專利名稱：地理xml數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及用于提供地理信息的數(shù)據(jù)庫。
背景技術：
對于許多技術應用而言，地理數(shù)據(jù)日益重要。例如，諸如街道、鐵路、 輸水管道和電網(wǎng)之類的基礎設施網(wǎng)絡的規(guī)劃經(jīng)常涉及地理學問題。
越來越多的信息技術被使用以產生可用形式的地理學數(shù)據(jù)，其遠遠超越 了簡單地圖的能力。地理信息系統(tǒng)(GIS)允許將信息屬性鏈接到定位數(shù)據(jù)， 例如將人鏈接到地址，將建筑鏈接到一塊地或者網(wǎng)絡內的街道。將可用的地 理信息提供在允許對數(shù)據(jù)進行單獨處理的若干層以及示出各層之間關系的完 整視圖中。
用于存儲地理信息的通用數(shù)據(jù)格式是所謂的形文件(shape file)，其由 Redlands, California的ESRI公司開發(fā)。形文件將非拓撲幾何形狀和屬性信息 存儲在通用數(shù)據(jù)集中。針對一個特征定義空間特征的幾何形狀被存儲為包括 一組矢量坐標的形狀。屬性信息通常被存儲為文本信息。
形文件可以支持點、線和面特征。面特征被表示為閉環(huán)、雙重數(shù)字化 (double-digitized)多邊形。屬性被保存在犯八5￡@格式文件中。每個屬性記錄
與相關形狀記錄具有一對一的關系。
ESRI形文件由主文件、索引文件和dBASE表格組成。主文件是一種可直 接訪問、可變記錄長度文件，其中每個記錄利用形狀的頂點列表來描述形 狀。在索引文件中，每個記錄包含距主文件起點的相應主文件記錄的偏移 量。dBASE表格包含具有每個特征一個記錄的特征屬性。幾何形狀和屬性之 間的一對一關系是基于記錄號的。dBASE文件中的屬性記錄必須與主文件中 的記錄具有相同的順序。作為一個示例，形文件可以被用來在地理上反映某 一國家，其中，國家或州的形狀反映在主文件和索引文件中，而有關該國家 的附加信息屬性存儲在dBASE表格中的一個或多個屬性中。
3為了使得形文件所包含的信息可為用戶訪問或用于進一步的處理步驟， 必須將其轉換成不同的數(shù)據(jù)格式。可以利用 一些轉換工具來將地理數(shù)據(jù)轉換
為類似于GML和KML的XML格式，所述GML描述了幾何形狀本身，而 KML描述了如何顯示它們。然而，單獨轉換成某一文件格式是不足以輔助使 用形文件的。還需要在多個其他形文件中對某一形文件進行有效檢索。
所以本發(fā)明的一個方面在于，基于所述技術問題，輔助對幾何數(shù)據(jù)，特 別是形狀文件的檢索和管理，以使得在所述文件中存儲的幾何信息很容易被 用戶訪問或用于進一步的處理步驟。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個方面中，通過根據(jù)權利要求1的用于提供地理信息的 XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來解決該問題。在一個實施例中，XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 包括裝入程序，該裝入程序能夠根據(jù)預定義的XML模式將地理空間數(shù)據(jù)文 檔特別是形文件轉換成XML文檔，其中，預定義的XML模式定義了將被存 儲在XML文檔的單個XML節(jié)點中的非拓撲幾何形狀和屬性；以及XQueiy能 力，該XQueiy能力使得用戶能夠基于XML文檔的一個或多個屬性而對其進 行檢索。
本發(fā)明基于以下認識如果地理空間數(shù)據(jù)文檔所轉換成的XML文檔遵循 一 XML模式，該XML模式定義了地理空間信息和相關屬性一起被存儲在單 個節(jié)點中，則XML數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將能夠用于有效存儲和檢索地理信息。因此， 可以基于屬性的值執(zhí)行XQuery査找，其中該查找不僅提供屬性而且提供整個 地理空間文檔。優(yōu)選的是，XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還包括用于以可伸縮矢量圖 形(SVG)格式和/或KML格式和/或作為形文件來輸出XML文檔的輸出能 力，以使得任意被檢索到的地理空間文檔可以立即被顯示或被進一步處理。
在一個實施例中，基于用戶輸入定義了用于裝入程序的XML模式。因 此，用戶能夠定義地理空間文檔如何被轉換成一般的XML文檔，這又將影響 利用XQuery可以如何查找所存儲的文檔。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種提供地理信息的方法，該方法包括以下 步驟根據(jù)預定義的XML模式將地理空間數(shù)據(jù)文檔特別是形文件轉換成 XML文檔，其中，預定義的XML模式定義了將被存儲在單個XML節(jié)點中的地理空間數(shù)據(jù)和屬性；以及基于一個或多個屬性執(zhí)行XQueiy以檢索XML文 檔。該方法還包括以下步驟以可伸縮矢量圖形(SVG)格式和減KML格式 和/或作為形文件來輸出XML文檔。
最后，本發(fā)明涉及一種XML數(shù)據(jù)庫，其包括以上描述的任意XML數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)，以及涉及一種計算機程序，其包括適于執(zhí)行以上所述方法的指 令。


以下將參考附圖進一步描述本發(fā)明的實施例，在附圖中
圖1:示意性圖示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的流程圖2:具有在單個XML節(jié)點中存儲的地理信息和屬性信息的XML文檔
的示意性表示；以及
圖3:用于基于施加在屬性上的條件對圖2的XML文檔進行檢索的
XQuery的示例。
具體實施例方式
下面描述本發(fā)明方法的示例性實施例。將能理解的是以下所描述的功
能能夠以多種可選方式來實施，例如在用于單個XML數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)中、 在具有集成存儲器或外部存儲器的多個XML數(shù)據(jù)庫的分布式布置中，等等。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠緊密地與數(shù)據(jù)庫本身集成或者被單獨提供。對于本發(fā)明
而言，所述實現(xiàn)方式的細節(jié)并不是必要的。
圖1提供了描述以下處理的示例性步驟的示意性流程圖，所述處理用于 將地理空間數(shù)據(jù)存儲在XML數(shù)據(jù)庫中并且使用XQuery來檢索所存儲的數(shù) 據(jù)。如步驟1所示，數(shù)據(jù)可以作為各種文件格式的輸入而被提供，所述各種 文件格式例如是具有擴展名.shp， .shx和.dbf的形文件。其他合適的文件格式 也是可能用作輸入的。
在步驟2，根據(jù)給定的XML模式(schema)，通過海量裝入程序(mass loader)(未示出)將地理數(shù)據(jù)轉換成XML文檔。取決于某組地理空間數(shù)據(jù) 的結構，特別是形文件的.dbf文件所包含的各種屬性，可以使用適合的XML模式。此外，預定義的XML模式也將影響以后如何能夠從XML數(shù)據(jù)庫中檢 索指定集的地理空間數(shù)據(jù)。
轉換之后，在步驟3，所產生的XML文檔以與任何其它XML文檔相同 的方式被存儲到XML數(shù)據(jù)庫中。名為"Tamino"的從申請人處可獲得的數(shù)據(jù) 庫是適合于執(zhí)行步驟3的XML數(shù)據(jù)庫的一個示例。
在目前優(yōu)選的實施例中，預定義的XML模式是特定于Tamino的XML模 式。因此，將繼承Tamino中的XML模式的以下優(yōu)點
-Tamino定義了具有各自名稱的屬于給定集合的文檔類型 ("doctypes")，并且指定它們是否允許存儲XML或非XML文檔。
-在將該文檔存儲在Tamino內的同時，模式確保在該模式中定義的 doctype中所存儲的每個實例相對于該模式是有效的。
-Tamino例如將索引或校對(collation)選項與在所述模式中定義的元素和 屬性相關聯(lián)。這些選項對于性能和排序問題是很重要的。
-Tamino將映射信息與元素和屬性相關聯(lián)。該特征允許指定他們是本地存 儲在Tamino中還是(經(jīng)由X-Tension)存儲在外部數(shù)據(jù)存儲器，例如Adabas 或SQL數(shù)據(jù)庫中。在査詢時，從外部數(shù)據(jù)庫中檢索這些元素和屬性。
-Tamino允許指定觸發(fā)功能，當文檔被插入到Tamino數(shù)據(jù)存儲器或從 Tamino數(shù)據(jù)存儲器中刪除時，該功能被調用。
圖2提供了如圖1的轉換步驟2所提供的包含地理空間信息的XML文檔 的簡化示例。如所能夠看到的那樣，定義多邊形形狀的非拓撲信息10和關于 在XML文檔中定義的地理空間對象的屬性信息20 —起被存儲在單個節(jié)點 中。在圖2的示例中，節(jié)點定義了國家India,并且屬性信息指示該國家人口 數(shù)量。雖然圖2的示例僅給出了單個屬性20，但可以存在包含在單個節(jié)點中 的更多的并且具有樹型層次的結構化屬性。
轉換成一般的XML文檔并且隨后存儲在XML數(shù)據(jù)庫中的重要優(yōu)點是容 易檢索所存儲的地理空間數(shù)據(jù)。如以下參考圖3示例將要說明的那樣，通過 對屬性使用XQuery對屬性定義査詢，能夠很容易地檢索地理空間數(shù)據(jù)。
在圖3的XQuery示例中，在節(jié)點々tat^上定義一些條件，也就是，其包 括屬性"population"并且該屬性的值處于所指示的限制1000000-2000000以 內。很明顯，這僅僅是簡單的示例，并且到目前為止，對節(jié)點的一個或多個屬性的更加復雜的査詢可以使用XQueiy、以本領域技術人員公知的方式來定 義。
在圖l流程圖的步驟4中，執(zhí)行定義過的查詢。因此，XML數(shù)據(jù)庫將提 供符合在查詢中定義的條件的一個或多個XML文檔。這些結果能夠簡單地輸 出給用戶，例如通過列舉所檢索到的節(jié)點的名稱。替代地或者另外地，它們 能夠立即被進一步處理，例如通過將所檢索到的XML文檔轉換成一個或多個 特殊輸出格式，這些特殊的輸出格式適合于進一步的處理，例如為隨后的顯 示或打印輸出而再現(xiàn)XML文檔中所定義的地理空間對象。
適合于顯示的一種格式示例是KML格式。KML是一種用于在地球瀏覽 器中顯示地理數(shù)據(jù)的文件格式，地球瀏覽器例如是Google Earth, Google Map 以及用于移動通信的Google Map。 KML具有基于標簽的結構，該結構具有用 于特定顯示目的的名稱和屬性。所以，Google Earth和Map用作針對KML文 件的瀏覽器。KML格式中查詢結果的輸出例如允許指定屏幕上的圖像覆蓋。 采用圖3中的示例性XQuery， XML數(shù)據(jù)庫的一種可能響應可以是基于在所檢 索到的XML文檔中存儲的地理空間信息而在屏幕上或任意其他顯示設備上呈 現(xiàn)印度的Gujarat州的形狀。
適合于輸出和進一步處理XQuery結果的另一格式是由Adobe開發(fā)的可縮 放矢量圖形(SVG)格式。SVG使得網(wǎng)頁開發(fā)者和設計者能夠利用精確的結 構和直觀控制根據(jù)實時數(shù)據(jù)動態(tài)創(chuàng)建生成的高質量圖形。所產生的SVG文件 能夠用于顯示針對與XQuery內容"相關聯(lián)"的國家或某一地理區(qū)域(例如石 油鉆探要求)的地圖。
最后，優(yōu)選的是，XML數(shù)據(jù)庫也能夠將查詢結果輸出為形文件，也就是 與用于圖1流程圖的步驟1中的地理空間信息的輸入具有相同的格式。
權利要求
1. 一種用于提供地理信息的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，包括a. 裝入程序，該裝入程序能夠根據(jù)預定義的XML模式將地理空間數(shù)據(jù)文檔特別是形文件轉換(1)成XML文檔，其中，所述預定義的XML模式定義了將被存儲在XML文檔的單個XML節(jié)點中的地理空間數(shù)據(jù)(10)和屬性(20)；以及b. XQuery能力，使得用戶能夠基于XML文檔的一個或多個屬性而對該XML文檔進行檢索(4)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，還包括用于以可伸縮矢 量圖形(SVG)格式和/或KML格式輸出XML文檔的輸出能力。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，還包括用于將XML 文檔輸出為形文件的輸出能力。
4. 根據(jù)先前的權利要求任一項所述的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其中，所述 形文件包括.shp、 .shx和.dbf文件。
5. 根據(jù)先前的權利要求任一項所述的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其中，基于 用戶輸入來定義用于所述裝入程序的XML模式。
6. —種XML數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括XML數(shù)據(jù)庫和根據(jù)權利要求1-5任一項 所述的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
7. —種提供地理信息的方法，包括以下步驟a. 根據(jù)預定義的XML模式將地理空間數(shù)據(jù)文檔特別是形文件轉換(1) 成XML文檔，其中，所述預定義的XML模式定義了將被存儲在XML文檔 的單個XML節(jié)點中的地理空間數(shù)據(jù)(10)和屬性(20);以及b. 基于一個或多個屬性(20)執(zhí)行XQuery以檢索(4) XML文檔。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括以下步驟以可伸縮矢量圖形 (SVG)格式和/或KML格式和/或作為形文件輸出XML文檔。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述形文件包括.shp， .shx和.dbf文件。
10. 一種計算機程序，包括適于執(zhí)行權利要求7-9任一項所述方法的指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地理XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在一個實施例中，用于提供地理信息的XML數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括裝入程序，能夠根據(jù)預定義的XML模式將地理空間數(shù)據(jù)文檔特別是形文件轉換(1)成XML文檔，其中，預定義的XML模式定義了將被存儲在XML文檔的單個XML節(jié)點中的地理空間數(shù)據(jù)(10)和屬性(20)；以及XQuery能力，使得用戶能夠基于XML文檔的一個或多個屬性(20)而對其進行檢索(4)。
文檔編號G06F17/30GK101425080SQ20081017996
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權日2007年10月23日
發(fā)明者科沃·B·瓦拉 申請人:軟件股份公司