专利名称：一种空间数据库可视化查询方法
技术领域：
本发明是将可视化方法应用于空间数据库系统的査询接口中，从而方便非计算机专业人 员查询GIS等应用数据库。属于计算机图形与数据库科学的交叉技术领域。
背景技术：
由于数据库应用已深入到社会各个领域，许多非计算机专业的用户，如一个GIS系统的 用户常常是一位土木工程师，他们大部分没有受过SQL语言的编程训练。而这些对数据库编 程语言不熟悉的用户，难以单独去操纵一个数据库系统的工作。为了有效地解决这个问题， 可视化技术可作为一个主要的辅助手段，尤其是利用可视化语言去操纵数据库系统或査询 数据库信息。
科学计算可视化是80年代后期由美国科学家提出并发展起来的一门新兴边缘技术。它将 科学计算过程中及计算结果所产生的数据转换成图形或图像信息,并可进行交互式分析,因而 成为信息爆炸时代人类分析信息的有力工具.
发明内容
本发明的目的是针对空间数据库管理系统提出一种可视化査询方法，该方法通用性强、 可视化程度高并且操作方便。
实现本发明的技术方案是 一种数据库可视化査询方法，该方法包括下列步骤-
1) 建立卡片卡片用卡片名、图像、类型和参数来表示，卡片的类型为三种由用 户定义的代表实体的卡片、由系统定义的代表空间关系的卡片和由系统定义的代表査询操作 的卡片；
2) 建立卡片库、语法集和知识库集；其中， 卡片库用于储存上述卡片，并以卡片为基本单元；
语法集用于描述卡片查询语言的结构规律或表达规则，即指卡片査询表达式的构成及变 化规律；语法集中设有査询机，还包括终极卡片集、非终极卡片集、非终极卡片产生式集、 卡片之间的关系标识符集和卡片参数集；
知识库集是针对空间数据库领域查询问题求解的需要，采用若干知识表示方式在计算机 存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。这些知识片包括与空间数据库 领域相关的理论知识、事实数据、定理和运算法则以及常识性知识等；
43) 将卡片库中三种类型的卡片分别用卡片菜单显示；
4) 利用査询机和卡片组成的卡片査询语言编程器编制卡片查询程序， 即在空间 数据库中查询对象信息的程序；
所述査询机由三个编程盒B0Xi所组成，B01盒中用于存放代表用户欲査询的实体的卡 片，B0X2盒中用于存放代表用户从数据库中选择从中査询的实体的卡片，B0X3盒用于粘贴一 个如何查询的操作或关系卡片；
5) 执行査询程序；
6) 査询结果可按三种或三种之一的形式输出。三种形式分别为-
a. 将从空间数据库中查询获得的信息以图形形式输出；
b. 将从空间数据库中査询获得的信息以正文形式输出；
c. 将从空间数据库中査询获得的信息存储在某一临时卡片，即一个工作文件中。 上述步骤4)进一步包括下列步骤
41) 在由用户定义的代表实体的卡片中，根据卡片名和图像，选择欲査询的实体的终极卡 片放入BO^盒中；
42) 在由系统定义的代表空间关系的卡片中，根据卡片名和图像，选择数据库中的代表查
询范围的终极卡片放入B0X2盒中；
43) 在由系统定义的代表查询操作的卡片中，将一个如何查询的操作或关系卡片粘贴于 B0X3盒。
借助于可视化语言程序编辑器，用户只需根据上述步骤，激活相应的卡片，放入到合适的 B0X中。编辑器根据卡片所在的BOX,进行卡片空间组合，形成了反映检索要求的查询请求。 上述步骤41)还包括对所述终极卡片赋予参数，形成非终极卡片后，放入BOX,盒中。 上述步骤42)还包括对所述终极卡片赋予参数，形成非终极卡片后，放入B0X2盒中。 本发明以卡片为基本单元，通过对卡片的调用和组合，编制一个对空间数据库的查询程 序，实现对空间数据库的可视化查询。
图1本发明实施例终极卡片示意图2本发明实施例非终极卡片示意图3本发明实施例査询机示意图4本发明实施例1CQL编程器的可视化形式；图5本发明实施例1 CQL编程器界面；
图6本发明实施例2中将激活的"油井"卡片加入到B0X1中示意图7本发明实施例2中将B0X2中放置了被激活的对象卡片示意图8本发明实施例2中将激活的操作卡片"INSIDE一OF"被放置在B0X3中示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例做进一步说明。 实施例1
一种可视化査询方法，该方法包括下列步骤
1) 建立卡片，卡片用卡片名、图像、类型和参数来表示，如图1所示。卡片的类型为三
种由用户定义的代表实体的卡片、由系统定义的代表空间关系的卡片和由系统定义的代表 查询操作的卡片。
2) 以卡片为基本单元建立卡片库、语法库和知识库。 卡片库用于储存上述卡片；卡片库C由两个子集组成C = CUUCS
这里a二 {Card。bjwt I Card = (XB， Xi, OBJECT, Xp) eC}，即由用户定义的代表实体的 卡片。
Cs= (Card一 I Card=(X ， Xb PROCESS, Xp) ec}，即由系统定义的代表空间关系或査 询操作的卡片。
语法库是所使用的计算机卡片查询语言的语法按一定的关系组织在一起的集合。用于描 述卡片査询表达式的构成及变化规律。
语法集可表示成六元组[T， N, S, P， Q， E ]，
这里，T是一个非空的有限集，T的元素称为终极卡片，即不带参数的卡片，如图l所示。 N是一个非空的有限集，N的元素称为非终极卡片，即带有参数的卡片，如图2所示。 S EN为开始卡片，称为査询机。语法集中设有查询机，用于数据库查询操作。查询机 由3个卡片盒B0Xi组成，如图3所示。
P为非空的有限集，P的元素是产生式。每个产生式可表示成
r今d C2……Cm ， △, 这里Ci (i = 1, 2，……，m)为卡片， >是传统意义上的产生式符号，r 是一个非终极卡片， △ 是一组产生规则Pi。 CQL中共有3条产生规则Pi:
Ph卡片+卡片+新属性；
P2:卡片+卡片+参数；
P3: B0X》B0Xi+卡片。 Wi是一个复合关系
<formula>formula see original document page 7</formula>每个Rik代表了一对(Ri， k)， Ri表卡片Ci和卡片Ck语法属性之间的关系，1《k《m。 Q是一个非空的有限集，其元素是卡片之间的关系标识符。 E是一个非空的有限集，其元素是卡片参数。
知识库集集用于是针对空间数据库领域査询问题求解的需要，采用若干知识表示方式在 计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。这些知识片包括与空间 数据库领域相关的理论知识、事实数据、定理和运算法则以及常识性知识等；
3) 将卡片数据库中三种类型的卡片分别用卡片菜单显示，如图5所示，最左边一列卡片 表示的是空间数据库中的管理文件；左边第二列卡片表示了地形地物实体；最右边的一列卡 片表示的是系统所能提供的查询操作。
4) 用査询机和卡片菜单组成的可视化语言(CQL)编程器编制在数据库中査询对象信息 的程序。
CQL编程器的一个主要部分是查询机与卡片菜单，如图4所示。
图4中，Ri，……R^卡片代表欲从数据库中查询的m个实体；n……rn卡片分别代表从数 据库中的n个不同实体中去査询。OP卡片表示某个査询操作。 xrl……Xrn, X。p， XR1……x^表示每个卡片的图像。
^……Pm及PM……pta， p。p表示各个卡片所定义的参数值。
这样，所代表的查询语句为从n……rn个实体中进行卡片0P所定义的操作后检索出 R"……巳种实体。
如图5所示，如图5所示的语言编程器由査询机和3列卡片菜单所组成。图8的中部安 放的是一个査询机图像，它由3个盒子B0Xi所组成，并用一个三维逼真图形表示。B0X1和 B0X2的端面上有两个符号，是世界著名的玛雅文化中的符号语言，分别表示"找什么？"和 "从哪儿来？"； B0X3端面上的问号我们定义为"如何找？"。本步骤中，用户首先需将一个査询请求分解成三个部分即査询什么？从哪些地方去查 询？以及如何査询？然后，借助于CQL编程器，通过交互式调用卡片，就可在屏幕上编制出 查询数据库的查询程序。
5)査询的结果用图形输出。
实施例2
本实施例中用户希望了解"DETALLE-DR-COSS"项目中的油井情况，其编制可视化查询程 序如下
清除缓冲区中已有的CQL指令，等待用户输入新査询指令。
用户在卡片库的实体卡片区寻找到"油井"卡片，并选择该卡片，用户查询关于"油井" 的所有信息，无需给出参数值，然后，选取"油井"卡片激活、放入到B0t。"油井"卡片被 加入到BOX冲，如图6所示。
然后，定义査询范围，即在何处査询"油井"。用户在卡片库中查找对象卡片"PROJECT", 并选择之，附加参数"DETALLE-DR-C0SS"，将"PROJECT"卡片激活，并放置到B0X2中，如 图7所示。
、在定义查询方式时，用户在卡片库中代表查询操作的卡片中，査找适合的操作卡片。本 例中，用户需要激活"INSIDE—0F"卡片，将"INSIDE—OF"卡片附着在查询机的升降机上， 即将该卡片放置到B0X3中，如图8所示。
该可视化査询语句的语义是在"DETALLE—DR—C0SS"项目中有哪些油井？ 这样，在计算机屏幕上构造了查询程序，该程序表述了一个可视化査询请求检索 "DETALLE—DRj:0SS"项目中的"油井"情况。
可视化指令编辑完毕后，通过执行査询指令，有四种输出査询结果的方式 查询结果以图形的方式在图形区显示，； 査询结果以正文的方式在文本区显示；
将查询结果存储在一个临时文件中，即将查询结果定义为一个临时卡片。 将査询结果按上面描述的三种方法输出。
实施例3
本实施例中用户希望了解在项目DETALLE-DR-C0SS中有哪些油井和村庄。与上例的不同之处 在于，编制的可视化査询程序为将操作卡片"INSIDE—0F"放置到B0X3;在BOX,中放置两个实体对象卡片"0IL_WELL"和"POPULATION";同时，在B0X2中放置抽象对象卡片"PROJECT", 并对其赋予参数"proj—name=DETALLE—DR _C0SS"。
权利要求
1、一种数据库可视化查询方法，其特征是，该方法包括下列步骤1)建立卡片卡片用卡片名、图像、类型和参数来表示，卡片的类型为三种由用户定义的代表实体的卡片、由系统定义的代表空间关系的卡片和由系统定义的代表查询操作的卡片；2)建立卡片库、语法集和知识库集；其中，卡片库用于储存上述卡片，并以卡片为基本单元；语法集用于描述卡片查询语言的结构规律或表达规则，即指卡片查询表达式的构成及变化规律；语法集中设有查询机，还包括终极卡片集、非终极卡片集、非终极卡片产生式集、卡片之间的关系标识符集和卡片参数集；知识库集是针对空间数据库领域查询问题求解的需要，采用若干知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合；3)将卡片库中三种类型的卡片分别用卡片菜单显示；4)利用查询机和卡片组成的卡片查询语言编程器编制卡片查询程序，即在空间数据库中查询对象信息的程序；5)执行查询程序；6)输出查询结果。
2、 根据权利要求1所述的数据库可视化査询方法，其特征是，所述査询机由三个编程 盒B0Xi所组成，B(^盒中用于存放代表用户欲査询的实体的卡片，B0X2盒中用于存放代表 用户从数据库中选择从中查询的实体的卡片，BOX3盒用于粘贴一个如何査询的操作或关系卡 片。
3、 根据权利要求1所述的数据库可视化查询方法，其特征是，所述步骤4)进一步包 括下列步骤41) 在由用户定义的代表实体的卡片中，根据卡片名和图像，选择欲査询的实体的终极卡 片放入BOX,盒中；42) 在由系统定义的代表空间关系的卡片中，根据卡片名和图像，选择数据库中的代表査询范围的终极卡片放入B0X2盒中；43) 在由系统定义的代表査询操作的卡片中，将一个如何查询的操作或关系卡片粘贴于 B0X3盒。
4、根据权利要求1所述的数据库可视化査询方法，其特征是，所述査询结果按下列三种或三种之一的形式输出，三种形式分别为a. 将从空间数据库中查询获得的信息以图形形式输出；b. 将从空间数据库中査询获得的信息以正文形式输出；C.将从空间数据库中査询获得的信息存储在某一临时卡片，即一个工作文件中。
5、 根据权利要求2所述的数据库可视化査询方法，其特征是，所述步骤41)还包括-对所述终极卡片赋予参数，形成非终极卡片后，放入B0l盒中。
6、 根据权利要求2所述的数据库可视化査询方法，其特征是，所述步骤42)还包括: 对所述终极卡片赋予参数，形成非终极卡片后，放入B0X2盒中。
全文摘要
本发明涉及一种数据库可视化查询方法，目的是提供一种通用性强、可视化程度高并且操作方便的查询方法，该包括下列步骤建立卡片卡片用卡片名、图像、类型和参数来表示，卡片的类型为三种由用户定义的代表实体的卡片、由系统定义的代表空间关系的卡片和由系统定义的代表查询操作的卡片；建立卡片库、语法集和知识库集；将卡片库中三种类型的卡片分别用卡片菜单显示；利用查询机和卡片组成的卡片查询语言编程器编制卡片查询程序，即在空间数据库中查询对象信息的程序；执行查询程序；输出查询结果。
文档编号G06F17/30GK101533405SQ200910031038
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者华 金, 鞠时光 申请人:江苏大学