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GIS在政府、军事、电力、交通、规划等部门有着重要应用，数据安全十分重要。Linux拥有良好的稳定性和安全性，采用Linux平台上的GIS系统可以避免不可预知的漏洞。开发具有自主知识产权的大型Linux GIS基础软件平台，提高GIS平台对于分布式海量数据的处理能力及其运行系统的稳定性和安全性，是当前地理信息科学领域的一个研究热点。本研究旨在以最新的GIS技术，设计并实现一个基于Linux的地理空间数据管理系统，并在此基础上实现一个面向水利应用的GIS系统。本研究按照标准化与规范化要求，建立了逻辑上和物理上无缝的基于Linux的地理空间数据库，该数据库采用OGC开放的地理空间数据模型，基于开源数据库PostgreSQL和商用数据库Oracle存储和管理。重点剖析了PostgreSQL的PostGIS和Oracle的Oracle Spatial空间数据库引擎相关技术。基于上述研究，提出了一个基于Linux的地理空间数据管理系统设计和实现方案。该系统在Linux环境下采用C++语言和Qt框架开发，以GDAL进行栅格／矢量格式访问，以PostGIS和Oracle Spatial引擎为中间件进行空间数据库访问。系统提供了海量地理空间数据的建库、转换、拓扑检查、查询、统计、数据抽取、制图输出、分析决策等一系列地理空间数据管理功能，在浙江省流域治理规划管理系统中得到了实现，是面向行业应用的海量地理空间数据动态管理与服务的平台。本系统设计实现了三个模块，分别是桌面应用模块、数据管理模块和三维模拟模块。建立了以4D数据为核心的面向水利应用的地理空间数据库，并实现了多源、多级、分布式海量地理空间数据的统一管理与共享，为浙江省小流域的水利分析与决策提供了较好的空间信息服务。