数据是IT系统的“血液”，地理信息涵盖基础地理数据、三维模型数据、行业专题数据等，具备类型多、体量大等特征，需要强大的存储和管理系统作为底座支撑。数据库与GIS平台紧密衔接，存储、管理与应用着大量涉及国家安全的敏感空间数据，保证系统安全可靠运行成为重要衡量指标。

目前第三阶段的空间解决方案已经应用广泛，但是在当前智慧城市、数字孪生、国产替代等诸多业务需求情况下，出现了诸多的难题和挑战：

国内空间应用大多基于PostgreSQL或者Oracle Spatial进行开发。其中PG通过集成PostGIS插件来实现空间数据的存储与管理,但由于PostGIS插件是基于GPL协议的开源软件，直接使用可能带来自主可控的风险；Oracle本身由于其商业所属地问题，也会有自主可控挑战。

用户通常需要多种类型的数据库，包括关系型数据库、时序数据库和空间数据库等。通常情况下，为了满足不同应用需求，会采购不同品牌的数据库产品，这导致了维护困难和数据共享难题。

随着多源异构海量空间数据的不断增长，对数据处理性能的要求日益提高。在国产信创环境下，空间大数据的存储与计算面临重大挑战。传统的云平台虚拟机+集中式空间数据库的架构在处理实时性、效率和可靠性方面存在明显不足，迫切需要一种集存储、索引、搜索和计算于一体的分布式存储与计算架构。

双方此次合作聚焦于地理信息领域，共同推出了集成化的解决方案。该方案以虚谷空间数据库集群为坚实的数据基石，并依托SuperMap GIS平台的卓越能力，全面适配国内主流的操作系统与服务器，实现了GIS平台从底层到顶层的全面国产化。

方案架构

方案数据流

超图SuperMap GIS + 虚谷空间数据库替换国外GIS示意

具体来看，超图与虚谷可以采用以下四种方案对国外GIS平台进行替换：

2.充分调度原生空间分布式能力

在本方案中，超图为了采用数据库原生接口（XGCI），设计了一套与业务解耦的数据访问接口（UGDBCI）。如此设计，使得超图仅仅负责实现空间数据管理以及GIS行业模型的创建、读写等功能，而由虚谷数据库匹配的空间数据库接口，从而可以发挥出超图多年GIS的能力和虚谷数据库分布式特性的各自优势，让计算和存储充分利用。

该方案相比直接通过ORM框架链接数据库，性能可提升20%，适配难度更低。

3.原生空间能力引擎

4.分布式存储设计性能更强

在数据存储策略上，该方案基于虚谷数据库分布式技术，将数据(分布式空间索引+分布式空间数据)分散处理，利用不同节点的IO、CPU、内存等物理资源进行堆叠，突破原有性能瓶颈，以应对在数字孪生细颗粒的BIM和数字城市CIM场景等超大规模空间数据对分布式空间数据库的旺盛需求。

除此以外，虚谷数据库还具备基于代价的路径优化模型、并行扫描、智能存储技术、弹射式数据推送、分布式MVCC、多网络负载均衡等性能加速技术。

5.动态弹性扩展

6.兼容传统空间数据库能力

虚谷数据库分布式空间索引采用R-Tree模型实现，示意图如下：

7.国产软硬件的深度适配

8.全面的GIS数据迁移和管理能力

超图软件和虚谷伟业将继续致力于产品创新和核心技术研发，推广国产化自主创新产品的发展，提供更多的优质解决方案，为推动国内GIS产业的生态融合和繁荣发展贡献力量。