[發(fā)明專利]GIS的空間對象描述方法和基于映射的對象處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010254423.8
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN101908074A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧躍進(jìn);宋愛紅;雷振;黃俊韜;王建光;許繼偉;劉雙全
• 申請（專利權(quán)）人: 武大吉奧信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對地觀測與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別是地理信息系統(tǒng)，更具體地說是涉及一種空間對象的描述方法和應(yīng)用按照該方法描述對象來實(shí)現(xiàn)對象處理的方法。

背景技術(shù)

GIS(地理信息系統(tǒng))是一種存儲、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術(shù)。地理信息系統(tǒng)的操作對象是地理數(shù)據(jù)，其具體描述地理實(shí)體的空間特征、屬性特征和時間特征。其中，空間特征是指地理實(shí)體的空間位置及相互關(guān)系；屬性特征表示地理實(shí)體的名稱、類型和數(shù)量等；時間特征指實(shí)體隨時間而發(fā)生的相關(guān)變化。根據(jù)地理實(shí)體的空間圖形表示形式，一般可將空間數(shù)據(jù)抽象為點(diǎn)、線和面三類元素，它們的數(shù)據(jù)表達(dá)可以采用矢量或者柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

GIS數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)具有不可分割的聯(lián)系，以及空間數(shù)據(jù)之間具有顯著的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。對于GIS數(shù)據(jù)的存儲和操作，除了常規(guī)的數(shù)據(jù)操作之外，還有許多自身的特點(diǎn)，因為空間信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理的一維信息更為復(fù)雜、瑣碎，致使傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫不能滿足需要。

因此近年來發(fā)展出面向?qū)ο蟮腉IS，并且經(jīng)過成長成熟，現(xiàn)已成為GIS的主流發(fā)展方向。面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪?fù)雜的空間信息提供了直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法。使用面向?qū)ο蟮腉IS較之傳統(tǒng)GIS有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)所有的地物以對象形式封裝，而不是以復(fù)雜的關(guān)系形式存儲，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；(2)以對象為基礎(chǔ)，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸惤Y(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS可以直接定義和處理復(fù)雜的地物類型；(4)根據(jù)面向?qū)ο蠛缶幾g的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方法，增強(qiáng)系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴(kuò)充性。

所謂空間對象是對現(xiàn)實(shí)世界中具有空間(或地理)位置的現(xiàn)象的抽象，如一條道路、一幢房子、一條河流等。地理信息系統(tǒng)則主要用于空間對象的描述、存儲、管理、分析與應(yīng)用。其中，對空間對象的描述和空間對象的處理機(jī)制是GIS系統(tǒng)可滿足不同需要、提高效率和實(shí)用性的關(guān)鍵。

對于空間對象的描述有多種途徑，基于XML的描述方式是當(dāng)前最先進(jìn)的方式之一。XML格式自1998年由W3C提出以來，隨著Web技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展至今已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與交換的一種最為廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)。同時由于XML良好的結(jié)構(gòu)化，能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、表現(xiàn)的分離；具有開放性和可擴(kuò)充性；以及其自描述的特性，易于理解和支持跨平臺操作，使得XML同時在網(wǎng)絡(luò)之外的更為廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用。特別是2000年OGC(Open?Geospatial?Consortium，開放地理信息聯(lián)盟)推出了XML?DTD的GML，它是一種基于XML、并用于表示地理空間對象的空間數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的地理標(biāo)記語言，并很有可能將成為空間信息傳輸與交換的標(biāo)準(zhǔn)格式。

但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)只是提供了對空間對象的描述和空間對象的處理機(jī)制的框架或思路，對于具體的實(shí)現(xiàn)形式，并沒有一種良好的描述和處理方法。這主要是因為，現(xiàn)有的空間對象的描述結(jié)構(gòu)要比關(guān)系數(shù)據(jù)庫來得復(fù)雜，且對于不同的空間對象可能還會涉及不同的描述方式，結(jié)構(gòu)繁冗而缺乏通用性；并且對象處理也很困難。由于GIS數(shù)據(jù)量往往很大，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時要占用大量的內(nèi)存空間，無論是對象本身在內(nèi)存空間的占位還是對象操作的線程所需的額外內(nèi)存池空間都是相當(dāng)大的系統(tǒng)開銷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種靈活的可以描述任何空間對象的方法，克服現(xiàn)有描述空間對象過于限制的缺點(diǎn)，同時，提供一種基于上述描述的對象處理方法，以通過合理平衡地開銷計算機(jī)內(nèi)存空間，提高空間對象處理的速度。

為此，本發(fā)明提供了一種地理信息系統(tǒng)的空間對象描述方法，將一個空間對象描述分為“特性”和“操作”兩部分，“特性”用于描述空間對象的數(shù)據(jù)，“操作”用于空間對象的處理；并且，所述“特性”進(jìn)一步分為基本特性和可擴(kuò)展特性，所述”操作”分為基本操作和可擴(kuò)展操作。

其中，所述可擴(kuò)展特性通過解釋——數(shù)據(jù)對的語義規(guī)則進(jìn)行定義，每一可擴(kuò)展特性包括數(shù)據(jù)單元和解釋單元，其中，數(shù)據(jù)單元用于描述該可擴(kuò)展特性對應(yīng)的具體數(shù)據(jù)，而解釋單元用于對數(shù)據(jù)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。

較佳地，其中，所述可擴(kuò)展特性包括一幾何特性，所述幾何特性使用解釋串和坐標(biāo)串分別為解釋單元和數(shù)據(jù)單元對其進(jìn)行描述，其中，坐標(biāo)串為一個數(shù)組，存放坐標(biāo)信息；解釋串為另一個數(shù)組，用于解釋存放坐標(biāo)的方式。

其中，所述可擴(kuò)展操作通過關(guān)鍵詞——值對的語義規(guī)則進(jìn)行定義，其中，“關(guān)鍵詞”表示操作類型，“值”表示操作參數(shù)。