空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維體系建設(shè)探討

發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 10:58 所屬欄目：電子論文 　　

　　摘要:隨著地理信息系統(tǒng)在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，對(duì)其相關(guān)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和運(yùn)維管理也提出了更高的要求。與一般管理信息數(shù)據(jù)相比，空間數(shù)據(jù)本身集合了關(guān)于地理特征的大量信息數(shù)據(jù)，且具有來(lái)源較為復(fù)雜且不規(guī)范等特點(diǎn)。文中通過(guò)分析空間數(shù)據(jù)日常運(yùn)維內(nèi)容和工作難點(diǎn)，提出了空間數(shù)據(jù)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化、流程化和自動(dòng)化建設(shè)的思路，旨在通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化降低空間數(shù)據(jù)運(yùn)維難度，提高運(yùn)維監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，盡可能做到運(yùn)維工作事前預(yù)防、事中快速響應(yīng)、事后可追溯，為未來(lái)空間數(shù)據(jù)自動(dòng)化和智能化運(yùn)維體系建設(shè)提供了一定參考。

　　關(guān)鍵詞:空間數(shù)據(jù);運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化;自動(dòng)化

　　0引言

　　隨著信息技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展、數(shù)字地球的提出與實(shí)施、自然資源信息化建設(shè)快速推進(jìn)，以及地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用程度的不斷深入和應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，地理信息系統(tǒng)正處于急劇變化與發(fā)展之中�？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)是地理信息系統(tǒng)的核心[1]，隨著地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，空間數(shù)據(jù)庫(kù)也經(jīng)歷著不斷的變化和發(fā)展。

　　經(jīng)過(guò)多年信息化建設(shè)，數(shù)據(jù)資源積累整合了土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害、不動(dòng)產(chǎn)登記、基礎(chǔ)測(cè)繪、海洋等基礎(chǔ)類、業(yè)務(wù)類和管理類數(shù)據(jù)，累計(jì)建成各類空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)百個(gè)。為保障各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，空間數(shù)據(jù)庫(kù) 運(yùn)維管理工作的重要性日益凸顯。文中通過(guò)分析目前空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維面臨的困難和挑戰(zhàn)，探索今后空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維體系建設(shè)相關(guān)思路。

　　1空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維內(nèi)容

　　數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維是指針對(duì)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)展配置優(yōu)化、備份策略選擇及實(shí)施、數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)遷移、故障排除、預(yù)防性巡檢、數(shù)據(jù)安全等一系列服務(wù)。

　　由于空間數(shù)據(jù)庫(kù)面向的是地學(xué)及其相關(guān)對(duì)象，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的不是單一性質(zhì)的數(shù)據(jù)，而是涵蓋了幾乎所有與地理相關(guān)的數(shù)據(jù)類型，這些數(shù)據(jù)類型包括圖形圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和空間關(guān)系數(shù)據(jù)，因而空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維內(nèi)容通常由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)維和空間數(shù)據(jù)對(duì)象運(yùn)維組成�；�礎(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)維是指空間數(shù)據(jù)庫(kù)依托的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件自身運(yùn)維，常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件有Oracle、SQLServer關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù);空間數(shù)據(jù)對(duì)象運(yùn)維則包括空間數(shù)據(jù)引擎運(yùn)維、空間圖層損壞檢測(cè)、空間要素?fù)p壞檢測(cè)、空間索引構(gòu)建、影像金字塔構(gòu)建等地理信息類專業(yè)運(yùn)維操作。

　　2空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維現(xiàn)狀

　　1)空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維門檻高空間數(shù)據(jù)庫(kù)面向的是地學(xué)及其相關(guān)對(duì)象，通常由若干個(gè)空間數(shù)據(jù)圖層及其相關(guān)屬性數(shù)據(jù)組成，一個(gè)空間數(shù)據(jù)圖層又是以若干個(gè)空間坐標(biāo)或柵格像元的形式存儲(chǔ)的，這一邏輯組織模型可概括為圖形和屬性信息-空間對(duì)象-圖層。因而，空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理依賴很強(qiáng)的地理信息專業(yè)知識(shí)，運(yùn)維人員在掌握基本數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維技能同時(shí)，還必須對(duì)空間數(shù)據(jù)對(duì)象及其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)有很深的理解，這導(dǎo)致空間數(shù)據(jù)運(yùn)維門檻高，一般數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維人員無(wú)法很好地適應(yīng)空間數(shù)據(jù)運(yùn)維工作。如何降低空間數(shù)據(jù)運(yùn)維門檻，減少運(yùn)維人員操作復(fù)雜度，是信息化建設(shè)過(guò)程中對(duì)各企事業(yè)單位的一大考驗(yàn)。

　　2)監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力不足，深陷“被動(dòng)運(yùn)維”怪圈在信息化建設(shè)快速推進(jìn)背景下，相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)快速發(fā)展，然而“重建設(shè)、輕運(yùn)維”的思想在信息化發(fā)展過(guò)程中長(zhǎng)期存在，造成數(shù)據(jù)運(yùn)維監(jiān)測(cè)和預(yù)警機(jī)制建設(shè)緩慢甚至是缺失，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件監(jiān)控技術(shù)不能主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定位問(wèn)題[2]。

　　與一般數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維困境相似，在空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維過(guò)程中，只有當(dāng)事件已經(jīng)發(fā)生并已造成業(yè)務(wù)影響時(shí)才能發(fā)現(xiàn)和著手處理，屬于“被動(dòng)運(yùn)維”模式。在“被動(dòng)運(yùn)維”模式下，數(shù)據(jù)庫(kù)突發(fā)故障時(shí)往往缺少規(guī)范化的解決方案和全面的跟蹤記錄，運(yùn)維人員充當(dāng)救火隊(duì)員角色，需要臨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況全面摸索分析，運(yùn)維時(shí)長(zhǎng)和運(yùn)維質(zhì)量完全取決于具體運(yùn)維人員的個(gè)人技術(shù)能力。因而，在缺少監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力的運(yùn)維模式下，應(yīng)用系統(tǒng)可用性、安全性顯得不可控制，逐步導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)使用價(jià)值受損。

　　3)空間數(shù)據(jù)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化程度低，運(yùn)維過(guò)于碎片化盡管信息化建設(shè)已經(jīng)取得長(zhǎng)足發(fā)展，但日益龐大和復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維工作仍然處于低效的人工管理階段。這是由空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維復(fù)雜性造成的，其運(yùn)維工作包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)維和空間數(shù)據(jù)對(duì)象運(yùn)維，由于缺少標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化工具，運(yùn)維人員通常采用碎片化的工具和方法進(jìn)行作業(yè)，包括單一日志文件分析、Shell腳本、CMD命令、SQL語(yǔ)句、DMP故障文件和GIS中間件，而這些碎片化的工具操作更多的是依賴運(yùn)維人員自身能力，其熟練程度和技術(shù)能力決定了運(yùn)維效率和質(zhì)量。

　　此階段運(yùn)維工作缺少標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程指導(dǎo)，運(yùn)維作業(yè)充滿不確定性，運(yùn)維內(nèi)容和解決方案無(wú)法跟蹤管理，在空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維人員稀缺或發(fā)生變更情況下，后期數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維無(wú)法追溯和借鑒前期運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)和解決方案，最終造成運(yùn)維效率和質(zhì)量不可控制。

　　3空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維體系建設(shè)探索

　　經(jīng)過(guò)多年信息化建設(shè)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)廣泛應(yīng)用，積累了大量空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維項(xiàng)目的優(yōu)秀實(shí)踐以及包括Shell腳本、CMD命令、SQL語(yǔ)句和GIS中間件在內(nèi)的一系列運(yùn)維工具。將這些碎片化的運(yùn)維實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工具梳理整合，形成標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)維作業(yè)指南，基于標(biāo)準(zhǔn)化流程建立自動(dòng)化運(yùn)維平臺(tái)，逐步形成相對(duì)完整的空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維體系。以期通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化代替繁雜的手工運(yùn)維，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)最大限度地減少人為失誤，逐步往“事前預(yù)警，事中快速響應(yīng)，事后存檔”的自動(dòng)化和智能化運(yùn)維方向發(fā)展。

　　1)空間數(shù)據(jù)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化和流程化標(biāo)準(zhǔn)化是一切運(yùn)維自動(dòng)化的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)空間運(yùn)維對(duì)象的識(shí)別和建模過(guò)程，形成統(tǒng)一的對(duì)象模型后，各方在統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)下展開(kāi)有效協(xié)作。標(biāo)準(zhǔn)化和流程化的建設(shè)思路一般包括日常工作梳理、標(biāo)準(zhǔn)化和流程化制定、日常工作標(biāo)準(zhǔn)化和流程化執(zhí)行。空間數(shù)據(jù)運(yùn)維內(nèi)容通常包括數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)、數(shù)據(jù)表鎖死、數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)容、空間數(shù)據(jù)引擎宕機(jī)、空間圖層損壞、圖形要素?fù)p壞、空間數(shù)據(jù)性能下降、空間數(shù)據(jù)緩存過(guò)大、空間數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)、空間數(shù)據(jù)遷移�？偨Y(jié)提煉各類型故障監(jiān)測(cè)、排查和解決流程，形成運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，作為系統(tǒng)化運(yùn)維平臺(tái)建設(shè)的依據(jù)。

　　2)空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)預(yù)警能力通過(guò)給數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)先定義健康的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自檢，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)偏離健康標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出故障預(yù)警，自動(dòng)生成故障監(jiān)測(cè)報(bào)告，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)方式及時(shí)推送至運(yùn)維人員�？臻g數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)預(yù)警內(nèi)容包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)和空間數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，主要指表空間使用率監(jiān)測(cè)、死鎖監(jiān)測(cè)、空間圖層損壞監(jiān)測(cè)、圖形要素?fù)p壞監(jiān)測(cè)、空間數(shù)據(jù)引擎狀態(tài)監(jiān)測(cè)、空間數(shù)據(jù)瀏覽性能監(jiān)測(cè)等。根據(jù)不同故障的預(yù)警策略，通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)平臺(tái)將結(jié)果實(shí)時(shí)或定時(shí)推送給運(yùn)維人員，協(xié)助運(yùn)維人員判斷和提前預(yù)防一些潛在故障。

　　3)空間數(shù)據(jù)備份恢復(fù)能力空間數(shù)據(jù)備份是容災(zāi)的基礎(chǔ)，根據(jù)不同的備份策略定時(shí)或手動(dòng)執(zhí)行備份操作，備份內(nèi)容分完整空間數(shù)據(jù)庫(kù)備份和特定圖層備份兩種，備份文件以文件型空間數(shù)據(jù)庫(kù)和個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)格式為主。備份完成之后，通過(guò)空間數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)接口訪問(wèn)并檢查空間圖層數(shù)量、空間圖層要素個(gè)數(shù)、空間圖層要素屬性是否正確，確保備份文件內(nèi)容正確，避免無(wú)效的數(shù)據(jù)備份。備份完成之后自動(dòng)生成報(bào)告歸檔并推送給運(yùn)維人員。空間數(shù)據(jù)恢復(fù)則是在數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生嚴(yán)重故障或人為操作造成數(shù)據(jù)大量丟失或損壞時(shí)重建數(shù)據(jù)的過(guò)程。通過(guò)運(yùn)維平臺(tái)將備份文件導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)，恢復(fù)完成之后，檢查圖層、要素、屬性的完整性和正確性，確�；謴�(fù)結(jié)果正確。

　　4)空間數(shù)據(jù)調(diào)整優(yōu)化能力在現(xiàn)有軟硬件資源基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)潛能、全面優(yōu)化并提升應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)操作效能不僅可以節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行成本，而且能夠保障數(shù)據(jù)庫(kù)的安全、穩(wěn)定和效率[2]�？臻g數(shù)據(jù)調(diào)優(yōu)最主要內(nèi)容是空間索引和影像金字塔維護(hù)，空間數(shù)據(jù)索引對(duì)于提高空間數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢和操作效率起著至關(guān)重要的作用[3]。通過(guò)自動(dòng)化運(yùn)維平臺(tái)監(jiān)測(cè)到空間數(shù)據(jù)需要調(diào)優(yōu)，系統(tǒng)則自動(dòng)構(gòu)建調(diào)優(yōu)計(jì)劃，根據(jù)不同調(diào)優(yōu)項(xiàng)啟動(dòng)不同調(diào)優(yōu)策略，同時(shí)將調(diào)優(yōu)計(jì)劃推送給運(yùn)維人員確認(rèn)存檔。

　　5)安全審計(jì)能力安全審計(jì)包括賬號(hào)密碼審計(jì)、用戶權(quán)限審計(jì)、審計(jì)管理，運(yùn)維管理平臺(tái)自動(dòng)監(jiān)測(cè)用戶賬號(hào)信息、用戶權(quán)限信息和數(shù)據(jù)訪問(wèn)操作行為，以可視化方式展示數(shù)據(jù)安全相關(guān)信息�？臻g數(shù)據(jù)最重要的是空間地理數(shù)據(jù)涉密問(wèn)題，在空間數(shù)據(jù)訪問(wèn)、編輯、導(dǎo)入、導(dǎo)出時(shí)必須增加權(quán)限控制，同時(shí)做好詳細(xì)日志信息記錄。通過(guò)安全審計(jì)，逐步解決數(shù)據(jù)安全面臨的問(wèn)題，從事后的處理逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑暗念A(yù)防，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的持續(xù)安全運(yùn)行。

　　6)運(yùn)維數(shù)據(jù)分析能力運(yùn)維平臺(tái)通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)編目方式，集中管理空間數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行產(chǎn)生的相關(guān)信息，包括數(shù)據(jù)庫(kù)日志文件、空間數(shù)據(jù)引擎日志文件、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)日志文件和操作系統(tǒng)日志信息。通過(guò)數(shù)據(jù)抽取方式從各類日志文件提取故障、警告和安全信息，以可視化界面分類展示，協(xié)助數(shù)據(jù)運(yùn)維人員快速查找有用日志信息。運(yùn)維數(shù)據(jù)分析既可以基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維監(jiān)控需求，也可以基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行事件分析和預(yù)測(cè)分析。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　隨著地理信息系統(tǒng)在日常生活中的廣泛應(yīng)用，空間數(shù)據(jù)已經(jīng)被社會(huì)各行各業(yè)重視并及時(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，如自然資源信息化、交通管理、銀行數(shù)據(jù)分析、城市規(guī)劃發(fā)展、航空航天、高鐵建設(shè)運(yùn)營(yíng)等。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，運(yùn)維的角色將變得越來(lái)越重要，空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)維工作也將越來(lái)越繁重。本文提出的空間數(shù)據(jù)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化、流程化和自動(dòng)化建設(shè)的內(nèi)容和思路，旨在通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化降低空間數(shù)據(jù)運(yùn)維難度，提高運(yùn)維監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，盡可能做到“事前預(yù)防、事中快速響應(yīng)、事后可追溯”，為未來(lái)空間數(shù)據(jù)自動(dòng)化和智能化運(yùn)維體系建設(shè)提供了一定參考。

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　　作者：趙境境

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