一种新的海量海洋环境数据库组织结构的研究与实现.pdf

第38卷第。期 中国海洋大学学报 38(4)：667～67。 !!!!生!旦 !兰竖!!!里坚!竺芏!竺兰兰兰坚旦翌!∑兰墨皇!!兰皇!里呈!壁垒 』!!!!!!Q! 一种新的海量海洋环境数据库组织结构的研究与实现+ 刘艳艳，崔松雪，陈 勇，陈 戈 (中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛266100) 摘要：针对海洋环境数据量大访问效率低的问题，提出了1种新的数据库组织结构及其数据操作算法。表结构设计 类似数据采集的实际地理经纬度网格，除了时间，纬度，将所有的经度直接作为属性列，每个经度列的值是1个结构，存放 该点的所有海洋环境属性数据。根据该结构设计r相应的操作算法，实现了元数据管理，数据载入以及数据查询等操作。 最后通过实验进行验证。实验表明，该结构及其操作算法降低数据存储冗余，提高查询性能，并降低数据的网络传输量。 关键词：海量数据；海洋环境数据；网格结构；存储；查询 中图法分类号：X830．3；TP31 文献标识码： A 文章编号： 1672—5174(2008)04—667—04 随着海洋探测技术的发展，所获得的海洋数据呈 三维表格转化成二维表格[5|。以水汽含量数据为例， 爆炸趋势增长，数据量高达几百GB甚至于TB级的海表结构如表1所示。表1中，时间，经度，纬度和水汽 量海洋数据库应用已经出现…。目前，国内外纷纷进 含量4个字段用以存储不同时间不同经纬度点的水汽 行海洋环境数据库以及海洋环境信息应用系统的研究 和建设[2_3]。国内的海洋数据库系统有海岸带调查环tudeo 境数据库，海岛调查资料数据库，126环境数据库，大洋 表1水汽含量数据表(MA—NVAP) Table1 Water Data 调查资料数据库，台站资料数据，ARGO资料数据库， VaporTable(MA—NVAP) 还有包括多学科的WDC—D海洋资料基础数据库群，为 海洋资料的服务和共享提供了条件[4|。国外比较重要 的数据共享平台系统有美国国家海洋数据中心 (NODC)、日本国家海洋数据中心(JODC)、英国的国家 海洋数据中心(BODC)等。在海洋GIS应用方面，ES— RI公司于2001年建立了ArcGIS海洋数据模型(Ar— cGISMarineData Model)。Genamap和Erdas公司基于 data ARCVIEW开发r数据采集的应用软件Marine 表2相同分辨率的经纬度网格数据表(MA—NVAP) sampler[5|。 Table2 TheDataTableof andLatitude Longitude 在海洋环境信息应用系统的建设中，由于管理的 theSameResolution Gridwith 对象是多源海量数据，海洋数据服务、海洋数据时空分 析服务及可视化服务等功能都基于海量数据查询实 现，因此海量数据的优化管理尤为重要，好的数据库结 构设计成为系统的基础和关键。 大部分的海洋大气环境数据，如海平面高度异常 数据，海面风场数据，海表面温度数据，水汽含量数据， 降雨数据以及海色数据，都是以不同的文件格式存放 的，如HDF，HDF—EOS，NetCDF等。从数据管理角度 来看，数据本质上都是以地理经纬度网格形式存放在 文件中。从数据库结构设计的角度来看16J，这种网格 实际上是三维表格，而关系数据库的数据结构是关系， 另外分辨率相同的经