专利名称：一种搜索空间信息系统的方法
技术领域：
本发明涉及一种搜索空间信息系统的方法及利用该方法查询空间信息的方法。
背景技术：
几十年来，规划、水利、地质、气象、测绘等业务部门已经积累了数以千兆的关于地球表面空间实体的数字信息，LANDSAT陆地卫星两个星期就可以将全球拍摄一遍，美国国家航空航天局(NASA)的“行星地球计划”每天可以产生1000GB的数据。然而这些原始数据的利用率非常低。
事实上，人类生活中的数据有80％的数据都和空间数据有关。因此，如何充分地利用这些空间信息日益成为一个重要问题。
目前借助于互联网制图技术(Web Mapping)，基于Internet的空间信息共享已经有了长足的进步。互联网上提供数字图象和地图数据等空间信息站点的数量与日俱增，所提供的空间数据的种类和数量也越来越多，从元数据(即用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及空间数据的其他特征的数据信息)到卫星图像、航空像片、地理基础图和专题图，几乎无所不包。随着空间信息网络应用的不断深入，人们可以在线访问到越来越多的空间信息。
但是由于空间信息具有海量性的特点，并且已经存在的网络空间信息系统之间也缺乏有机的联系，因而，目前没有一个单独的网络空间信息系统能够满足所有最终用户的空间信息查询需求。
另一方面，网络空间信息系统现有的查询方式往往都是基于经纬度地理位置，用户需要指定查询区域的经纬度范围才可以进行查询。对网络空间信息系统的研制者而言，这种方式很容易实现，但对用户而言这种查询方式过于专业化。绝大多数的情况下，用户仅仅能提供地名或者部分地名，不可能知道所查询区域对应的经纬度坐标。这种工作方式不能满足最终用户的查询需求。存在着对简便高效、能够与他们工作环境紧密结合的查询方式的需要。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述问题而做出。因而本发明的一个目的是提供一种在线搜索空间信息的方法，将每一个现存网络空间信息系统的描述信息自动地提取出来，并进一步基于这些描述信息维护一个逻辑上的索引结构，从而建立它们之间的有机联系。
为实现上述目的，本发明提供了一种搜索空间信息的方法，包括(1)搜索动态地址，并将搜索到的动态地址存入动态地址库；(2)对所述动态地址库中的地址进行分析，将其中存在动态空间信息系统的地址存入空间信息系统地址库。进一步，所述的方法还可包括(3)获取所述空间信息系统地址库中的地址的动态空间相同的参考信息，并根据所述参考信息建立空间信息索引。
所述步骤1)包括以下步骤1-1)从候选网页地址库中取出第一个地址，获取对应的网页；1-2)分析该网页的内容，如果该网页中含有指向其它网页的地址，则把其中每一个指向其他网页的URL地址提取出来，送入网页搜索器的候选网页地址库中；并将其中每一个指向动态网页的地址提取出来，送入动态地址库中；1-3)如果候选网页地址库中没有候选地址，则终止或暂停；否则从中取出下一个待分析的网页地址，转入步骤1-2)。
所述步骤2)包括以下步骤2-1)从动态地址库中取出第一个地址；2-2)测试该地址上是否存在动态空间信息系统；2-3)如果存在，就把该地址存入网络空间信息系统地址库；否则2-4)如果候选动态地址库中没有候选地址，则结束；否则从中取出下一个待分析的动态地址，返回步骤2-2)。
所述步骤3)包括以下步骤3-1)从上述的网络空间信息系统地址库中取出第一个地址；3-2)取出所述地址的空间信息系统的相关信息；3-3)把提取出的信息存入动态空间信息系统的参考信息库中，并按照其空间覆盖范围建立相应的索引机制；3-4)如果网络信息系统地址库中没有候选地址，则程序终止或暂停；否则从中取出下一个待分析的地址，转入步骤3-2)。
所述空间信息系统的相关信息为空间数据种类和/或覆盖范围和/或提供者信息。
本发明还提供了一种利用所述搜索空间信息的方法查询空间信息的方法，包括以下步骤7-1)客户端向服务器发送带有地名信息或空间位置信息的空间信息查询请求；7-2)服务器根据查询请求并利用所建立的索引确定能够满足用户的查询需求的网络空间信息系统；7-3)服务器将满足用户的查询需求的网络空间信息系统的描述信息和链接信息发送给客户端；7-4)客户端利用服务器返回的网络空间信息系统的服务描述信息和链接信息，建立与远程网络空间信息系统的链接。
上述方法优选地进一步包括服务器将候选信息返回到客户端，供用户准确指定查询信息的步骤。
当空间信息查询请求为带有地名信息或空间位置信息的空间信息查询请求时，所述步骤7-2)包括判断所述地名是否唯一的步骤，如果唯一，则定位到与该地名相应的空间位置；如果地名不唯一，则服务器首先把包含有该客户查询地名字符的所有候选地名返回到客户端，供用户准确指定查询地名；以及根据用户反馈的唯一地名，定位能够满足用户查询需求的网络空间信息系统。
当用户在字编辑软件或者浏览器的网页中选择了一个地名或者部分地名时，客户端自动地捕获用户的地名查询，向服务器发送查询请求。
通过本发明所提供的集成机制，物理上分散的没有任何联系的网络空间信息系统在逻辑上形成了一个完整的空间信息系统，并具有良好的可扩展性。从而可利用本发明所搜索的信息，支持最终用户利用全部或者部分的地名、特定行业的特定信息进行查询，满足用户对于在线空间信息的查询需求。
图1是本发明的一个实施例的搜索动态地址的流程图；图2是本发明的一个实施例的搜索存在动态空间信息系统的地址的流程图；图3是本发明的一个实施例的建立索引的流程图；图4、图5和图6本发明的一个实施例的索引维护示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图，详细描述本发明的优选实施方案。在本发明的优选实施方案中，包括以下三个步骤(1)搜索动态地址，并将搜索到的动态地址存入动态地址库；(2)对所述动态地址库进行分析，将其中存在动态空间信息系统的地址及所述动态空间系统的参考信息存入空间信息系统地址库；(3)根据所述参考信息建立空间信息索引。
在本发明的一个实施例中，对动态地址的搜索利用一个网页搜索器来完成)。如图1所示，为搜索动态地址，进行以下步骤1-1)从候选网页地址库中取出第一个地址，获取对应的网页；该第一个地址可以是由用户指定的一些经典的网页页面的地址，比如yahoo的一些分类目录网页；也可以是指定的一段IP地址范围；还可以就是一个网页或者IP地址作为起始网页或者起始地址。
1-2)分析该网页的内容，如果该网页中含有指向其它网页的地址，则把其中每一个指向其他网页的URL地址提取出来(即拷贝出来)，送入网页搜索器的候选网页地址库中；并将其中每一个指向动态网页的地址提取出来，送入动态地址库中；在本实施例中，将网页看作一串文本。网页搜索器获取网页后，按照字符搜索的方式，将网页中指向其他网页地址的文字提取出来，通过这样的方法对网页进行分析。
在本说明书中，指向一个静态的网络对象的地址，称为静态地址；反之都成为动态地址。这里静态的网络对象指不同用户所发出的请求都是相同的，它们所得到的内容也是相同的。如http://www.digitalearth.net.cn/5.jpg这个非常普通的网络地址就是一个静态地址的例子。它所指向的是一副图象。任何用户访问该图象，浏览器所发出的命令都是上述的字符串，而他们所得到的结果也都是一样的。动态的网络对象是指不同用户所发出的请求可以是不同的，它们所得到的内容也相应地有所不同。如http://www.(digitalearth.net.cn/sanples.asp？para1＝***&para2＝***这个地址就是一个动态地址。在这个例子中，不同的用户可以通过把其中的***符号替换成不同的具体内容，从而生成一个具体的请求，这样相应的，从服务器端得到的响应结果也不同。
分析表明，动态网络空间信息系统在网络上的地址一定是动态地址；反之不一定成立。据此，可以把网络地址的搜索范围缩小为动态地址。这样可以提高搜索的效率。
1-3)如果候选网页地址库中没有候选地址，则程序终止或暂停；否则从中取出下一个待分析的网页地址，返回步骤1-2)；如图2所示，根据本发明的一个实施例，搜索存在动态空间信息系统的地址由以下步骤完成2-1)从上述动态地址库中取出第一个地址；2-2)根据动态网络空间信息系统的规范(开放地理信息协会OpenGIS所指定的网络制图规范，网络对象规范)，测试该地址上是否存在动态空间信息系统；即根据规范的要求，主动地发出HTTP请求，通过查看返回的结果，是否符合规范要求的结果；如果是，说明该地址对应于一个动态空间信息系统。
2-3)如果测试结果表明存在动态空间信息系统，就把该地址及该地址指向的动态空间信息系统的相关信息存入网络空间信息系统地址库；根据动态网络空间信息系统的规范，取出该空间信息系统的相关信息。在本发明的优选实施例中，通过发送规范所规定的getcapabilities的http请求，具体地为http://www.somecites.com/demo.asp？request＝getcapabilities该请求返回的就是一个xml格式编码的文本文件，格式应该遵循规范的具体要求，取出该空间信息系统的相关信息。相关信息就是该信息系统对自己所提供的空间信息的说明性信息。举例数字北京网站(www.digitalbeijing.gov.cn)，提供了北京市范围的电子地图，包括宾馆，学校，医院等机构的位置。为此，该网站作为一个网络空间信息系统，提供了描述信息，描述了所提供的电子地图的覆盖区域，包括哪些类型信息，地图的出版者，出版年份等描述性信息。这些描述信息的作用在于提请用户注意该网络空间信息系统所能够提供的内容，从而支持用户的更加针对性的查找过程。
典型地，所述的相关的信息包括该信息系统所能够提供的空间数据种类、覆盖范围、提供者信息等。其中，空间数据种类是指静态图象还是坐标数据，覆盖范围是指在经纬度坐标体系下，覆盖的区域的经度范围和纬度范围。
如果测试的结果表明不存在动态空间信息系统，则2-4)如果候选动态地址库中没有候选地址，则结束；否则从中取出下一个待分析的动态地址，返回步骤2-2)；上述步骤可由地址分析器完成。
如图3所示，在本发明的一个实施例中，建立索引由以下的步骤完成3-1)从上述的网络空间信息系统地址库中取出第一个地址；3-2)根据该地址取得相对应的所述空间信息系统的空间覆盖范围；3-3)按照空间覆盖范围组织并维护相应的索引机制；在本实施例中，所述索引机制为R树索引的机制。
R树是一种公开的索引策略。这是一种二维的索引，它建立了一种对平面上的独立分布的若干个矩形的索引。基于这个索引，R树索引能够迅速响应一些典型的与空间位置有关的查询，例如哪些矩形包含了一个指定的点以及哪些矩形与一个指定的矩形相交等。
图4、图5和图6解释了索引维护。图4中有ABC三个矩形区域，它们分别代表三个动态空间信息系统所提供的空间信息的覆盖范围。对于这个布局，系统将根据公开的R树规范，建立相应的索引结构。
随着搜索的进行，可能在某一个时刻，索引系统通过核查，发现对应于C区域的动态空间信息系统不能正常运行，访问不了，于是索引系统就需要去除该动态空间信息系统，相应的，C区域作为一个索引的对象也要从索引结构中去除。图4和图5显然是两种布局，这就意味着，索引系统需要重新创建相应的索引结构。
另一种可能是随着搜索的进行，搜索系统又发现了新的网络空间信息系统。这时候，搜索系统就需要把它覆盖范围信息提取出来，如D所示，索引系统就需要维护图6所示的四个索引对象了。
这种由于动态空间信息系统的变化，导致由它们所对应的空间范围矩形的变化，显然需要相应的索引结构的变化，这种变化的过程就是索引维护。
3-4)如果网络信息系统地址库中没有候选地址，则程序终止或暂停；否则从中取出下一个待分析的地址，返回步骤3-2)。
在上述的说明中，应注意，所述的动态地址库、空间信息系统地址库可以是数据库、也可以是文本文件等形式，只要其可以保存相关的信息即可。
本发明还提供了一种查询空间信息的方法，包括以下步骤1)客户端向服务器发送空间信息查询请求。
该信息查询方式有两种地名查询、位置查询。地名查询指提交中文地名或者部分中文地名；位置查询指提交感兴趣区域的地理位置，优选地为经纬度。
优选地，当用户在Word中或者浏览器的网页中选择了一个地名或者部分地名时，客户端可以自动地捕获用户的地名查询，向服务器发送查询请求。
例如http://127.0.0.199987 Querystr＝***其中，127.0.0.1代表服务器的地址；9998代表服务器所监听的端口号；***代表客户端所选择的文字。
2)服务器对查询请求进行处理根据客户查询的不同方式，服务器根据相应的地名库或者索引机制来确定能够满足用户本次查询请求的候选结果。索引机制是一种根据空间范围的索引。地名库是预先维护好的，把地名转化到其对应的空间位置上，用于支持地名查询；地名查询会把用户的查询地名确定下来后，找到该地名所对应的空间位置；而后根据前述的索引机制继续找到符合要求的结果，具体地当客户查询为位置查询时，服务器根据其维护的索引机制，确定(哪些网络空间信息系统能够满足用户的查询需求。即如果一个网络空间信息系统所提供的空间信息的覆盖范围能够包括用户位置查询所提交的空间范围，即为候选对象。而后服务器负责把这些网络空间信息系统的描述信息发送给客户端；根据这些描述信息，用户从这些候选的结果中选定其满意的系统。
当客户查询为地名查询时，服务器首先根据地名库(在地名库中，地名与空间位置交叉参照)，判断当前地名是否唯一，如果唯一，则根据地名库定位到其相应的空间位置，而后的步骤等同于上述的位置查询；如果地名不唯一，则服务器首先把包含有该客户查询地名字符的所有候选地名返回到客户端，供用户准确指定查询地名；待得到用户反馈后，根据该唯一地名，定位到相应的空间位置，接下来的步骤与上述的位置查询中的步骤相同。
3)服务器回送候选结果。
经过以上步骤，服务器得到了客户感兴趣的唯一的网络空间信息系统；接下来，服务器把该网络空间信息系统的服务描述信息和链接信息发送到客户端。这些信息可包括该网络空间信息系统的URL地址，遵循的OpenGIS空间信息发布标准的版本号码等。
其格式为一般形式为MatchedNum＝*&URL1＝*****&Version＝****，例如MatchedNum＝1&URL1＝www.w3.com&Version＝1.1.0再如MatchedNum＝2&URL1＝www.w3.com&Version＝1.1.0&URL2＝www.ic3.
com&Version＝1.1.14)客户端利用服务器返回的网络空间信息系统的服务描述信息和链接信息，启动实时链接模块，建立与远程第三方网络空间信息系统的链接；进行初始化以及后续的空间信息查询操作，这样就可以满足客户的初始以及后续的空间信息查询请求。
此外，客户端能够响应Windows平台上“复制”消息，从而大大简化了地名输入的步骤；通过简单的复制和粘贴操作，得到的地形信息还可以进一步集成到Word文档中。
本发明可以使用扩充中间件模块的方法提供面向特定行业的空间信息查询解决方案，例如，在面向公交行业的系统中，服务器就可以返回经过该区域的公交车号；在面向水利行业的系统中，服务器就可以返回该区域内的所有水利有关的业务单位。这种方式非常适用于公交、水利、国土、公安、消防、房产等行业。
中间件指一种介于软件平台和最终应用之间的程序模块。从功能上讲，最终应用的功能实现依赖于中间件，因此，通过动态地改变中间件模块，就可以改变最终应用的程序逻辑，从而实现一种动态的应用框架。在Windows平台中，可以由通用的编程工具，编写windows平台上Com组件，新的组件只需要实现本发明定义的函数接口，就可以与本发明的服务器端完整的集成在一起。
通过以上的描述，可知本发明至少具有以下的有益效果1.以前查不到的空间信息数据，现在可以查到了。原因在于本发明提供了一种自动搜索在线信息的能力。2.以前不容易查到的数据，现在可以更方便地查到了。原因在于本发明提供了以地名为向导的查询方式。
以上所述只是本发明的优选实施例，不是对本发明的限制。所有根据本发明的说明书和附图所作的等效变化，直接或间接运用在其它相关的技术领域，都涵盖在本发明的专利权利要求范围内。
权利要求
1.一种搜索空间信息系统的方法，包括(1)从网页中搜索动态地址，并将搜索到的动态地址存入动态地址库；(2)对所述动态地址库中的地址进行分析，将其中存在动态空间信息系统的地址及所述动态空间系统的相关信息存入空间信息系统地址库。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括(3)根据所述动态空间系统的相关信息建立空间信息索引。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下步骤(1-1)从候选网页地址库中取出第一个地址，获取对应的网页；(1-2)分析该网页的内容，如果该网页中含有指向其它网页的地址，则把其中每一个指向其他网页的URL地址提取出来，送入网页搜索器的候选网页地址库中；并将其中每一个指向动态网页的地址提取出来，送入动态地址库中；(1-3)如果候选网页地址库中没有候选地址，则终止或暂停；否则从中取出下一个待分析的网页地址，返回步骤1-2)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤(2-1)从动态地址库中取出第一个地址作为待分析地址；(2-2)测试所述待分析地址上是否存在动态空间信息系统；(2-3)如果测试结果表明存在所述动态空间信息系统，则把所述地址及所述所述动态空间信息系统的相关信息存入网络空间信息系统地址库；否则(2-4)如果候选动态地址库中没有候选地址，则结束；否则从中取出下一个待分析的动态地址，返回步骤(2-2)。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下步骤(3-1)从所述的网络空间信息系统地址库中取出第一个地址；(3-2)取出与所述地址对应的所述空间信息系统中的相关信息；(3-3)按照其空间覆盖范围建立相应的索引机制；(3-4)如果网络信息系统地址库中没有候选地址，则程序终止或暂停；否则从中取出下一个待分析的地址，返回步骤(3-2)。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空间信息系统的相关信息为空间数据种类和/或覆盖范围和/或提供者信息。
7.一种利用权利要求2所述的方法查询空间信息的方法，包括以下步骤(7-1)客户端向服务器发送带有地名信息或空间位置信息的空间信息查询请求；(7-2)服务器根据查询请求并利用所建立的索引确定能够满足用户的查询需求的网络空间信息系统；(7-3)服务器将满足用户的查询需求的网络空间信息系统的描述信息和链接信息发送给客户端；(7-4)客户端利用服务器返回的网络空间信息系统的服务描述信息和链接信息，建立与远程网络空间信息系统的链接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(7-2)之后，步骤(7-3)之前进一步包括服务器将候选信息返回到客户端，供用户指定查询信息的步骤。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当空间信息查询请求为带有地名信息的空间信息查询请求时，所述步骤(7-2)包括判断所述地名是否唯一的步骤，如果唯一，则定位到与该地名相应的空间位置；如果地名不唯一，则服务器首先把包含有该客户查询地名字符的所有候选地名返回到客户端，供用户准确指定查询地名；以及根据用户反馈的唯一地名，定位能够满足用户查询需求的网络空间信息系统。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(7-1)包括当用户在字编辑软件或者浏览器的网页中选择了一个地名或者部分地名时，客户端自动地捕获用户的地名查询，向服务器发送查询请求。
全文摘要
本发明公开了一种搜索空间信息系统的方法以及利用该方法的空间信息查询方法，所述搜索空间信息系统的方法包括(1)从网页中搜索动态地址，并将搜索到的动态地址存入动态地址库；(2)对所述动态地址库中的地址进行分析，将其中存在动态空间信息系统的地址存入空间信息系统地址库。(3)获取所述空间信息系统地址库中的地址的动态空间相同的参考信息，并根据所述参考信息建立空间信息索引。通过本发明所提供的方法，物理上分散的没有任何联系的网络空间信息系统在逻辑上形成了一个完整的空间信息系统，并具有良好的可扩展性，可方便地进行各种查询。
文档编号G06F17/30GK1691011SQ20041003398
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月22日 优先权日2004年4月22日
发明者杨崇俊, 白予琦 申请人:北京中遥地网信息技术有限公司