[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于拓展PostgreSQL的語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711283547.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108038170A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付琨;劉亮;王毅;丁蓉;張金艷;王曉燁;張通;劉振
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所蘇州研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王銘陸

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于拓展PostgreSQL的語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法，具體包含如下步驟：步驟1，從語(yǔ)義軌跡的特征出發(fā)，提出語(yǔ)義軌跡的抽象概念模型；步驟2，對(duì)語(yǔ)義軌跡進(jìn)行形式化定義，為語(yǔ)義軌跡的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)提供數(shù)學(xué)模型支持；步驟3，利用PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)空間數(shù)據(jù)類(lèi)型的支持和開(kāi)源可拓展性，設(shè)計(jì)一組面向語(yǔ)義軌跡的原生PostgreSQL數(shù)據(jù)類(lèi)型，使語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)類(lèi)型和其他PostgreSQL原生數(shù)據(jù)類(lèi)型在數(shù)據(jù)庫(kù)中使用；步驟4，使用PostgreSQL的PL/PGSQL過(guò)程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)與語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)類(lèi)型相關(guān)的操作，實(shí)現(xiàn)軌跡數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地理信息技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于拓展PostgreSQL的語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法。本發(fā)明從語(yǔ)義軌跡視角出發(fā)，提出出行軌跡的概念模型；利用PostgreSQL的開(kāi)源性，從數(shù)據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)操作算子兩方面實(shí)現(xiàn)軌跡數(shù)據(jù)模型，由此實(shí)現(xiàn)軌跡數(shù)據(jù)的聚合高效存儲(chǔ)。通過(guò)本發(fā)明可以顯著減少傳統(tǒng)原始低關(guān)聯(lián)性的時(shí)空點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)組織方式的信息冗余，大大節(jié)省軌跡大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，具有較強(qiáng)的可操作性，為基于語(yǔ)義軌跡的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用提供數(shù)據(jù)組織和存儲(chǔ)支持。

背景技術(shù)

軌跡具有時(shí)空屬性，而時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)是可以包含時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和時(shí)空數(shù)據(jù)，并能同時(shí)處理數(shù)據(jù)對(duì)象的時(shí)間和空間屬性的數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)是最早應(yīng)用于軌跡數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)。但是，時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)在于處理靜態(tài)的空間對(duì)象，如土地變更這類(lèi)位置不發(fā)生變化，屬性發(fā)生變化的對(duì)象。對(duì)軌跡而言，其位置和屬性都會(huì)隨時(shí)間不斷變化，時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其顯得無(wú)能為力。

事實(shí)上，軌跡可看作人隨時(shí)間推移在空間上不斷變換其位置而形成的對(duì)象，將人看作移動(dòng)對(duì)象，采用移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是目前軌跡數(shù)據(jù)建模管理的主流方法。在傳統(tǒng)時(shí)空DBMS中，除非數(shù)據(jù)顯式進(jìn)行修改，否則一直保持不變，故不能應(yīng)用于移動(dòng)對(duì)象(軌跡)建模管理。為了對(duì)這類(lèi)連續(xù)變化的位置進(jìn)行管理，一系列新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型相繼被提出。根據(jù)對(duì)移動(dòng)對(duì)象的分類(lèi)，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型總體分為完全自由、受限網(wǎng)絡(luò)[和室內(nèi)移動(dòng)對(duì)象模型三類(lèi)。上述移動(dòng)對(duì)象模型都是從空間維度對(duì)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行建模，近年來(lái)，學(xué)者們開(kāi)始從更多維度對(duì)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行建模，如張恒才等研究集成地理空間、網(wǎng)絡(luò)空間和社交空間的一體化移動(dòng)對(duì)象模型GSM。

軌跡數(shù)據(jù)建模與存儲(chǔ)，特別是移動(dòng)對(duì)象庫(kù)，已相對(duì)完善，但數(shù)據(jù)庫(kù)模型主要表達(dá)是從時(shí)空視角進(jìn)行描述，缺少對(duì)實(shí)體相互關(guān)系、實(shí)體與(靜動(dòng)態(tài))地理環(huán)境等背景語(yǔ)義信息的表現(xiàn)。近年來(lái)，軌跡的語(yǔ)義建模研究已引起廣泛的關(guān)注。Spaccapietra等首次從語(yǔ)義視角刻畫(huà)了軌跡，認(rèn)為軌跡是目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的，是軌跡主體在其生命周期里的一段時(shí)間內(nèi)有目的地運(yùn)動(dòng)，是一系列時(shí)空位置(抽象成點(diǎn)實(shí)體)集合。他將軌跡組織成一系列按時(shí)間排列的軌跡片段(停駐點(diǎn)Stop或移動(dòng)Move)，每個(gè)停駐點(diǎn)或移動(dòng)片段都與其他上下文信息關(guān)聯(lián)，該模型簡(jiǎn)稱(chēng)為“Stop-Move”語(yǔ)義模型。語(yǔ)義視角的軌跡理念已被其他相關(guān)語(yǔ)義軌跡研究廣泛采納，并成為EU GeoPKDD、MODAP、SEEK等項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)。但是，語(yǔ)義軌跡具體的實(shí)現(xiàn)方案關(guān)注較少，如何將經(jīng)過(guò)語(yǔ)義化組織的軌跡模型應(yīng)用于數(shù)據(jù)組織與管理，目前還鮮有涉及。另一方面，移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)目前都只是研究原型，目前普遍只支持簡(jiǎn)單地軌跡索引和查詢(xún)，離專(zhuān)業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用還很遠(yuǎn)。在目前的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，如Oracle Spatial、SQLServer、PostgreSQL、MySQL等，已經(jīng)構(gòu)建了滿(mǎn)足GIS需要的空間和時(shí)間操作函數(shù)。對(duì)于軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)而言，仍有很長(zhǎng)的路要走。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要針對(duì)傳統(tǒng)的軌跡數(shù)據(jù)管理方法缺乏語(yǔ)義關(guān)聯(lián)，而語(yǔ)義軌跡具體實(shí)現(xiàn)方案較少的問(wèn)題，提出一種基于PostgreSQL的語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于拓展PostgreSQL的語(yǔ)義軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法，具體包含如下步驟：

步驟1，從語(yǔ)義軌跡的特征出發(fā)，提出語(yǔ)義軌跡的抽象概念模型；