，形成新的裁剪多边形。即取裁剪多边形和被裁剪多边形的并作为新的裁剪多边形。第四步，若要处理的海图尚未裁剪完毕，则转第二步，否则，则本部分处理结束。显然，通过以上处理，除了可以完全消除由于叠幅所造成的数据冗余之外，还为拼接处理提供了可能。可以说，对叠幅部分的自动裁剪处理，是针对目前我国发行的数字海图所必须采用的一种特有技术。裁剪多边形事实上采用了与A 比In 肠系统中的凡匆田相类似的多边形结构模型。

　　接下来是相邻图幅的拼接处理：一方面是逻辑接边，建立相邻图幅的空间数据在逻辑上的链接；另一方面是物理接边，将不同图幅或区域合并成更大的区域，用一个文件来存储。具体采用哪种接边方式，则视所采用的空间无缝数据模型而定。接边处理时，判断两个线或面要素是否需要连接的前提一是具有相同的要素特征码，二是接边处两要素在位置上符合给定的限差条件。

　　值得一提的是，经过开窗拼接处理后的相邻多幅海图的同一层数据或多层数据，其空间图形的拓扑关系必然会发生变化，也就是说，裁剪和拼接处理还涉及到十分复杂的空间拓扑关系的重构问题，如以单张图幅为单位时的相邻多边形经拼接处理后有可能变成包含与被包含的关系。只有建立了拓扑关系的数据才能用于进行空间分析，而这恰恰是数字海图无缝拼接的价值所在。

5 结束语

　　要认识、研究完整的海洋地理空间，必须将海洋地理信息系统的空间数据基础连续化，这既是海洋地理信息系统发展的一个必然趋势，也是数字地球的一个重要组成部分。目前我国海洋地理信息系统的研究与应用仍是局限在以图幅为单位的不连续地理空间数据基础上进行的，本文所涉及的数字海图无缝拼接的空间数据源是相同投影方式（墨卡托投影）和同一比例尺的数据。编写相应的数据转换程序将现有格式的数据经过转换，变成所需要的数据格式，这也是目前海洋地理信息系统共享数据的主要方法。

　　值得注意的是，在研究中如果数字海图无缝拼接的结果只是目视时图幅之间在图形上严丝合缝，而分离图幅之间并没有建立逻辑链接，物理存储上也是分离的，其结果便是我们所说的可视无缝。要说明的是，可视无缝的海图在满足浏览使用的目的上是胜任的；而作为海洋地理信息系统使用的空间数据基础，它既不能用于空间分析，也不能用于度量。仅仅是局限于视觉的完美，并不能提供准确的基础数据，这将无益于技术进步。

　　另外，在无缝空间数据库研究中还有许多值得深人讨论的问题，例如：空间数据和属性数据的组织问题、不同地理实体的空间索引的建立问题、数据共享与数据传输问题等。