专利名称：地理xml数据库管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种XML数据库管理系统以及用于提供地理信息的数据库。
背景技术：
对于许多技术应用而言，地理数据日益重要。例如，诸如街道、铁路、 输水管道和电网之类的基础设施网络的规划经常涉及地理学问题。
越来越多的信息技术被使用以产生可用形式的地理学数据，其远远超越 了简单地图的能力。地理信息系统(GIS)允许将信息属性链接到定位数据， 例如将人链接到地址，将建筑链接到一块地或者网络内的街道。将可用的地 理信息提供在允许对数据进行单独处理的若干层以及示出各层之间关系的完 整视图中。
用于存储地理信息的通用数据格式是所谓的形文件(shape file)，其由 Redlands, California的ESRI公司开发。形文件将非拓扑几何形状和属性信息 存储在通用数据集中。针对一个特征定义空间特征的几何形状被存储为包括 一组矢量坐标的形状。属性信息通常被存储为文本信息。
形文件可以支持点、线和面特征。面特征被表示为闭环、双重数字化 (double-digitized)多边形。属性被保存在犯八5￡@格式文件中。每个属性记录
与相关形状记录具有一对一的关系。
ESRI形文件由主文件、索引文件和dBASE表格组成。主文件是一种可直 接访问、可变记录长度文件，其中每个记录利用形状的顶点列表来描述形 状。在索引文件中，每个记录包含距主文件起点的相应主文件记录的偏移 量。dBASE表格包含具有每个特征一个记录的特征属性。几何形状和属性之 间的一对一关系是基于记录号的。dBASE文件中的属性记录必须与主文件中 的记录具有相同的顺序。作为一个示例，形文件可以被用来在地理上反映某 一国家，其中，国家或州的形状反映在主文件和索引文件中，而有关该国家 的附加信息属性存储在dBASE表格中的一个或多个属性中。
3为了使得形文件所包含的信息可为用户访问或用于进一步的处理步骤， 必须将其转换成不同的数据格式。可以利用 一些转换工具来将地理数据转换
为类似于GML和KML的XML格式，所述GML描述了几何形状本身，而 KML描述了如何显示它们。然而，单独转换成某一文件格式是不足以辅助使 用形文件的。还需要在多个其他形文件中对某一形文件进行有效检索。
所以本发明的一个方面在于，基于所述技术问题，辅助对几何数据，特 别是形状文件的检索和管理，以使得在所述文件中存储的几何信息很容易被 用户访问或用于进一步的处理步骤。
发明内容
在本发明的一个方面中，通过根据权利要求1的用于提供地理信息的 XML数据库管理系统来解决该问题。在一个实施例中，XML数据库管理系统 包括装入程序，该装入程序能够根据预定义的XML模式将地理空间数据文 档特别是形文件转换成XML文档，其中，预定义的XML模式定义了将被存 储在XML文档的单个XML节点中的非拓扑几何形状和属性；以及XQueiy能 力，该XQueiy能力使得用户能够基于XML文档的一个或多个属性而对其进 行检索。
本发明基于以下认识如果地理空间数据文档所转换成的XML文档遵循 一 XML模式，该XML模式定义了地理空间信息和相关属性一起被存储在单 个节点中，则XML数据库系统将能够用于有效存储和检索地理信息。因此， 可以基于属性的值执行XQuery査找，其中该查找不仅提供属性而且提供整个 地理空间文档。优选的是，XML数据库管理系统还包括用于以可伸縮矢量图 形(SVG)格式和/或KML格式和/或作为形文件来输出XML文档的输出能 力，以使得任意被检索到的地理空间文档可以立即被显示或被进一步处理。
在一个实施例中，基于用户输入定义了用于装入程序的XML模式。因 此，用户能够定义地理空间文档如何被转换成一般的XML文档，这又将影响 利用XQuery可以如何查找所存储的文档。
根据另一方面，本发明涉及一种提供地理信息的方法，该方法包括以下 步骤根据预定义的XML模式将地理空间数据文档特别是形文件转换成 XML文档，其中，预定义的XML模式定义了将被存储在单个XML节点中的地理空间数据和属性；以及基于一个或多个属性执行XQueiy以检索XML文 档。该方法还包括以下步骤以可伸縮矢量图形(SVG)格式和减KML格式 和/或作为形文件来输出XML文档。
最后，本发明涉及一种XML数据库，其包括以上描述的任意XML数据 库管理系统，以及涉及一种计算机程序，其包括适于执行以上所述方法的指 令。
以下将参考附图进一步描述本发明的实施例，在附图中
图1:示意性图示出了根据本发明的方法的实施例的流程图2:具有在单个XML节点中存储的地理信息和属性信息的XML文档
的示意性表示；以及
图3:用于基于施加在属性上的条件对图2的XML文档进行检索的
XQuery的示例。
具体实施例方式
下面描述本发明方法的示例性实施例。将能理解的是以下所描述的功
能能够以多种可选方式来实施，例如在用于单个XML数据库的管理系统中、 在具有集成存储器或外部存储器的多个XML数据库的分布式布置中，等等。
数据库管理系统能够紧密地与数据库本身集成或者被单独提供。对于本发明
而言，所述实现方式的细节并不是必要的。
图1提供了描述以下处理的示例性步骤的示意性流程图，所述处理用于 将地理空间数据存储在XML数据库中并且使用XQuery来检索所存储的数 据。如步骤1所示，数据可以作为各种文件格式的输入而被提供，所述各种 文件格式例如是具有扩展名.shp， .shx和.dbf的形文件。其他合适的文件格式 也是可能用作输入的。
在步骤2，根据给定的XML模式(schema)，通过海量装入程序(mass loader)(未示出)将地理数据转换成XML文档。取决于某组地理空间数据 的结构，特别是形文件的.dbf文件所包含的各种属性，可以使用适合的XML模式。此外，预定义的XML模式也将影响以后如何能够从XML数据库中检 索指定集的地理空间数据。
转换之后，在步骤3，所产生的XML文档以与任何其它XML文档相同 的方式被存储到XML数据库中。名为"Tamino"的从申请人处可获得的数据 库是适合于执行步骤3的XML数据库的一个示例。
在目前优选的实施例中，预定义的XML模式是特定于Tamino的XML模 式。因此，将继承Tamino中的XML模式的以下优点
-Tamino定义了具有各自名称的属于给定集合的文档类型 ("doctypes")，并且指定它们是否允许存储XML或非XML文档。
-在将该文档存储在Tamino内的同时，模式确保在该模式中定义的 doctype中所存储的每个实例相对于该模式是有效的。
-Tamino例如将索引或校对(collation)选项与在所述模式中定义的元素和 属性相关联。这些选项对于性能和排序问题是很重要的。
-Tamino将映射信息与元素和属性相关联。该特征允许指定他们是本地存 储在Tamino中还是(经由X-Tension)存储在外部数据存储器，例如Adabas 或SQL数据库中。在査询时，从外部数据库中检索这些元素和属性。
-Tamino允许指定触发功能，当文档被插入到Tamino数据存储器或从 Tamino数据存储器中删除时，该功能被调用。
图2提供了如图1的转换步骤2所提供的包含地理空间信息的XML文档 的简化示例。如所能够看到的那样，定义多边形形状的非拓扑信息10和关于 在XML文档中定义的地理空间对象的属性信息20 —起被存储在单个节点 中。在图2的示例中，节点定义了国家India,并且属性信息指示该国家人口 数量。虽然图2的示例仅给出了单个属性20，但可以存在包含在单个节点中 的更多的并且具有树型层次的结构化属性。
转换成一般的XML文档并且随后存储在XML数据库中的重要优点是容 易检索所存储的地理空间数据。如以下参考图3示例将要说明的那样，通过 对属性使用XQuery对属性定义査询，能够很容易地检索地理空间数据。
在图3的XQuery示例中，在节点々tat^上定义一些条件，也就是，其包 括属性"population"并且该属性的值处于所指示的限制1000000-2000000以 内。很明显，这仅仅是简单的示例，并且到目前为止，对节点的一个或多个属性的更加复杂的査询可以使用XQueiy、以本领域技术人员公知的方式来定 义。
在图l流程图的步骤4中，执行定义过的查询。因此，XML数据库将提 供符合在查询中定义的条件的一个或多个XML文档。这些结果能够简单地输 出给用户，例如通过列举所检索到的节点的名称。替代地或者另外地，它们 能够立即被进一步处理，例如通过将所检索到的XML文档转换成一个或多个 特殊输出格式，这些特殊的输出格式适合于进一步的处理，例如为随后的显 示或打印输出而再现XML文档中所定义的地理空间对象。
适合于显示的一种格式示例是KML格式。KML是一种用于在地球浏览 器中显示地理数据的文件格式，地球浏览器例如是Google Earth, Google Map 以及用于移动通信的Google Map。 KML具有基于标签的结构，该结构具有用 于特定显示目的的名称和属性。所以，Google Earth和Map用作针对KML文 件的浏览器。KML格式中查询结果的输出例如允许指定屏幕上的图像覆盖。 采用图3中的示例性XQuery， XML数据库的一种可能响应可以是基于在所检 索到的XML文档中存储的地理空间信息而在屏幕上或任意其他显示设备上呈 现印度的Gujarat州的形状。
适合于输出和进一步处理XQuery结果的另一格式是由Adobe开发的可縮 放矢量图形(SVG)格式。SVG使得网页开发者和设计者能够利用精确的结 构和直观控制根据实时数据动态创建生成的高质量图形。所产生的SVG文件 能够用于显示针对与XQuery内容"相关联"的国家或某一地理区域(例如石 油钻探要求)的地图。
最后，优选的是，XML数据库也能够将查询结果输出为形文件，也就是 与用于图1流程图的步骤1中的地理空间信息的输入具有相同的格式。
权利要求
1. 一种用于提供地理信息的XML数据库管理系统，包括a. 装入程序，该装入程序能够根据预定义的XML模式将地理空间数据文档特别是形文件转换(1)成XML文档，其中，所述预定义的XML模式定义了将被存储在XML文档的单个XML节点中的地理空间数据(10)和属性(20)；以及b. XQuery能力，使得用户能够基于XML文档的一个或多个属性而对该XML文档进行检索(4)。
2. 根据权利要求1所述的XML数据库管理系统，还包括用于以可伸縮矢 量图形(SVG)格式和/或KML格式输出XML文档的输出能力。
3. 根据权利要求1或2所述的XML数据库管理系统，还包括用于将XML 文档输出为形文件的输出能力。
4. 根据先前的权利要求任一项所述的XML数据库管理系统，其中，所述 形文件包括.shp、 .shx和.dbf文件。
5. 根据先前的权利要求任一项所述的XML数据库管理系统，其中，基于 用户输入来定义用于所述装入程序的XML模式。
6. —种XML数据库系统，包括XML数据库和根据权利要求1-5任一项 所述的XML数据库管理系统。
7. —种提供地理信息的方法，包括以下步骤a. 根据预定义的XML模式将地理空间数据文档特别是形文件转换(1) 成XML文档，其中，所述预定义的XML模式定义了将被存储在XML文档 的单个XML节点中的地理空间数据(10)和属性(20);以及b. 基于一个或多个属性(20)执行XQuery以检索(4) XML文档。
8. 根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤以可伸縮矢量图形 (SVG)格式和/或KML格式和/或作为形文件输出XML文档。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述形文件包括.shp， .shx和.dbf文件。
10. 一种计算机程序，包括适于执行权利要求7-9任一项所述方法的指令。
全文摘要
本发明涉及一种地理XML数据库管理系统。在一个实施例中，用于提供地理信息的XML数据库管理系统包括装入程序，能够根据预定义的XML模式将地理空间数据文档特别是形文件转换(1)成XML文档，其中，预定义的XML模式定义了将被存储在XML文档的单个XML节点中的地理空间数据(10)和属性(20)；以及XQuery能力，使得用户能够基于XML文档的一个或多个属性(20)而对其进行检索(4)。
文档编号G06F17/30GK101425080SQ20081017996
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者科沃·B·瓦拉 申请人:软件股份公司