近年來，以物聯網、大數據、云計算和移動互聯網為代表的新一代信息技術的蓬勃發展，在徹底改變人們生活和工作方式的同時，也為地理信息產業注入了更新動力，帶來了時間與地理空間相結合的契機。信息化建設正悄然變革，逐漸走向數字化和智能化。由地理數據孵化孕育的現代地理信息產業，集測量技術、空間技術、大數據挖掘技術等高新前沿技術于一身。其核心GIS基礎軟件的研發專業性強、難度高，一直是地理信息產業的技術制高點。擁有自主創新的國產化GIS信息技術，打造國產化數據庫對GIS的支撐能力，是維護地理信息安全的關鍵所在！
空間數據的未來—KGIS
空間數據是GIS的血液，對空間數據管理的好壞將直接影響GIS系統的質量。之前，GIS應用大都采用Oracle Spatial存儲、管理空間數據。而如果采用國產數據庫來存儲、管理空間數據，其性能表現能否滿足使用需求？這是GIS用戶最大的顧慮，也是國產化GIS首要面對的問題。金倉數據庫KGIS組件（下文簡稱KGIS）在國產化全替代的環境下應運而生，依托金倉優勢數據庫KingbaseES的支撐，具有完整的空間數據庫的遷移方案與能力，支持矢量、柵格、三維等各種空間數據類型，內置600+的空間分析計算函數，在此基礎上我們還在不斷的對數據類型及空間函數進行創新研究。下面，讓我們通過各種模擬和實測，來感知KGIS高效的空間數據遷移能力和卓越的性能表現！
完善而高效的空間數據庫遷移方案
空間數據的遷移是GIS國產化的第一個環節。GIS數據是一種特殊的數據庫存儲類型，針對不同場景下空間數據的特點，KGIS為不同時空、不同來源的三維立體時空數據庫打造最優的數據遷移方案。KGIS遷移通用GIS格式數據上世紀初期，測繪行業大量紙質地圖需要數字化，這時期國外GIS平臺進入中國市場，生產矢量數據的過程中采用了通用的shapefile格式。經過一個世紀的時間，目前仍有大量未入庫的歷史數據存儲在硬盤等介質中，無法被充分、靈活地使用，也無法體現空間數據作為戰略資源的價值。如何讓沉睡的GIS數據活躍起來，發揮其價值？這就引出金倉KGIS的第一種遷移方案。KGIS擁有將shapefile數據批量快速地存入數據的工具，能夠方便快捷地將GIS數據直接入庫。下圖是基于不同內容不同數據量的shapefile，分別遷移存儲到KingbaseES和Oracle的處理響應時間對比：
KGIS的shape數據插入效率較Oracle高出4到5倍
KGIS支持GIS異構數據庫的遷移存儲在異構數據庫中的空間數據有兩種遷移方法：（1）使用專業GIS平臺軟件進行數據遷移主流GIS平臺都提供異構數據庫之間的數據遷移。源庫數據通過GIS平臺存入KingbaseES、Oracle或其他數據庫中，同時，主流GIS平臺支持將其管理的空間數據以復制數據的方式從一個數據源導入到另一個數據源。目前主流GIS平臺支持將GIS數據從其他數據源導入到金倉KingbaseES中。（2）使用金倉的KDTS遷移工具進行數據遷移通過金倉數據庫自有的遷移工具KDTS，可將原Oracle數據庫中的空間數據遷移到金倉KingbaseES中，確保遷移數據的結構完整性、拓撲一致性和屬性一致性。在符合空間數據技術標準的同時，實現數據的平穩精準遷移，滿足客戶生產業務功能及性能運行正確。 對于上述兩種方式，我們進行了一些性能對比。通過模擬10個省市的地類圖斑數據，分別使用以GIS平臺和金倉KDTS工具作為數據遷移的方法，完成了數據遷移，測試結果如下表所示。
可以看到，金倉KDTS工具遷移效率提升4到5倍。
KGIS全方位支撐GIS應用遷移GIS應用從Oracle數據庫遷移至金倉數據庫KingbaseES中，最關鍵的三個問題分別是：數據正確完整性，能夠支撐原有GIS計算，及GIS計算性能。KGIS在KingbaseES的基礎上，能夠將空間數據存儲、空間索引和空間函數三者組合在一起，充分發揮空間存儲和空間函數計算的強大能力。通用空間數據類型全量支持KGIS滿足各類矢量、柵格、三維數據的遷移、存儲和使用。KGIS支持的矢量數據類型包括：
豐富的空間分析函數應用能力KGIS當前支持600+空間分析計算函數，支持矢量、柵格、拓撲、三維等多源數據類型，可以滿足空間數據的存儲、輸出、訪問、編輯、處理、關系判斷、測量、拓撲實現等使用要求。01）KGIS整體能力對比KGIS與Oracle Spatial和MySQL Spatial在函數、索引、數據引擎等方面的對比：
02）KGIS應用性能展現除了功能完善，KGIS還擁有多種索引類型支持，如B-tree、Hash、GiST、SP-GiST 、GIN 和 BRIN、R-Tree等優勢索引。同時，KGIS計算引擎高效，KingbaseES 高效的優化引擎和執行引擎保障了KGIS的高效執行。從常用函數和典型場景兩個方面，我們發現KGIS的性能表現有： （1）常用函數的性能測試根據對多個行業的重點空間應用系統的調查，我們選取了如下這些在應用中使用頻率較高的空間運算函數進行模擬測試，測試的數據量如下表所示：
測試結果如下：
上述模擬測試中，總體上KGIS函數的查詢分析效率優于Oracle。部分函數的查詢分析效率與Oracle相當。
（2）典型場景性能案例測試模擬30億基礎GIS地圖類（點、線、面等）數據，數據量巨大，測試中使用GiST索引，測試數據展示、查詢檢索、統計分析等功能，測試結果如下：
在這種典型場景應用下，KGIS可以秒級完成十億級數據量的查詢處理！
結語伴隨信息化建設的變革和升級，GIS的應用領域將愈加廣泛。在機遇與挑戰并存的當下，GIS國產化之路將勢在必行！面對GIS國產化的首要問題“遷移”，KGIS憑借在數據庫領域多年以來的技術和經驗積累，已針對GIS空間數據遷移和GIS數據應用遷移給出了完善的解決方案。高效的空間數據遷移能力、優越的性能表現，KGIS將是GIS國產化建設強有力的支撐！此外，在GIS國產化進程中，構建一個完整的GIS應用還需要進一步支持多模數據的整合，以及空間數據庫的安全防護，這些問題我們將留待后續文章討論。
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