引子：GI的自主空间数据库及GIS框架来自于求学时MAPGIS的引导，工作时ARCGIS的追随，读博时IBM和Microsoft2篇文献...。即使在大数据技术发展的今天，自主空间数据库存储仍然有其技术优势，近20年的时间沉淀，是GI平台区别于PETREL等行业基础软件平台、特有的数据集成核心技术。

GI的空间对象建模兼容OpenGIS的简单对象规范定义，但对部分空间对象的内涵和对象间的关系局部做了调整，以满足E&P复杂领域实体的描述以及考虑相关计算几何算法实现时的健壮性与性能考虑。如，复杂空间对象的定义，突破SFS中约定的同构对象复合约定，支持异构对象的复合，即一个空间对象可以由系列点，系列线甚至还包括系列面组成。另外，引进“空”几何对象的定义可以满足某些计算几何算法的计算结果的空对象需求，同时又不破坏整体空间对象在运行时的接口表现：空对象的接口表现就是什么都没有做而已。

GI的空间拓扑关系计算沿用OpenGIS简单对象规范介绍的DE-9IM(扩展9-Intersection Model)模型[4]，定义拓扑关系计算涉及的类体系作为空间几何对象类体现的扩展：既不同的拓扑几何对象定义直接关联于空间对象。DE-9IM模型形式化地描述了离散空间对象的拓扑关系，基于DE-9IM模型可以定义空间数据库的一致性原则，并应用于数据库的更新，维护中。

传统关系数据库在管理空间数据时存在诸多缺陷：第一，传统RDBMS管理的是不连续、相关性比较小的数字或字符型数据，而空间数据的存储是连续而且具有很强的空间相关性；第二，传统RDBMS管理的实体类型少，并且它们之间通常只有简单的、固定的关系，而空间对象的坐标串长度不定，是变长记录；第三，传统RDBMS只能操作和查询数据和文本信息，而空间数据库中需要大量的空间操作和查询。

GI通过领域实体的持久化骨架模型定义，在领域实体与其对应的空间对象的建立强制1：1关联，形成完整的领域实体定义基础之上，对空间对象表进行进一步的库表结构设计，包括基于SQL92规范的空间坐标存储，高效索引存储和空间对象版本维护机制。GI借助于不同RDBMS管理下的空间对象的实体表、空间数据表、空间对象索引表和版本表开发空间数据访问引擎：一方面基于不同类型的空间关系计算完成空间数据的查询与分析，另一方面对空间数据的编辑形成有效的版本树管理。

GI针对此网格、四叉树等索引机制，尤其四叉树索引，为每个空间对象存储表的WKB编码字段(空间坐标存储字段)建立对应的空间索引表定义，并在此基础上基于空间对象的空间关系定义(如远离，相交等)建立典型的空间查询流程(得益于IBM DB2及Microsoft SQL Server空间数据库设计思路)。

GI的版本管理。传统RDBMS中采用“锁定-修改-释放”的策略以实现其对多用户并发操作数据库的控制，考虑到空间对象的编辑，有时需要几分钟，但大部分情况下是长时间(如几个月)编辑任务，因此传统事务处理模式不适合空间对象的编辑。GI在领域实体表、空间对象表和空间索引表的骨架表结构基础之上，定义了系列的增表与删表，以满足长时间空间对象编辑的“长事务处理”以及领域实体的时间维的增量信息存储的需求。

GI的持久化版本原型设计由基表和变更表组成：基表对应于领域实体表及其空间对象表，而变更表主要区分删除对象与修改对象的记录，既有对象的状态修改对应于原先记录的删除和修改后新对象的生成。由此可知，基表当前的记录与变更表中的记录在约定版本号下定义了当前版本所有领域实体记录。