數字孿生是現實世界展現，“誰”能保證資料的真實性與安全性呢？

前言

元宇宙本質上是對現實世界的虛擬化、數字化程序，需要對內容生產、經濟系統、用戶體驗以及物體世界內容等進行大量改造，

數字孿生，則是利用虛實融合的技術，用迭代、進化的方式對從工廠、園區到城市的物理空間進行全面觀測，洞察其發展態勢，進而科學分析、預測、決策，實作以虛擬網路的管控來提升物體的運行效率，

數字孿生與元宇宙演變圖

李德仁院士表示，數字孿生就是現實世界在網路空間中的真實反饋，無論是數字孿生工廠、數字孿生城市甚至數字孿生地球，本意都是通過網路空間的模擬、仿真等還原真實世界并影響現實生活，是“要對地球負責的”，

2021年，自然資源部《自然資源三維立體時空資料庫建設總體方案》中提到通過實景三維中國建設成果，構建主資料庫三維空間框架，金倉以KGIS為核心為立體時空資料庫和資料庫管理系統助理，

自然資源三維立體時空資料庫方案簡介

為了實作自然資源調查監測資料成果的立體化統一管理，形成自然資源調查監測一張底板、一套資料，自然資源部制定了《自然資源三維立體時空資料庫建設總體方案》（自然資辦發〔2021〕21 號），明確了建設自然資源三維立體時空資料庫和資料庫管理系統，

主資料庫總體架構圖

⑴資料庫建庫機制

自然資源三維立體時空資料庫是自然資源三維立體“一張圖”的重要內容，是國土空間基礎資訊平臺的資料支撐，實作對各類自然資源調查監測資料成果的邏輯集成、立體管理和在線服務應用，主資料庫是對被劃分為地表覆寫層、地表基質層、地下資源層和管理層四層，其資料資源來自于土地資源、森林資源、草原資源、濕地資源、水資源、海洋資源、地表基質、地下資源和自然資源監測九個分資料庫中，選取核心資料內容以及主要屬性資訊，資料集成基于統一的三維立體時空資料模型進行模型重構和結構重組，最終融合形成時態、位置、數量、質量、生態一體化表達的三維立體時空資料，

⑵資料庫更新運維機制

• 主資料庫更新采用“分資料庫提出，主資料庫回應”的聯動更新機制，進行資料動態更新，
• 資料共享交換方式基于主資料庫與分資料庫網路連通情況，自然資源三維立體時空資料庫主資料庫共享交換采用在線共享交換與離線共享交換兩種方式，
• 資料庫運維保障分為資料訪問安全、資料存盤安全、網路安全、災備機制、管理措施等，并通過主資料庫進行管理，服務于自然資源綜合管理業務需要，

⑶總結資料庫建設需求

①多源資料匯總：整合土地資源、森林資源、草原資源、濕地資源、水資源、海洋資源、地表基質、地下資源和自然資源監測九個分資料庫，

②資料共享遷移：從原始資料庫中抽取資料資訊，共享遷移到三維立體時空資料庫主庫，

③資料同步更新：包含對主庫的增量更新和全量更新，即實作分庫到主庫的實時、增量或全量資料同步更新，

④資料安全：對存盤三維立體時空資料的存盤安全、網路連接安全、資料庫備份、對涉密GIS資料加解密安全等，

金倉KGIS解決立體時空資料庫策略

經過上述對《自然資源三維立體時空資料庫建設總體方案》的淺見分析，給出金倉KGIS產品的解決方案，接下來詳細分析KGIS應對自然資源三維立體時空資料庫的應對策略，

1、多源時空資料整合

應對多源時空資料匯總的要求，對資料庫多模的特性需求就會更加迫切，金倉資料庫通過基于關系資料庫的資料型別擴展多種模型存盤和計算能力，來支持多模型資料統一管理，KADB使用標準的SQL介面進行訪問，無論是結構化（關系資料）、半結構化（XML、JSON）還是非結構化資料，包括文本資料、GIS資料(矢量、柵格、拓撲)、圖資料都可以支持，并且提供了統一的操作語言和多模型資料融合計算的能力，計算能力包括傳統的關系運算，JSON、XML操作，空間計算，圖計算，機器學習能力，并提供可擴展的并行計算能力，

KADB資料庫實作了資料模型和并行計算能力擴展的開放框架、多種模型資料的并行融合分析技術、受限資源情況下（例如單臺服務器）的輕量化部署和在線擴展到大規模硬體環境下的集群技術，解決了開發運維復雜度和資料的一致性存盤問題，基于成熟產品的高性能分析方案穩定可靠度更高，

圖1：KADB支持的多模資料存盤

圖2：KADB的多模資料訪問

2、多源GIS庫資料的資料共享

GIS資料是一種特殊的資料庫存盤資料型別，針對不同時空、不同來源的自然資源三維立體時空資料的共享遷移作業，Kingbase ES V8 給出三種資料遷移方案：

其一，支持通用GIS資料格式的遷移入庫，如矢量shape（.shp）或者柵格tif等；

其二，支持基于專業GIS平臺軟體的資料共享遷移，如GeoScene、SuperMap等；

其三，支持基于金倉的KDT遷移工具的資料共享遷移方案，

①基于KDT遷移工具的資料共享遷移方案

KDT遷移自然資源三維立體時空資料主要是基于兩種情況：

其一，在GIS平臺中，資料存盤在OracleSpatial或者PostgreSQL等資料庫中，且資料量巨大，通過GIS平臺遷移要素類、要素集、單個庫效率過低；

其二，原始資料存盤在OracleSpatial資料資料庫中，不論資料量的多少，且沒有GIS平臺支撐，只有備份的資料庫檔案，

在上述兩種情況下，都可以采用KDT資料遷移工具完成GIS空間資料庫的遷移作業，

圖2：KDT資料共享遷移方案

KDT遷移工具使用插件方式動態加載待遷移的資料庫訪問介面，方便用戶定制和使用，支持同異構資料源之間的資料遷移、支持結構遷移、支持全量資料遷移、支持列名映射，支持資料遷移過濾，在配置資料任務時，可以對遷移的表配置 where 條件、通過匹配的 where 條件過濾需要遷移的資料，

其中異構資料源之間的資料遷移：支持 Oracle9i、10g、11g、12c、19c 到 KingbaseES V8 的資料庫遷移，（KingbaseES V8.7 遷移工具還支持mysql5.1、sqlserver2005、sqlserver2014、神通、sybase15.7 到 KingbaseES V8 的表結構和資料遷移，

下圖為KDT資料遷移欄位對應表，其中包含GIS常用的型別ST_GEOMETRY和SDO_GEOMETRY資料型別，

②基于專業GIS平臺的資料遷移共享方案

隨著GIS行業的不斷發展，近些年國內專業的GIS平臺能力也隨之提升，如SuperMap、MapGIS、Geoway等，現在KingbaseES 已經與國內外各知名GIS平臺進行適配，完成了GIS平臺的資料遷移測驗，下面介紹基于GIS平臺的資料遷移方案，

共享遷移物件：

• 檔案地理資料庫和個人地理資料庫，即MDB或者GDB檔案；
• 商用資料庫：PostgreSQL,Oracle spatial,DM,SQL Server、MySQL、DB2等；

③基于通用自然資源三維立體時空資料格式遷移入庫

金倉KGIS產品支持使用的WKT和WKB相關函式存取矢量、柵格、拓撲和三維等資料，同時KGIS產品還提供存取入庫工具，可以將通用格式的GIS資料直接遷移入庫，如shp、tif等資料型別，

3、金倉KFS實作自然資源三維立體時空資料同步更新

Kingbase FlySync是能夠在異構資料平臺間實作實時、增量資料同步的產品，主要面向異地容災、資料集中共享與分發、資料分析平臺建設、云遷移等場景，采用了物理日志決議技術，幫助用戶解決不同資料平臺的資料間任意方向實時流轉的問題，并保證此程序中資料不丟失，狀態可監控，流轉資料量可統計、資料一致性可比對，

業務場景

4、金倉Kingbase資料庫安全防護

• 安全合規

資料庫安全防護設備在漏洞和風險管理、資產管理、網路和系統安全管理、訪問控制、個人資訊保護、安全計算、安全運維、安全通信等方面完全符合公安部等保和各行業規范要求，

• 防止漏洞利用攻擊

資料庫安全防護設備提供資料庫漏洞攻擊防護能力和虛擬補丁，捕獲和阻斷漏洞攻擊行為，避免利用應用系統漏洞的注入攻擊和以Web應用服務器為媒介的資料庫自身漏洞攻擊和入侵，

• 防止應用違規操作

資料庫安全防護設備通過應用關聯審計技術捕獲應用賬號和應用登錄資訊，結合風險行為管控機制，實作應用關聯防護，阻斷非法的應用登錄和操作行為，防止業務操作員和業務系統維護人員通過應用非法登錄資料庫，篡改或盜取敏感資料，

• 防止內部高危操作
• 防止敏感資料泄露

資料庫安全防護設備提供敏感資料訪問控制功能，根據用戶預先配置的敏感資料的訪問來源資訊和訪問時間，自動對高危會話和SQL陳述句進行阻斷或攔截，從而避免攻擊者通過批量下載敏感資料或本地批量匯出敏感資料引發的資料泄露，

結束語

隨著移動互聯網、虛擬現實、5G等技術的不斷發展，元宇宙所需要的科學技術正在一一實作，它距離我們已越來越近！而作為元宇宙底層核心基礎技術之一的GIS，也必將大有可為，我們相信KGIS將是GIS的強有力支撐，能夠為元宇宙的技術發展帶來助力，

我們等待元宇宙降臨的那一天，

到那時，即使身在藩籬，我們也能心向四方，在另一個平行時空里：

見證這顆星球億萬年來所孕育出的壯麗和遼闊，感受人類在千年時光中拔地而起的文明和輝煌，

跨越時空，擁抱彼此，

共享萬家燈火的溫情，

洞見未來，讓我們攜手KGIS，在元宇宙奔赴一場約會！