專利名稱：一種時(shí)態(tài)gis數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型GIS空間對(duì)象的全生命周期管理和歷史關(guān)系展現(xiàn)，以動(dòng)畫(huà)播放的形式描述GIS空間對(duì)象時(shí)態(tài)變化過(guò)程，并直觀展示其歷史演變關(guān)系，適用于時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)。
背景技術(shù)：
隨著GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和人類需求的不斷增加，時(shí)態(tài)GIS越來(lái)越多地受到業(yè)界的關(guān)注[1]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了探索和研究，提出多種不同的時(shí)空數(shù)據(jù)模型:序列快照模型、基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型、時(shí)空復(fù)合模型、非第一范式時(shí)空數(shù)據(jù)模型、基于事件的時(shí)空數(shù)據(jù)模型等[2]。其中基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型的特征是按事先設(shè)定的時(shí)間間隔采樣，只儲(chǔ)存某個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài)(稱基態(tài))和相對(duì)于基態(tài)的變化量[3]。該時(shí)空數(shù)據(jù)模型直接記錄和維護(hù)單個(gè)空間對(duì)象及拓?fù)湫畔⒌淖兓淮鎯?chǔ)每個(gè)狀態(tài)的全部信息[4]，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余少、表達(dá)地物變化充分、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，得到了較為廣泛的關(guān)注和應(yīng)用?；鶓B(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型能提高時(shí)態(tài)分辨率，并減少數(shù)據(jù)冗余量，但在歷史動(dòng)態(tài)變化頻繁的情況下，就凸現(xiàn)出歷史回溯效率低下的缺點(diǎn)[5]。目前對(duì)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型的改進(jìn)，重點(diǎn)是解決整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)，相對(duì)于基態(tài)的某一時(shí)刻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索問(wèn)題[1-5]，忽略了個(gè)體空間對(duì)象的演變過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于個(gè)體空間對(duì)象的全生命周期歷史關(guān)系管理和回溯，比整個(gè)區(qū)域某一時(shí)刻數(shù)據(jù)狀態(tài)的檢索更具應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn):
[1]程昌秀，周成虎，陸鋒.對(duì)象關(guān)系型GIS中改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)，2003，8 (6):697-702.[2]劉睿，周曉光.一種基于動(dòng)態(tài)基態(tài)方法的時(shí)空數(shù)據(jù)模型擴(kuò)展[J].測(cè)繪通報(bào)，2008，
(6):50-53.[3]張保鋼，朱重光，王潤(rùn)生.改進(jìn)的時(shí)空數(shù)據(jù)基態(tài)修正方法[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2005，34(3):252-256.[4]劉仁義，劉楠.基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型的擴(kuò)展及在土地產(chǎn)權(quán)產(chǎn)籍系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2001，30 (2) =168-172.[5]張豐，劉仁義，劉楠.基于動(dòng)態(tài)多級(jí)基態(tài)的修正模型的TGIS研究[J].中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào),2004,9(11):1369-1375.

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方式，設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)GIS播放器，以動(dòng)畫(huà)形式描述GIS空間對(duì)象的變化過(guò)程，并直觀展示其歷史演變關(guān)系，解決GIS空間數(shù)據(jù)在頻繁動(dòng)態(tài)變化下的歷史關(guān)系檢索效率和展示問(wèn)題。技術(shù)方案 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
(1)以改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型進(jìn)行時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
(2)通過(guò)變更記錄表記載GIS空間對(duì)象的變更關(guān)系；
(3)使用算法查詢變更記錄表，構(gòu)建樹(shù)狀歷史關(guān)系；
(4)以時(shí)態(tài)GIS播放器的表現(xiàn)方式，展示GIS空間對(duì)象的演變關(guān)系。步驟(I)中所述的改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型是指，以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)作為基態(tài)的起始狀態(tài)，每次發(fā)生變更后，對(duì)現(xiàn)狀庫(kù)進(jìn)行基態(tài)修正，變化部分以增量的形式存儲(chǔ)到歷史庫(kù)中。步驟(2)中所述的變更記錄表是指,利用變更記錄表連接現(xiàn)狀庫(kù)和歷史庫(kù),記錄和描述最小顆粒單元的演變情況和變化關(guān)系。在變更記錄表中設(shè)計(jì)變更編號(hào)字段，每個(gè)變更編號(hào)表示最小顆粒單元的一次變更過(guò)程，同時(shí)記錄變更前后的空間對(duì)象編號(hào)、變更時(shí)間及變更類型等信息。為保證數(shù)據(jù)的唯一性，現(xiàn)狀庫(kù)和歷史庫(kù)中的每個(gè)空間對(duì)象都具有全局唯一的編號(hào)。步驟(3)中所述的構(gòu)建樹(shù)狀歷史關(guān)系包含獲取初始狀態(tài)空間對(duì)象和構(gòu)建歷史關(guān)系有向樹(shù)兩個(gè)部分。步驟(4)中所述的時(shí)態(tài)GIS播放器是指，將時(shí)態(tài)GIS的回溯表達(dá)和視頻播放原理相結(jié)合，設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)GIS播放器，以動(dòng)畫(huà)形式表達(dá)空間對(duì)象生命周期的變化過(guò)程。時(shí)態(tài)GIS播放器的實(shí)現(xiàn)，是以單個(gè)空間對(duì)象回溯生成的有向樹(shù)為基礎(chǔ)，在樹(shù)的節(jié)點(diǎn)中加入時(shí)間信息，每個(gè)不同的變更時(shí)間表示一次變更過(guò)程，對(duì)應(yīng)播放器中的一幀場(chǎng)景。有益效果
使用本發(fā)明可以解決GIS空間數(shù)據(jù)在頻繁動(dòng)態(tài)變化下的歷史關(guān)系檢索效率和展示問(wèn)題，以GIS空間對(duì)象的全生命周期管理為主線，將時(shí)態(tài)GIS的回溯表達(dá)和視頻播放原理相結(jié)合，以動(dòng)畫(huà)形式表達(dá)空間對(duì)象生命周期的演變過(guò)程，直觀地描述GIS空間對(duì)象的歷史關(guān)系。


圖1是一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示的流程進(jìn)行，通過(guò)變更記錄表記載空間對(duì)象的變化關(guān)系，并連接現(xiàn)狀庫(kù)和歷史庫(kù)。單個(gè)空間對(duì)象歷史回溯的操作方法是先獲取需要查詢的現(xiàn)狀空間對(duì)象，回溯得到其初始狀態(tài)的空間對(duì)象，以初始狀態(tài)空間對(duì)象作為根節(jié)點(diǎn)，通過(guò)前序遍歷，遞歸構(gòu)建和初始狀態(tài)空間對(duì)象相關(guān)的所有子節(jié)點(diǎn)，建立單個(gè)空間對(duì)象回溯的樹(shù)狀歷史關(guān)系。其中獲取初始狀態(tài)空間對(duì)象是根據(jù)需回溯歷史關(guān)系的現(xiàn)狀編號(hào)，在變更記錄表中匹配現(xiàn)狀編號(hào)字段值，得到所匹配記錄的歷史編號(hào)，再利用獲得的歷史編號(hào)和變更記錄表中的現(xiàn)狀編號(hào)字段值匹配，直到歷史編號(hào)為空或沒(méi)有記錄匹配，通過(guò)該過(guò)程逆時(shí)間軸回溯獲取最初始狀態(tài)空間對(duì)象。獲得初始狀態(tài)空間對(duì)象后，逐一根據(jù)初始狀態(tài)編號(hào)，在變更記錄表中匹配歷史編號(hào)字段值，得到匹配記錄的現(xiàn)狀編號(hào)后，將現(xiàn)狀空間對(duì)象創(chuàng)建為父節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。再以子節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)，利用獲得的現(xiàn)狀編號(hào)和變更記錄表中的歷史編號(hào)字段值匹配，直到現(xiàn)狀編號(hào)為空或沒(méi)有記錄匹配，通過(guò)該過(guò)程順時(shí)間軸構(gòu)建歷史關(guān)系樹(shù)。
時(shí)態(tài)GIS播放器的界面，包含了播放控制、時(shí)間軸、基礎(chǔ)GIS操作功能和圖形顯示窗口等部分。播放控制部分具有播放、暫停、快進(jìn)、回退等播放器的基本功能特征，播放的每一幀表示空間對(duì)象的一次變更過(guò)程。時(shí)間軸記錄了回溯空間對(duì)象發(fā)生變更的次數(shù)以及變更時(shí)間，在播放過(guò)程中按變更時(shí)間進(jìn)行排序，逐一顯示每次變化過(guò)程中相關(guān)空間對(duì)象的圖形信息，通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間軸也可實(shí)現(xiàn)播放器的快進(jìn)和回退功能?；A(chǔ)GIS操作部分包含了圖形的放大、縮小、漫游、信息查詢等功能。圖形顯示窗口為GIS空間對(duì)象圖形信息的顯示區(qū)域，根據(jù)空間對(duì)象的坐標(biāo)信息，在圖形顯示窗口繪制時(shí)間軸所對(duì)應(yīng)狀態(tài)的空間對(duì)象圖形信息。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟， (1)以改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型進(jìn)行時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)； (2)通過(guò)變更記錄表記載GIS空間對(duì)象的變更關(guān)系； (3)使用算法查詢變更記錄表，構(gòu)建樹(shù)狀歷史關(guān)系； (4)以時(shí)態(tài)GIS播放器的表現(xiàn)方式，展示GIS空間對(duì)象的演變關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(O中所述的改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型是指，以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)作為基態(tài)的起始狀態(tài)，每次發(fā)生變更后，對(duì)現(xiàn)狀庫(kù)進(jìn)行基態(tài)修正，變化部分以增量的形式存儲(chǔ)到歷史庫(kù)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(2)中所述的變更記錄表是指，利用變更記錄表連接現(xiàn)狀庫(kù)和歷史庫(kù)，記錄和描述最小顆粒單元的演變情況和變化關(guān)系；在變更記錄表中設(shè)計(jì)變更編號(hào)字段，每個(gè)變更編號(hào)表示最小顆粒單元的一次變更過(guò)程，同時(shí)記錄變更前后的空間對(duì)象編號(hào)、變更時(shí)間及變更類型等信息；為保證數(shù)據(jù)的唯一性，現(xiàn)狀庫(kù)和歷史庫(kù)中的每個(gè)空間對(duì)象都具有全局唯一的編號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(3)中所述的構(gòu)建樹(shù)狀歷史關(guān)系包含獲取初始狀態(tài)空間對(duì)象和構(gòu)建歷史關(guān)系有向樹(shù)兩個(gè)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(4)中所述的時(shí)態(tài)GIS播放器是指，將時(shí)態(tài)GIS的回溯表達(dá)和視頻播放原理相結(jié)合，設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)GIS播放器，以動(dòng)畫(huà)形式表達(dá)空間對(duì)象生命周期的變化過(guò)程；時(shí)態(tài)GIS播放器的實(shí)現(xiàn)，是以單個(gè)空間對(duì)象回溯生成的有向樹(shù)為基礎(chǔ)，在樹(shù)的節(jié)點(diǎn)中加入時(shí)間信息，每個(gè)不同的變更時(shí)間表不一次變更過(guò)程，對(duì)應(yīng)播放器中的一巾貞場(chǎng)景。
全文摘要
一種時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)管理和展現(xiàn)方法，包括以下步驟，(1)以改進(jìn)基態(tài)修正時(shí)空數(shù)據(jù)模型進(jìn)行時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；(2)通過(guò)變更記錄表記載GIS空間對(duì)象的變更關(guān)系；(3)使用算法查詢變更記錄表，構(gòu)建樹(shù)狀歷史關(guān)系；(4)以時(shí)態(tài)GIS播放器的表現(xiàn)方式，展示GIS空間對(duì)象的演變關(guān)系。本發(fā)明可以解決GIS空間數(shù)據(jù)在頻繁動(dòng)態(tài)變化下的歷史關(guān)系檢索效率和展示問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06F17/30GK103150366SQ201310071570
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者王履華, 孫在宏, 吳長(zhǎng)彬, 吉波, 狄曉濤, 高權(quán)忠 申請(qǐng)人:南京國(guó)圖信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司