动态地理现象的数据组织与存储方法、装置与流程

文档序号:17662439发布日期:2019-05-15 22:28阅读:196来源:国知局

本发明属于地理时空数据的组织表达与存储技术领域,尤其涉及一种动态地理现象的数据组织与存储方法、装置。



背景技术:

动态地理现象是指地理世界中具有“产生-发展-消亡”特性的动态现象,比如台风、暴雨、海洋中尺度涡等。综合对地观测和众源数据获取技术为获取具有“产生-发展-消亡”特性的动态地理现象的高时空分辨率数据提供了技术支撑,为进一步分析和挖掘动态地理现象的时空格局及其演变提供了数据基础,但这需要有效的时空数据组织存储模型对动态地理现象的时空数据进行组织与存储。

地理时空数据组织存储模型经历了面向对象表达、面向对象变化、面向模拟事件序列以及面向地理过程这几个时空建模理论发展阶段,前三种建模理论由于缺乏对连续动态地理现象的演变关系的描述与刻画,而导致很难进一步分析地理对象实体的演变机制以及对地理对象实体的动态变化进行预测预报;对于上述的面向地理过程的建模理论,现有已开展的研究,在动态地理现象的地理过程对象与地理过程关系的概念逻辑表达及数据库物理存储方面做出了一定尝试,但仍旧存在以下问题:

1)对动态地理现象变化行为(也即动态地理现象的演变关系)的组织存储还停留在概念模型层面;

2)虽然一些研究尝试利用对象-关系数据库来存储地理对象实体的演变关系,但该存储方式需基于众多数据表进行地理对象实体的演变关系的相关数据存储,该存储特点导致动态地理现象的整体演变关系的数据存储结构较为散乱,未能实现动态地理现象整体演变关系的有机组织与统一存储,进而难以实现地理对象实体演变关系的深入分析,为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制带来了不便,尤其对于复杂的演变关系来说该问题更为凸显。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请的目的在于提供一种动态地理现象的数据组织与存储方法、装置,以克服现有技术在动态地理现象的数据组织与存储中存在的上述问题,更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持。

为此,本发明公开如下技术方案:

一种动态地理现象的数据组织与存储方法,包括:

建立动态地理现象的地理过程语义表达结构;

基于所述地理过程语义表达结构,建立动态地理现象的地理过程表达模型;所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型;

基于所述地理过程表达模型,建立动态地理现象的地理过程存储模型,并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据;所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型,所存储的动态地理现象的数据包括:地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。

上述方法,优选的,所述建立动态地理现象的地理过程语义表达结构,包括:

为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构;其中:

所述地理过程,用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性,包括动态地理现象的空间结构和属性的演变,由至少一个演变序列组成;

所述演变序列,用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列,由两个或以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成;

所述时刻状态,用于刻画动态地理现象在相应时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在相应时刻的空间分布。

上述方法,优选的:

所述时刻状态包括:产生状态、发展状态、合并状态、分裂状态、合并分裂状态及消亡状态;

所述时刻状态根据动态地理现象的地理对象的演变关系形成三种基本演变序列:产生序列、消亡序列及发展序列;所述基本演变序列根据所述演变关系形成复杂演变序列,各复杂演变序列构成动态地理现象的整个地理过程;

所述演变关系包括:合并关系、分裂关系、发展关系及分裂合并关系。

上述方法,优选的,所述基于所述地理过程语义表达结构,建立动态地理现象的地理过程表达模型,包括:

基于所述地理过程语义表达结构,构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架;所述地理过程基本表达框架包括四类节点:过程节点、序列节点、状态节点和连接节点,所述四类节点分别用于组织与存储地理过程、演变序列、时刻状态及剧烈变化的时刻状态的信息;所述过程节点处于所述地理过程层,所述序列节点及连接节点处于所述演变序列层,所述状态节点处于所述时刻状态层;

基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点、连接节点之间的包含关系,以及演变序列层内部的序列节点、连接节点的演变关系,构建过程图模型;

基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系,以及时刻状态层内部的状态节点之间的发展关系,构建序列图模型。

由所述过程图模型与所述序列图模型组成所述地理过程表达模型。

上述方法,优选的,所述基于所述地理过程表达模型,建立动态地理现象的地理过程存储模型,并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据,包括:

确定待存储的目标地理过程;

将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息,分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中,并针对每个节点存储输入该节点的边的标识信息以及该节点输出的边的标识信息;

将所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点间的包含关系或演变关系组织并存储于相应两个节点之间的边上,得到所述目标地理过程的地理过程存储模型;

按照所述地理过程存储模型,利用图数据库对所述目标地理过程的数据进行存储。

一种动态地理现象的数据组织与存储装置,包括:

语义结构建立单元,用于建立动态地理现象的地理过程语义表达结构;

图表达模型建立单元,用于基于所述地理过程语义表达结构,建立动态地理现象的地理过程表达模型;所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型;

存储单元,用于基于所述地理过程表达模型,建立动态地理现象的地理过程存储模型,并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据;所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型,所存储的动态地理现象的数据包括:地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。

上述装置,优选的,所述语义结构建立单元,具体用于:

为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构;其中:

所述地理过程,用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性,包括动态地理现象的空间结构和属性的演变,由至少一个演变序列组成;

所述演变序列,用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列,由两个或以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成;

所述时刻状态,用于刻画动态地理现象在相应时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在相应时刻的空间分布。

上述装置,优选的:

所述时刻状态包括:产生状态、发展状态、合并状态、分裂状态、合并分裂状态及消亡状态;

所述时刻状态根据动态地理现象的地理对象的演变关系形成三种基本演变序列:产生序列、消亡序列及发展序列;所述基本演变序列根据所述演变关系形成复杂演变序列,各复杂演变序列构成动态地理现象的整个地理过程;

所述演变关系包括:合并关系、分裂关系、发展关系及分裂合并关系。

上述装置,优选的,所述图表达模型建立单元,具体用于:

基于所述地理过程语义表达结构,构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架;所述地理过程基本表达框架包括四类节点:过程节点、序列节点、状态节点和连接节点,所述四类节点分别用于组织与存储地理过程、演变序列、时刻状态及剧烈变化的时刻状态的信息;所述过程节点处于所述地理过程层,所述序列节点及连接节点处于所述演变序列层,所述状态节点处于所述时刻状态层;

基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点、连接节点之间的包含关系,以及演变序列层内部的序列节点、连接节点的演变关系,构建过程图模型;

基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系,以及时刻状态层内部的状态节点之间的发展关系,构建序列图模型;

由所述过程图模型与所述序列图模型组成所述地理过程表达模型。

上述装置,优选的,所述存储单元,具体用于:

确定待存储的目标地理过程;

将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息,分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中,并针对每个节点存储输入该节点的边的标识信息以及该节点输出的边的标识信息;

将所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点间的包含关系或演变关系组织并存储于相应两个节点之间的边上,得到所述目标地理过程的地理过程存储模型;

按照所述地理过程存储模型,利用图数据库对所述目标地理过程的数据进行存储。

根据以上方案可知,本申请提供的动态地理现象的数据组织与存储方法、装置,通过依次建立动态地理现象的地理过程语义表达结构及图结构形式的地理过程表达模型、地理过程存储模型,最终实现了利用图数据库以图结构形式对动态地理现象的地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为(演变关系)信息进行有机组织与统一存储。由此可见,本申请实现了以图结构形式对引起对象变化的行为进行有效表达与存储,由于基于图结构形式的行为表达与存储方式能够从整体上统一、全面、直观、形象地反映动态地理现象的地理对象实体间的演变关系,因此可有效克服现有技术在动态地理现象的数据组织与存储中存在的上述问题,能够更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的动态地理现象的数据组织与存储方法的流程示意图;

图2是本申请实施例提供的一个基本地理过程的空间形态变化示意图;

图3是本申请实施例提供的一个基本地理过程随时间推移在空间上的移动与分布情况示意图;

图4是本申请实施例提供的三种基本演变序列的演变特征示意图;

图5是本申请实施例提供的动态地理现象的地理过程表达模型的建立流程示意图;

图6是本申请实施例提供的地理过程表达模型的两层图模型示意图;

图7是本申请实施例提供的基于地理过程存储模型并利用图数据库对地理过程进行存储的流程示意图;

图8是本申请实施例提供的地理过程存储模型的结构示意图;

图9是本申请实施例提供的动态地理现象的数据组织与存储装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为了克服现有技术在动态地理现象的数据组织与存储中存在的上述问题,更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持,本申请提供了一种动态地理现象的数据组织与存储方法、装置,以下将通过具体实施例对本申请的动态地理现象的数据组织与存储方法、装置进行详述阐述。

参考图1,为本申请实施例提供的动态地理现象的数据组织与存储方法的流程示意图,本实施例中,如图1所示,所述动态地理现象的数据组织与存储方法包括以下步骤:

步骤101、建立动态地理现象的地理过程语义表达结构。

动态地理现象是指地理世界中具有“产生-发展-消亡”特性的动态现象,比如台风、暴雨、海洋中尺度涡等,其是对地理对象(或称地理对象实体)、地理对象变化及引起对象变化的行为的综合性概括。

本申请对具有生消演变特性的动态地理现象进行抽象,并基于其产生、发展和消亡特性,采用“地理过程-演变序列-时刻状态”的地理过程语义结构对其进行描述。

从而,本步骤具体可以为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构。

以下分别对该语义结构中的地理过程、演变序列及时刻状态进行介绍:

1)地理过程

在该语义结构中,所述地理过程为动态地理现象的抽象化表示,用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性,包括动态地理现象的空间结构和属性的演变,由一个或多个演变序列组成。

其中,动态地理现象的空间结构演变,是指地理对象随时间推移,在空间形态、空间位置(分布)上的变化。进一步地,如图2所示,空间形态的变化具体是指地理对象在空间几何特征(如圆形度、矩形度、形状系数等)上的变化;如图3所示,空间位置(分布)的变化具体是指地理对象随时间推移在空间上的移动与分布情况。

动态地理现象的属性演变,是指随时间推移,地理对象要素(以暴雨现象为例,其地理对象要素可以是降雨量)的均值、最值或强度等的变化,如图2所示,颜色越浅表示地理对象要素的强度/均值/最值越小。

2)演变序列

所述语义结构中的演变序列,用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列,由两个或两个以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成。

所述演变特征,是指随时间推移地理对象空间结构和属性的变化特征;相似演变特征则是指相似的空间结构和属性特征。根据演变序列的空间结构和属性特征,可以将其分为产生、发展和消亡这三个基本演变序列,其中:

·产生序列:从地理过程产生的时刻状态开始,空间结构和属性特征逐渐增强的序列;

·消亡序列:以地理过程结束的时刻状态为终止,空间结构和属性特征逐渐减弱的序列;

·发展序列:在地理过程生命周期内,空间结构和属性特征具有相似性演变特征(持续增强、持续减弱或稳定不变)的连续时刻状态,起始时间不是地理过程的产生时刻,终止时间不是地理过程的结束时刻。

以下继续采用具体图示对上述的三种基本演变序列进行说明,参考图4,其中的序列(a)表示“产生序列”,在该序列中,t1时刻为地理过程的开始,从t1到t4时刻连续4个地理对象具有相似的空间结构(圆形度、矩形度等几何特征相似,空间位置邻近)及属性特征(要素均值/最值/强度等),且随着时间的推移持续增强(颜色越深代表属性值越大);该图中的序列(b)表示“消亡序列”,在该序列中,t10时刻为地理过程的结束,从t6到t10时刻连续5个地理对象具有相似的空间结构(圆形度、矩形度等几何特征相似,空间位置邻近)及属性特征(要素均值/最值/强度等),且随着时间的推移持续减弱(颜色越深代表属性值越大);该图中的序列(c)表示“发展序列”,该序列的起始/终止不是地理过程的开始/结束时刻,序列中的连续地理对象间具有相似的空间结构(圆形度、矩形度等几何特征相似,空间位置邻近)及属性特征(要素均值/最值/强度等),且随着时间的推移持续减弱、增强或稳定变化(颜色越深代表属性值越大)。

3)时刻状态

所述语义结构中的时刻状态,用于刻画动态地理现象在某时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在某时刻的空间分布。实际应用中,可以将t-1、t和t+1时刻所对应的连续三个时刻状态分别标识为st-1,st和st+1。

根据时刻状态在地理过程中的关系,可将其划分为以下的6种类型:

·产生状态:st-1不存在,st存在,st为产生状态;

·发展状态:st-1唯一存在,st存在,st+1唯一存在,st为发展状态;

·合并状态:两个或两个以上的st-1存在,st存在,st为合并状态;

·分裂状态:st存在,两个或两个以上的st+1存在,st为分裂状态;

·合并分裂状态:两个或两个以上的st-1存在,st存在,两个或两个以上的st+1存在,st为合并分裂状态;

·消亡状态:st存在,st+1不存在,st为消亡状态。

其中,时刻状态根据演变关系可形成上文所述的三种基本演变序列,所述基本演变序列根据演变关系又可以形成复杂演变序列,而各复杂演变序列可进一步构成动态地理现象的整个地理过程。根据前后时刻状态的变化特性,所述演变关系可归纳为以下四种:

·合并关系:前时刻状态为产生、发展或合并,后时刻状态为合并或合并分裂;

·分裂关系:前时刻状态为分裂或合并分裂,后时刻状态为发展、分裂或消亡;

·发展关系:前时刻状态为产生、发展或合并,后时刻状态为发展、分裂或消亡;

·分裂合并关系:前时刻状态为分裂或合并分裂,后时刻状态为合并或合并分裂。

步骤102、基于所述地理过程语义表达结构,建立动态地理现象的地理过程表达模型;所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型。

在为动态地理现象建立所述地理过程语义表达结构之后,可进一步基于所述地理过程语义表达结构,建立动态地理现象的地理过程表达模型。

参考图5示出的动态地理现象的地理过程表达模型的建立流程示意图,具体可通过以下的处理过程实现所述地理过程表达模型的构建:

步骤501、基于所述地理过程语义表达结构,构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架。

其中,包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的所述地理过程基本表达框架包括四类节点:过程节点、序列节点、状态节点和连接节点,所述过程节点处于所述地理过程层,所述序列节点及连接节点处于所述演变序列层,所述状态节点处于所述时刻状态层。

所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点,分别用于组织与存储地理过程、演变序列、时刻状态及剧烈变化的时刻状态的信息;具体地,所述过程节点用于作为序列节点和连接节点的父节点来存储完整的地理演变过程信息,包括地理演变过程所对应的空间、时间和属性信息;所述序列节点用于作为状态节点的父节点来存储具有相似性演变特征的序列信息,包括演变序列所对应的空间、时间和属性信息;所述连接节点对应剧烈变化的时刻状态,负责连接不同的演变序列,用于存储剧烈变化的时刻状态的空间、时间和属性信息;所述状态节点用于存储地理对象在时刻上的状态信息,包括地理对象在时刻上的空间、时间和属性信息。

步骤502、基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点、连接节点之间的包含关系,以及演变序列层内部的序列节点、连接节点的演变关系,构建过程图模型。

本申请具体利用两个节点之间的边来表示/承载两个节点之间的关系。其中,两个节点之间的关系可以分为包含关系及演变关系,具体地,对于上述的四类节点来说,过程节点与序列节点/连接节点之间的关系为包含关系,序列节点与连接节点之间以及不同的连接节点之间为演变关系,序列节点与状态节点之间为包含关系,同一演变序列的不同状态节点之间则为发展关系(属于演变关系中的一种)。从而,本申请中的“边”可以包括两类:用于表示包含关系的边以及用于表示演变关系(合并、分裂、发展、分裂合并)的边。

在此基础上,如图6所示,本步骤具体可基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点/连接节点之间的包含关系,在过程节点与序列节点之间以及过程节点与连接节点之间构建用于表示包含关系的边,在图6的示例中,该表示包含关系的边具体为从一个节点指向另一个被包含的节点的有向实线;相类似地,可基于演变序列层内部的序列节点与连接节点之间的演变关系或者不同连接节点之间的演变关系,在序列节点与连接节点之间或者不同的连接节点之间构建用于表示演变关系的边,如图6所示,在图6的示例中,该表示演变关系的边具体为从一个节点指向另一个被包含的节点的有向虚线。

通过在地理过程层以及演变序列层的节点之间构建用于表示包含关系的边以及构建用于表示演变关系的边,可得到动态地理现象的过程图模型,所构建的过程图模型具体可参考图6所示。

此处,需要说明的是,在实际实施本申请的方案时,所述用于表示包含关系的边以及用于表示演变关系的边的具体边形式可由技术人员自行设定,原则上只要能够将用于表示不同关系的边加以区分即可,本申请并不对其具体的边形式进行限定。

步骤503、基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系,以及时刻状态层内部的状态节点之间的发展关系,构建序列图模型。

相类似地,可进一步基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系,在相应的序列节点以及状态节点之间构建用于表示包含关系的边,基于时刻状态层内部相应状态节点之间的发展关系,在同一序列节点的不同状态节点之间构建用于表示发展关系的边,相对应地,可以得到动态地理现象的序列图模型,所构建的序列图模型同样可参考图6所示。

步骤504、由所述过程图模型与所述序列图模型组成所述地理过程表达模型。

在完成所述过程图模型与所述序列图模型的构建之后,可得到包括所述过程图模型与所述序列图模型的两层图表达模型,该两层图表达模型即为动态地理现象的地理过程表达模型,从而,本申请具体利用了地理过程的两层图表达模型来对动态地理现象进行表达。

在该地理过程表达模型中,所述序列图为所述过程图的子图,也即,过程图模型中的每一个序列节点都会进一步利用一个序列图模型进行表达。

步骤103、基于所述地理过程表达模型,建立动态地理现象的地理过程存储模型,并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据;所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型,所存储的动态地理现象的数据包括:地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。

具体地,参考图7,本步骤103可通过以下的处理过程实现对动态地理现象的数据进行存储:

步骤701、确定待存储的目标地理过程。

如上文所述,地理过程为动态地理现象的抽象化表示,用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性,从而,本步骤中,所述待存储的目标地理过程,相对应地,具体是对待进行数据组织与存储的目标动态地理现象的抽象化表示。

实际应用中,可从地理过程提取记录(包含过程记录文件、序列记录文件、状态记录文件、关系记录文件)所包含的过程记录文件中选取一个未处理的地理过程记录,并将该未处理的地理过程记录所对应的地理过程确定为待存储的目标地理过程。

示例性地,比如,可按序选择地理过程提取记录中的第一个地理过程记录所对应的地理过程作为所述目标地理过程等。

步骤702、将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息,分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中,并针对每个节点存储输入该节点的边的标识信息以及该节点输出的边的标识信息。

对于所确定出的目标地理过程,可将其地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息,分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中。

具体地,可将所选取的地理过程记录所对应的地理过程信息存储到过程节点中,过程节点作为序列节点和连接节点的父节点存储完整的地理演变过程信息,包括地理演变过程的空间、时间和属性信息;将序列记录中属于目标地理过程的序列信息存储到序列节点中,序列节点作为状态节点的父节点存储具有相似性演变特征的序列信息,包括序列的空间、时间和属性信息;将状态记录中属于目标地理过程的每一个时刻状态信息存储到连接节点和时刻状态节点中,其中,连接节点是剧烈变化的时刻状态,负责连接不同的演变序列,具体存储剧烈变化的时刻状态的空间、时间和属性信息,状态节点存储地理对象在时刻上的状态信息,具体包括地理对象在时刻上的空间、时间和属性信息。

除此之外,对于每一个节点,还可以存储一个或多个输入该节点的边的标识信息(nextedgeid),同时存储一个或多个从该节点输出的边的标识信息(preedgeid)。

其中,边的标识信息具体可以是边的id(identity,身份标识号码)。

步骤703、将所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点间的包含关系或演变关系组织并存储于相应两个节点之间的边上,得到所述目标地理过程的地理过程存储模型。

在将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息分别组织并存储于相应的节点之后,可进一步将所述目标地理过程的各节点间的关系存储到对应的边并对所存储的关系进行标识。

具体地,可将过程节点与序列节点/连接节点之间的包含关系存储到对应连接两节点的边;将序列节点与连接节点之间的发展、合并、分裂或合并分裂的演变关系存储到对应连接两节点的边;将序列节点和状态节点之间的包含关系存储到对应连接两节点的边;将状态节点之间的发展演变关系存储到对应连接两节点的边。

在将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息分别组织并存储于相应的节点,以及将所述目标地理过程的各节点间的关系存储到相应边的基础上,可得到所述目标地理过程的地理过程存储模型,示例性地,该地理过程存储模型的存储结构具体可参考图8所示。

步骤704、按照所述地理过程存储模型,利用图数据库对所述目标地理过程的数据进行存储。

在得到目标地理过程的地理过程存储模型后,可按照该地理过程存储模型,利用图数据库对所述目标地理过程的数据进行存储。

实际应用中,在完成对一个地理过程的时空数据存储后,还可以继续判断是否存在其他未存储的目标地理过程,若存在,则可以针对新确定出的目标地理过程按图7的步骤702-704继续对其进行时空数据的组织与存储处理,直至对待处理的地理过程全部处理完毕时结束。具体地,比如,可按序依次对地理过程提取记录中所包含的各个地理过程进行上述的时空数据组织与存储处理,直至针对其中的每个地理过程,均在图数据库中按其地理过程存储模型完成其时空数据的组织与存储时结束。

根据以上方案可知,本实施例提供的动态地理现象的数据组织与存储方法,通过依次建立动态地理现象的地理过程语义表达结构及图结构形式的地理过程表达模型、地理过程存储模型,最终实现了利用图数据库以图结构形式对动态地理现象的地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为(演变关系)信息进行有机组织与统一存储。由此可见,本申请实现了以图结构形式对引起对象变化的行为进行有效表达与存储,由于基于图结构形式的行为表达与存储方式能够从整体上统一、全面、直观、形象地反映动态地理现象的地理对象实体间的演变关系,因此可有效克服现有技术在动态地理现象的数据组织与存储中存在的上述问题,能够更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持。

对应于上述的动态地理现象的数据组织与存储方法,本申请还公开一种动态地理现象的数据组织与存储装置,参考图9示出的该装置的结构示意图,该装置可以包括:

语义结构建立单元901,用于建立动态地理现象的地理过程语义表达结构;

图表达模型建立单元902,用于基于所述地理过程语义表达结构,建立动态地理现象的地理过程表达模型;所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型;

存储单元903,用于基于所述地理过程表达模型,建立动态地理现象的地理过程存储模型,并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据;所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型,所存储的动态地理现象的数据包括:地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。

在本申请实施例的一实施方式中,所述语义结构建立单元901,具体用于:

为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构;其中:

所述地理过程,用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性,包括动态地理现象的空间结构和属性的演变,由至少一个演变序列组成;

所述演变序列,用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列,由两个或以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成;

所述时刻状态,用于刻画动态地理现象在相应时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在相应时刻的空间分布。

在本申请实施例的一实施方式中,所述时刻状态包括:产生状态、发展状态、合并状态、分裂状态、合并分裂状态及消亡状态;

所述时刻状态根据动态地理现象的地理对象的演变关系形成三种基本演变序列:产生序列、消亡序列及发展序列;所述基本演变序列根据所述演变关系形成复杂演变序列,各复杂演变序列构成动态地理现象的整个地理过程;

所述演变关系包括:合并关系、分裂关系、发展关系及分裂合并关系。

在本申请实施例的一实施方式中,所述图表达模型建立单元902,具体用于:

基于所述地理过程语义表达结构,构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架;所述地理过程基本表达框架包括四类节点:过程节点、序列节点、状态节点和连接节点,所述四类节点分别用于组织与存储地理过程、演变序列、时刻状态及剧烈变化的时刻状态的信息;所述过程节点处于所述地理过程层,所述序列节点及连接节点处于所述演变序列层,所述状态节点处于所述时刻状态层;

基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点、连接节点之间的包含关系,以及演变序列层内部的序列节点、连接节点的演变关系,构建过程图模型;

基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系,以及时刻状态层内部的状态节点之间的发展关系,构建序列图模型;

由所述过程图模型与所述序列图模型组成所述地理过程表达模型。

在本申请实施例的一实施方式中,所述存储单元903,具体用于:

确定待存储的目标地理过程;

将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息,分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中,并针对每个节点存储输入该节点的边的标识信息以及该节点输出的边的标识信息;

将所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点间的包含关系或演变关系组织并存储于相应两个节点之间的边上,得到所述目标地理过程的地理过程存储模型;

按照所述地理过程存储模型,利用图数据库对所述目标地理过程的数据进行存储。

对于本申请实施例公开的动态地理现象的数据组织与存储装置而言,由于其与上述实施例公开的动态地理现象的数据组织与存储方法相对应,所以描述的比较简单,相关相似之处请参见上述实施例中动态地理现象的数据组织与存储方法部分的说明即可,此处不再详述。

综上所述,本申请的动态地理现象的数据组织与存储方法、装置,针对动态地理现象,不仅实现了其地理对象的存储,而且实现了地理对象变化和引起对象变化行为的存储。相比于目前的时空建模与组织方法,本申请的动态地理现象的数据组织与存储方法、装置,实现了对引起对象变化行为(即地理对象间的演变关系)的表达与存储,能够更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持。

需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

为了描述的方便,描述以上系统或装置时以功能分为各种模块或单元分别描述。当然,在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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