專利名稱：地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地理數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，屬于地理信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著空間數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域的擴(kuò)展和應(yīng)用的不斷深入，用戶對(duì)空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 性、完整性和現(xiàn)勢(shì)性提出了更高的要求。因此，對(duì)地理空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行持續(xù)不斷 的更新，提高地理空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，并且向數(shù)據(jù)用戶分發(fā)更新信息，已成為空 間數(shù)據(jù)生產(chǎn)商的當(dāng)務(wù)之急。
根據(jù)向其用戶提供的數(shù)據(jù)內(nèi)容，可將現(xiàn)有更新服務(wù)分為批量式更新和增量式 更新兩種方式。批量式更新向用戶提供新版數(shù)據(jù)的全部?jī)?nèi)容，該種更新方式存在 傳輸效率低下、用戶端更新困難等諸多問題，而增量式更新只向客戶提供發(fā)生變 化的信息，這種更新方式更加科學(xué)，是一種更有效的更新信息發(fā)布策略。目前對(duì) 增量信息的更新研究仍處于起步階段，在理論和方法上都存在許多需要深入研究 的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種增量信息發(fā)布的方法，將地理數(shù)據(jù)增量信息以XML 的格式進(jìn)行保存，對(duì)其進(jìn)行發(fā)布。從而實(shí)現(xiàn)比以往批量式更新更高效的數(shù)據(jù)更新 方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟
步驟1制定增量信息分類標(biāo)準(zhǔn)及確定增量信息分類量度。不同類型的空間 數(shù)據(jù)以不同的空間屬性為分類依據(jù)，不同類型的變化又以不同的變化程度為標(biāo) 準(zhǔn)。
步驟2依據(jù)增量信息分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)增量信息進(jìn)行建模，將所得的地理增量信息
存儲(chǔ)到XML文檔之中，得到XML增量信息。 步驟3對(duì)XML增量信息進(jìn)行發(fā)布。
上述地理空間數(shù)據(jù)增量信息分類標(biāo)準(zhǔn)和度量，是進(jìn)行增量信息提取的前提和 基礎(chǔ)。地理增量信息與快照、事件和快照差相關(guān)，快照是指在某個(gè)時(shí)刻客觀世界 中要素的數(shù)據(jù)表達(dá)，事件是快照差產(chǎn)生的原因，快照差體現(xiàn)事件造成的地理信息的差異程度，增量信息是快照差和事件的合成體。
基本的地理信息包括地理語義、幾何形態(tài)及特征和專題屬性三個(gè)方面，同時(shí) 地理要素依據(jù)點(diǎn)、線、面幾何特征將要素分類。用事件來描述現(xiàn)實(shí)世界種的地理 要素的變化，依據(jù)地理信息的語義、幾何和屬性的變化，可描述目標(biāo)的變化事件 如下點(diǎn)要素的位移、語義及專題屬性變化；線要素的延長(zhǎng)、縮短、變形、位移、 語義及專題屬性變化；面要素的擴(kuò)張、收縮、變形、位移、語義及專題屬性變化。 可根據(jù)具體的地理信息(如基礎(chǔ)地理信息)的地理編碼、幾何描述和專題特征， 對(duì)上述分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體的參數(shù)描述和度量，以為后面的增量信息提取提供基 礎(chǔ)。
本發(fā)明通過XML文檔來描述地理數(shù)據(jù)的增量信息，存儲(chǔ)于服務(wù)器端，根據(jù)用 戶的請(qǐng)求和定制，Web服務(wù)器復(fù)雜對(duì)XML文檔進(jìn)行解析和査詢，返回有關(guān)信息給用 戶端，供用戶瀏覽和使用，實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布。Web服務(wù)器接受 客戶端的服務(wù)請(qǐng)求，根據(jù)客戶端的請(qǐng)求，向數(shù)據(jù)服務(wù)器增量數(shù)據(jù)XML的解析和查 詢指令，完成從數(shù)據(jù)庫中提取增量信息，生成用于傳輸?shù)幕赬ML的增量信息描 述文件，然后對(duì)于增量信息文件設(shè)計(jì)出樣式表文件XSL，最后將XML文件和對(duì)應(yīng)的 XSL樣式表文件一起發(fā)送到客戶端。
數(shù)據(jù)服務(wù)器完成版本數(shù)據(jù)的入庫、更新，為用戶的查詢和顯示提供數(shù)據(jù)源。
本發(fā)明根據(jù)要素變化類型和操作類型，以及增量信息的典型語義和分類，提 出面向數(shù)據(jù)庫操作的增量信息的數(shù)據(jù)描述；在地理信息數(shù)據(jù)文本表達(dá)和SGML表 達(dá)的基礎(chǔ)上提出了使用XML表達(dá)增量信息數(shù)據(jù)；還提出了基于XML的增量信息發(fā) 布的服務(wù)框架?；赬ML的地理增量信息存儲(chǔ)，具有自我描述性、靈活性、獨(dú)立 性、可擴(kuò)展性、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、良好跨平臺(tái)性的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是事件類型與數(shù)據(jù)庫中的操作對(duì)照?qǐng)D。 圖2是增量信息發(fā)布流程圖。
具體實(shí)施例方式
為方便客戶端數(shù)據(jù)庫的更新，本發(fā)明基于事件和快照差類型，提出一種面向 數(shù)據(jù)庫操作的增量信息定義，其中隱含著客觀世界中的各個(gè)事件?；诓僮骱涂?照差的增量信息記為A06y'ert ， AOty'e"二[ Diff， Operate],快照差Diff二{ID—old, ID—new, (J"欲^她，△&。 } 。 ID—old, ID—new, U^威她及
,■=1 z=l
AGeo為快照差項(xiàng)，其中ID—old, ID一new分別為地理目標(biāo)在舊、新版本中的標(biāo)識(shí)， [jA^加7mfe表示地理目標(biāo)專題屬性變化的集合，AGeo表示地理目標(biāo)的幾何變
化，Operate則是隱含現(xiàn)實(shí)世界事件的數(shù)據(jù)庫更新操作。
根據(jù)事件類型與數(shù)據(jù)庫中的操作對(duì)應(yīng)關(guān)系，如附圖1所示。 當(dāng)單個(gè)目標(biāo)發(fā)生"出現(xiàn)"、"消亡"、"幾何或?qū)傩宰兓?事件時(shí)，對(duì)應(yīng)到數(shù)
據(jù)庫中的三種基本操作為增加，刪除，修改。當(dāng)多個(gè)地理目標(biāo)發(fā)生"合并"、 "分裂"、"多對(duì)多"的事件時(shí)，其復(fù)雜操作均可分解為上述三種基本操作，即原 地理目標(biāo)的刪除和新地理目標(biāo)的增加。其中，事件"幾何或?qū)傩宰兓?對(duì)于不同 的地理要素類，意義并不一樣。不同要素種類對(duì)應(yīng)的幾何或?qū)傩宰兓闆r，如下 表所示
要素種類幾何或?qū)傩宰兓那闆r
點(diǎn)要素位移，屬性變化
線要素延長(zhǎng)、縮短、變形、位移、屬性變化
面要素?cái)U(kuò)張、收縮、變形、位移、屬性變化
各種事件引起的增量信息都可以表示為-
當(dāng)單個(gè)地理目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，AOty'ec/ (Insert) =[ ID—new, AGeo ，
Insert]。
當(dāng)單個(gè)地理目標(biāo)消亡時(shí)，(Delete) = [ID—old, ()M"h^fe， AGeo , Delete]。
當(dāng)單個(gè)地理目標(biāo)幾何或?qū)傩园l(fā)生變化時(shí)，AC^'e" (Modify) = [ID—old, ID—new, U^4加'6她，AGeo ， Modify]。當(dāng)多個(gè)地理目標(biāo)合并時(shí)，A06/e" (Merge) = [ID—old,， ID—old2,…，ID—oldM, ID—new, [J A^4欲/6她 ， AGeo ， Merge]=
A(9ty.e" (Delete) (Delete) 2+."+AOZv.e" (Delete) (Insert)
當(dāng)?shù)乩砟繕?biāo)分裂時(shí)，(Split) = [ID—old, ID—new,, ID—new2，，
ID—newN， U^4""力她 , AGeo ， Split]=
AO映cf (Delete) + AO映c/ (Insert),+AO映"(Insert) 2+." AC%'ecZ ( Insert )N。
當(dāng)?shù)乩砟繕?biāo)發(fā)生多對(duì)多的變化時(shí)，(MvsN) = [ID一old,， ID—old2,…，ID—oldM， ID—newi， ID_new2,…,ID—newN， U^""'6她，AGeo ，
MvsN]=
△Oty.e" (Delete) ,+ AC%'e" (De〗ete)2+..'+AOty.e" (Delete) J A,'e" (Insert)
i+AO映"(Insert) 2+." AO一" ( Insert) N。
本發(fā)明采用可視化和標(biāo)準(zhǔn)化的XML相關(guān)工具來設(shè)計(jì)直觀的圖形結(jié)構(gòu)然后生 成物理的XML Schema。
增量信息的XML Schema文檔根節(jié)點(diǎn)為增量地圖(ChangeOnlyMap)，主要從 元數(shù)據(jù)(MetaData)和主數(shù)據(jù)體的更新集合(UpdateCollection)來描述。
元數(shù)據(jù)部分-
元數(shù)據(jù)(MetaData)可繼續(xù)分成以下五個(gè)方面舊版本地圖的相關(guān)信息 (BeforeUpdateM即)，新版本地圖的相關(guān)信息(AfterUpdateMap),有關(guān)本次數(shù)據(jù) 處理的信息(AboutProcessing)，要素類的字段信息集(Fieldslnfo)和 ChangeStatic。
在BeforeUpdateMap和AfterUpdateMap中，其子節(jié)點(diǎn)都記錄了新舊地圖的 地幅名稱(MapSheetName)，要素類名稱(MapSheetName)，要素幾何類型(Geometry),地圖生產(chǎn)商(MapProducer)，地圖提供者(MapProvider)，地圖發(fā)布 者(Release),地圖發(fā)布日期(ReleaseDate)，密級(jí)(securitylevel)，地理坐標(biāo) 系(GeoSystem)，高程基準(zhǔn)(elevationbase)，投影系統(tǒng)(ProjectSystem)，地圖 分幅標(biāo)準(zhǔn)(MapSheetStandard)，圖幅序號(hào)(M鄰SheetNumber)，總圖幅數(shù) (MapSheetTotalNumber)。
在AboutProcessing中，其子節(jié)點(diǎn)記錄了本系統(tǒng)的版本(Version)，開發(fā)者 (Supplier),發(fā)布者(Release)。在Fieldslnfo中，其子節(jié)點(diǎn)要素類的字段信息 (Field)記錄了字段名稱(Name)，字段類型(Type)。
主數(shù)據(jù)體部分
UpdateCollection根據(jù)其屬性圖幅號(hào)(PartitionID)的不同，分成多個(gè)更新 數(shù)據(jù)集(UpdateDataSet),而UpdateDataset又根據(jù)其屬性要素類名 (FeatureClassName)又分別記錄了基礎(chǔ)信息(Baselnformat ion)，簡(jiǎn)單更新 (SimpleUpdate)，復(fù)雜更新(CompositeUpdate)三個(gè)子節(jié)點(diǎn)。
在Baselnformation中記錄了空間數(shù)據(jù)幾何類型(ShapeType)，主鍵 (PrimaryKey)。
在SimpleUpdate中，記錄了簡(jiǎn)單更新的總個(gè)數(shù)(SimpleTotalNum)和簡(jiǎn)單更 新操作(SimpleOperation)。其中，SimpleOperation又分為增力口 (AddFeature), 刪除(DeleteFeature)，修改(ModifyFeature)。
在AddFeature中，記錄了增加的總個(gè)數(shù)(AddFeatureNum)和增加的操作 (AddOperation),其中AddOperation包含了增加的來源(Source)，新增目標(biāo)的 〖D(FeatureAfterID)以及新增目標(biāo)FeatureAfter的幾何和屬性信息。Source的 取值只包含以下四種分割中增加的(SplitAdd)，純?cè)黾拥?PureAdd)，合并中增 加的(CombinationAdd)，多對(duì)多情況中增加的(MvsNAdd),
在DeleteFeature中，記錄了刪除的總個(gè)數(shù)(DeleteFeatureNum)和刪除的操 作(DeleteOperation),其中DeleteOperation里包含了刪除的來源(Source), 被刪除目標(biāo)的ID號(hào)FeatureBeforeID以及被刪除目標(biāo)FeatureBefore的幾何和 屬性信息。這里Source的取值只包含以下四種分割中刪除的(SplitDelete)， 純刪除的(PureDelete)，合并中刪除的(CombinationDelete)，多對(duì)多情況中刪 除的(MvsNDelete)。在ModifyFeature中，記錄了修改的總個(gè)數(shù)(ModifyFeatureNum)和修改的操 作(ModifyOperation)，其中ModifyOperation包含了修改的來源(Source)，原 目標(biāo)的ID號(hào)(FeatureBeforeID)、前目標(biāo)FeatureBefore的幾何和屬性信息和新 目標(biāo)的ID號(hào)(FeatureAfterID)、后目標(biāo)FeatureAfter的幾何和屬性信息。這里 的Source的取值包含以下五種擴(kuò)張(Expansion)，收縮(Reduction),變形 (Reshape),平移(Move)，屬性變化(AttributeChange)。
在CompositeUpdate中，記錄了發(fā)生復(fù)雜更新的總個(gè)數(shù)(CompositeTotalNum) 和復(fù)雜更新操作(CompositeOperation)，其操作包含三個(gè)子節(jié)點(diǎn)分割 (SplitFeature)，合并(CombinationFeature)，多對(duì)多(MvsN)。
在SplitFeature中記錄了目標(biāo)分割的總個(gè)數(shù)(SplitFeatureNum)和分割操 作(SplitOperation)。其操作中記錄了原目標(biāo)的個(gè)數(shù)(Feature01dNum)，原目標(biāo) 的ID號(hào)(FeatureOldID)，新目標(biāo)的個(gè)數(shù)(FeatureNewNum)，新目標(biāo)的ID號(hào) (FeatureNewID)。對(duì)于每一個(gè)分裂事件，這里的FeatureOldID只出現(xiàn)一次，而 FeatureNewID可出現(xiàn)無窮次。
在 CombinationFeature 中，記錄了目標(biāo)合并的總個(gè)數(shù) (CombinationFeatureNum)禾口合并操作(CombinationOperation)，其中合并操作 記錄了原目標(biāo)的個(gè)數(shù)(Feature01dNum)，原目標(biāo)的ID號(hào)(FeatureOldID)，新目標(biāo) 的個(gè)數(shù)(FeatureNewNum)，新目標(biāo)的ID號(hào)(FeatureNewID)。對(duì)于每一個(gè)合并事 件，這里的FeatureOldID出現(xiàn)無窮次，而FeatureNewID只出現(xiàn)一次。
在MvsN中，記錄了地理目標(biāo)多對(duì)多情況的總個(gè)數(shù)(MvsNFeatureNum)和多對(duì) 多操作(MvsN0peration)。其中，多對(duì)多操作記錄了原目標(biāo)的個(gè)數(shù) (Feature01dNum)，原目標(biāo)的ID號(hào)(FeatureOldID)，新目標(biāo)的個(gè)數(shù) (FeatureNewNum),新賣部的ID號(hào)(FeatureNewID)。對(duì)于每一個(gè)多對(duì)多事件， 這里的FeatureOldID和FeatureNewID均可出現(xiàn)無窮次。
下面的示例展示了地理目標(biāo)多對(duì)多的XML表達(dá),其中ID分別為1650與1652 的兩個(gè)舊目標(biāo)復(fù)合變換為為ID分別為1020、 1021與1022的三個(gè)新目標(biāo)。 <Change0nlyMap>
〈UpdateCollection PartitionID=" h50111101"〉 <UpdateDa/taSet FeatureName=，，居民地'，>〈Co即ositelipdate〉
〈Co卿ositeTotalNum〉l〈/CompositeTotalNum〉 〈Compo s i te0perat i on> 〈MvsN〉
<MvsNFeatureNum〉1〈/MvsNFeatureNum> <MvsN0peration>
〈Feature01dNum〉2〈/Feature01dN腦〉 〈Feature01dlD〉1650〈/Feature01dlD〉 〈Feature01dlD〉1652〈/Feature01dlD〉 〈FeatureNewNum>3</FeatureNewNum〉 〈FeatureNewID〉1020〈/FeatureNewID〉 〈FeatureNew工D〉1021〈/FeatureNewID〉 〈FeatureNewID〉1022〈/Feat訓(xùn)NewID〉 </MvsNOperation>
〈/MvsN〉
〈/CompositeOperation〉 〈/Compos i teUpdate〉 〈/Up(feteDataSet> 〈/UpdateCollection〉 </ChangeOnlyMap〉
本發(fā)明通過對(duì)增量信息的定義，通過XML文檔來描述地理數(shù)據(jù)的增量信息， 存儲(chǔ)于服務(wù)器端。根據(jù)用戶的請(qǐng)求和定制，WEB服務(wù)器復(fù)雜對(duì)XML文檔進(jìn)行解析和 査詢，返回有關(guān)信息給用戶，供用戶瀏覽和使用。發(fā)布流程圖如附圖2所示。其 中客戶端與服務(wù)器的各自功能如下
客戶端客戶端主要向WEB服務(wù)端提出空間數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求，并根據(jù)服務(wù)端返 回的結(jié)果進(jìn)行分析與顯示。用戶可根據(jù)自身需要進(jìn)行定制增量信息，實(shí)現(xiàn)增量更 新時(shí)，客戶端只需要下載描述增量信息的xml文件和客戶端更新程序，即可實(shí)現(xiàn) 用戶端數(shù)據(jù)的更新。
Web服務(wù)器Web服務(wù)器負(fù)責(zé)接受客戶端的服務(wù)請(qǐng)求，傳遞給數(shù)據(jù)服務(wù)器，并把結(jié)果送回給客戶。根據(jù)客戶端的請(qǐng)求，向數(shù)據(jù)服務(wù)器增量數(shù)據(jù)XML的解析和查 詢指令，完成從數(shù)據(jù)庫中提取增量信息，生成用于傳輸?shù)幕赬ML的增量信息描 述文件。對(duì)于增量信息文件設(shè)計(jì)出樣式表文件XSL，然后將XML文件和對(duì)應(yīng)的XSL 樣式表文件一起發(fā)送到客戶端，由客戶端瀏覽器自帶的解析器進(jìn)行顯示。在此基 礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)用于用戶瀏覽的可視化界面和各種査詢功能，并提供服務(wù)器端下載地址 供用戶下載增量信息文件。
數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)器完成版本數(shù)據(jù)的入庫、更新，為用戶的查詢和顯示 提供數(shù)據(jù)源。
權(quán)利要求
1.一種地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，其特征在于包括以下步驟步驟1制定增量信息分類標(biāo)準(zhǔn)及確定增量信息分類量度；步驟2依據(jù)增量信息分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)增量信息進(jìn)行建模，將所得的地理增量信息存儲(chǔ)到XML文檔之中，得到增量信息的XML表達(dá)；步驟3對(duì)XML增量信息進(jìn)行發(fā)布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，其特征在于地理 增量信息與快照、事件和快照差相關(guān)，快照是指在某個(gè)時(shí)刻客觀世界中要素的 數(shù)據(jù)表達(dá)，事件是快照差產(chǎn)生的原因，快照差體現(xiàn)事件造成的地理信息的差異 程度，增量信息是快照差和事件的合成體；基本的地理信息包括地理語義、幾 何形態(tài)及特征和專題屬性，同時(shí)地理要素依據(jù)點(diǎn)、線、面幾何特征將要素分類， 用事件來描述現(xiàn)實(shí)世界種的地理要素的變化，依據(jù)地理信息的語義、幾何和屬 性的變化，可描述目標(biāo)的變化事件如下點(diǎn)要素的位移、語義及專題屬性變化； 線要素的延長(zhǎng)、縮短、變形、位移、語義及^題屬性變化；面要素的擴(kuò)張、收 縮、變形、位移、語義及專題屬性變化，根據(jù)具體的地理信息的地理編碼、幾 何描述和專題特征，對(duì)上述分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體的參數(shù)描述和度量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，其特征在于通過XML 文檔來描述地理數(shù)據(jù)的增量信息，存儲(chǔ)于服務(wù)器端，根據(jù)用戶的請(qǐng)求和定制， Web服務(wù)器對(duì)XML文檔進(jìn)行解析和査詢，返回有關(guān)信息給用戶端，供用戶瀏覽和 使用，實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，其特征在于Web服務(wù) 器接受客戶端的服務(wù)請(qǐng)求，根據(jù)客戶端的請(qǐng)求，向數(shù)據(jù)服務(wù)器增量數(shù)據(jù)XML的 解析和査詢指令，完成從數(shù)據(jù)庫中提取增量信息，生成用于傳輸?shù)幕赬ML的 增量信息描述文件，然后對(duì)于增量信息文件設(shè)計(jì)出樣式表文件XSL,最后將XML 文件和對(duì)應(yīng)的XSI」樣式表文件一起發(fā)送到客戶端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，其特征在于數(shù)據(jù)服 務(wù)器完成版本數(shù)據(jù)的入庫、更新，為用戶的查詢和顯示提供數(shù)據(jù)源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地理空間數(shù)據(jù)增量信息的發(fā)布方法，該方法通過對(duì)地理增量信息進(jìn)行組織與建模，確定增量信息的語義定義、分類、量度與存儲(chǔ)。建立以XML為地理增量信息存儲(chǔ)介質(zhì)，使其利于地理增量信息的發(fā)布與客戶端的更新。將得到的增量信息以XML的格式進(jìn)行保存，對(duì)XML增量信息進(jìn)行發(fā)布。本發(fā)明根據(jù)要素變化類型和操作類型，以及增量信息的典型語義和分類，提出面向數(shù)據(jù)庫操作的增量信息的數(shù)據(jù)描述；在地理信息數(shù)據(jù)文本表達(dá)和SGML表達(dá)的基礎(chǔ)上提出了使用XML表達(dá)增量信息數(shù)據(jù)；基于XML的地理增量信息存儲(chǔ)，具有自我描述性、靈活性、獨(dú)立性、可擴(kuò)展性、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、良好跨平臺(tái)性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F17/30GK101561816SQ20091006228
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者遠(yuǎn) 萬, 申 應(yīng), 朱海紅, 霖 李, 王園園 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)