专利名称：地理空间数据增量信息的发布方法
技术领域：
本发明涉及一种地理数据增量信息的发布方法，属于地理信息技术领域。
背景技术：
随着空间数据服务领域的扩展和应用的不断深入，用户对空间数据的准确 性、完整性和现势性提出了更高的要求。因此，对地理空间数据库进行持续不断 的更新，提高地理空间数据的现势性，并且向数据用户分发更新信息，已成为空 间数据生产商的当务之急。
根据向其用户提供的数据内容，可将现有更新服务分为批量式更新和增量式 更新两种方式。批量式更新向用户提供新版数据的全部内容，该种更新方式存在 传输效率低下、用户端更新困难等诸多问题，而增量式更新只向客户提供发生变 化的信息，这种更新方式更加科学，是一种更有效的更新信息发布策略。目前对 增量信息的更新研究仍处于起步阶段，在理论和方法上都存在许多需要深入研究 的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种增量信息发布的方法，将地理数据增量信息以XML 的格式进行保存，对其进行发布。从而实现比以往批量式更新更高效的数据更新 方法。
本发明的技术方案包括以下步骤
步骤1制定增量信息分类标准及确定增量信息分类量度。不同类型的空间 数据以不同的空间属性为分类依据，不同类型的变化又以不同的变化程度为标 准。
步骤2依据增量信息分类标准对增量信息进行建模，将所得的地理增量信息
存储到XML文档之中，得到XML增量信息。 步骤3对XML增量信息进行发布。
上述地理空间数据增量信息分类标准和度量，是进行增量信息提取的前提和 基础。地理增量信息与快照、事件和快照差相关，快照是指在某个时刻客观世界 中要素的数据表达，事件是快照差产生的原因，快照差体现事件造成的地理信息的差异程度，增量信息是快照差和事件的合成体。
基本的地理信息包括地理语义、几何形态及特征和专题属性三个方面，同时 地理要素依据点、线、面几何特征将要素分类。用事件来描述现实世界种的地理 要素的变化，依据地理信息的语义、几何和属性的变化，可描述目标的变化事件 如下点要素的位移、语义及专题属性变化；线要素的延长、縮短、变形、位移、 语义及专题属性变化；面要素的扩张、收縮、变形、位移、语义及专题属性变化。 可根据具体的地理信息(如基础地理信息)的地理编码、几何描述和专题特征， 对上述分类标准进行具体的参数描述和度量，以为后面的增量信息提取提供基 础。
本发明通过XML文档来描述地理数据的增量信息，存储于服务器端，根据用 户的请求和定制，Web服务器复杂对XML文档进行解析和査询，返回有关信息给用 户端，供用户浏览和使用，实现地理空间数据增量信息的发布。Web服务器接受 客户端的服务请求，根据客户端的请求，向数据服务器增量数据XML的解析和查 询指令，完成从数据库中提取增量信息，生成用于传输的基于XML的增量信息描 述文件，然后对于增量信息文件设计出样式表文件XSL，最后将XML文件和对应的 XSL样式表文件一起发送到客户端。
数据服务器完成版本数据的入库、更新，为用户的查询和显示提供数据源。
本发明根据要素变化类型和操作类型，以及增量信息的典型语义和分类，提 出面向数据库操作的增量信息的数据描述；在地理信息数据文本表达和SGML表 达的基础上提出了使用XML表达增量信息数据；还提出了基于XML的增量信息发 布的服务框架。基于XML的地理增量信息存储，具有自我描述性、灵活性、独立 性、可扩展性、结构性强、良好跨平台性的优点。
图1是事件类型与数据库中的操作对照图。 图2是增量信息发布流程图。
具体实施例方式
为方便客户端数据库的更新，本发明基于事件和快照差类型，提出一种面向 数据库操作的增量信息定义，其中隐含着客观世界中的各个事件。基于操作和快 照差的增量信息记为A06y'ert ， AOty'e"二[ Diff， Operate],快照差Diff二{ID—old, ID—new, (J"欲^她，△&。 } 。 ID—old, ID—new, U^威她及
,■=1 z=l
AGeo为快照差项，其中ID—old, ID一new分别为地理目标在旧、新版本中的标识， [jA^加7mfe表示地理目标专题属性变化的集合，AGeo表示地理目标的几何变
化，Operate则是隐含现实世界事件的数据库更新操作。
根据事件类型与数据库中的操作对应关系，如附图1所示。 当单个目标发生"出现"、"消亡"、"几何或属性变化"事件时，对应到数
据库中的三种基本操作为增加，删除，修改。当多个地理目标发生"合并"、 "分裂"、"多对多"的事件时，其复杂操作均可分解为上述三种基本操作，即原 地理目标的删除和新地理目标的增加。其中，事件"几何或属性变化"对于不同 的地理要素类，意义并不一样。不同要素种类对应的几何或属性变化情况，如下 表所示
要素种类几何或属性变化的情况
点要素位移，属性变化
线要素延长、縮短、变形、位移、属性变化
面要素扩张、收縮、变形、位移、属性变化
各种事件引起的增量信息都可以表示为-
当单个地理目标出现时，AOty'ec/ (Insert) =[ ID—new, AGeo ，
Insert]。
当单个地理目标消亡时，(Delete) = [ID—old, ()M"h^fe， AGeo , Delete]。
当单个地理目标几何或属性发生变化时，AC^'e" (Modify) = [ID—old, ID—new, U^4加'6她，AGeo ， Modify]。当多个地理目标合并时，A06/e" (Merge) = [ID—old,， ID—old2,…，ID—oldM, ID—new, [J A^4欲/6她 ， AGeo ， Merge]=
A(9ty.e" (Delete) (Delete) 2+."+AOZv.e" (Delete) (Insert)
当地理目标分裂时，(Split) = [ID—old, ID—new,, ID—new2，，
ID—newN， U^4""力她 , AGeo ， Split]=
AO映cf (Delete) + AO映c/ (Insert),+AO映"(Insert) 2+." AC%'ecZ ( Insert )N。
当地理目标发生多对多的变化时，(MvsN) = [ID一old,， ID—old2,…，ID—oldM， ID—newi， ID_new2,…,ID—newN， U^""'6她，AGeo ，
MvsN]=
△Oty.e" (Delete) ,+ AC%'e" (De〗ete)2+..'+AOty.e" (Delete) J A,'e" (Insert)
i+AO映"(Insert) 2+." AO一" ( Insert) N。
本发明采用可视化和标准化的XML相关工具来设计直观的图形结构然后生 成物理的XML Schema。
增量信息的XML Schema文档根节点为增量地图(ChangeOnlyMap)，主要从 元数据(MetaData)和主数据体的更新集合(UpdateCollection)来描述。
元数据部分-
元数据(MetaData)可继续分成以下五个方面旧版本地图的相关信息 (BeforeUpdateM即)，新版本地图的相关信息(AfterUpdateMap),有关本次数据 处理的信息(AboutProcessing)，要素类的字段信息集(Fieldslnfo)和 ChangeStatic。
在BeforeUpdateMap和AfterUpdateMap中，其子节点都记录了新旧地图的 地幅名称(MapSheetName)，要素类名称(MapSheetName)，要素几何类型(Geometry),地图生产商(MapProducer)，地图提供者(MapProvider)，地图发布 者(Release),地图发布日期(ReleaseDate)，密级(securitylevel)，地理坐标 系(GeoSystem)，高程基准(elevationbase)，投影系统(ProjectSystem)，地图 分幅标准(MapSheetStandard)，图幅序号(M邻SheetNumber)，总图幅数 (MapSheetTotalNumber)。
在AboutProcessing中，其子节点记录了本系统的版本(Version)，开发者 (Supplier),发布者(Release)。在Fieldslnfo中，其子节点要素类的字段信息 (Field)记录了字段名称(Name)，字段类型(Type)。
主数据体部分
UpdateCollection根据其属性图幅号(PartitionID)的不同，分成多个更新 数据集(UpdateDataSet),而UpdateDataset又根据其属性要素类名 (FeatureClassName)又分别记录了基础信息(Baselnformat ion)，简单更新 (SimpleUpdate)，复杂更新(CompositeUpdate)三个子节点。
在Baselnformation中记录了空间数据几何类型(ShapeType)，主键 (PrimaryKey)。
在SimpleUpdate中，记录了简单更新的总个数(SimpleTotalNum)和简单更 新操作(SimpleOperation)。其中，SimpleOperation又分为增力口 (AddFeature), 删除(DeleteFeature)，修改(ModifyFeature)。
在AddFeature中，记录了增加的总个数(AddFeatureNum)和增加的操作 (AddOperation),其中AddOperation包含了增加的来源(Source)，新增目标的 〖D(FeatureAfterID)以及新增目标FeatureAfter的几何和属性信息。Source的 取值只包含以下四种分割中增加的(SplitAdd)，纯增加的(PureAdd)，合并中增 加的(CombinationAdd)，多对多情况中增加的(MvsNAdd),
在DeleteFeature中，记录了删除的总个数(DeleteFeatureNum)和删除的操 作(DeleteOperation),其中DeleteOperation里包含了删除的来源(Source), 被删除目标的ID号FeatureBeforeID以及被删除目标FeatureBefore的几何和 属性信息。这里Source的取值只包含以下四种分割中删除的(SplitDelete)， 纯删除的(PureDelete)，合并中删除的(CombinationDelete)，多对多情况中删 除的(MvsNDelete)。在ModifyFeature中，记录了修改的总个数(ModifyFeatureNum)和修改的操 作(ModifyOperation)，其中ModifyOperation包含了修改的来源(Source)，原 目标的ID号(FeatureBeforeID)、前目标FeatureBefore的几何和属性信息和新 目标的ID号(FeatureAfterID)、后目标FeatureAfter的几何和属性信息。这里 的Source的取值包含以下五种扩张(Expansion)，收縮(Reduction),变形 (Reshape),平移(Move)，属性变化(AttributeChange)。
在CompositeUpdate中，记录了发生复杂更新的总个数(CompositeTotalNum) 和复杂更新操作(CompositeOperation)，其操作包含三个子节点分割 (SplitFeature)，合并(CombinationFeature)，多对多(MvsN)。
在SplitFeature中记录了目标分割的总个数(SplitFeatureNum)和分割操 作(SplitOperation)。其操作中记录了原目标的个数(Feature01dNum)，原目标 的ID号(FeatureOldID)，新目标的个数(FeatureNewNum)，新目标的ID号 (FeatureNewID)。对于每一个分裂事件，这里的FeatureOldID只出现一次，而 FeatureNewID可出现无穷次。
在 CombinationFeature 中，记录了目标合并的总个数 (CombinationFeatureNum)禾口合并操作(CombinationOperation)，其中合并操作 记录了原目标的个数(Feature01dNum)，原目标的ID号(FeatureOldID)，新目标 的个数(FeatureNewNum)，新目标的ID号(FeatureNewID)。对于每一个合并事 件，这里的FeatureOldID出现无穷次，而FeatureNewID只出现一次。
在MvsN中，记录了地理目标多对多情况的总个数(MvsNFeatureNum)和多对 多操作(MvsN0peration)。其中，多对多操作记录了原目标的个数 (Feature01dNum)，原目标的ID号(FeatureOldID)，新目标的个数 (FeatureNewNum),新卖部的ID号(FeatureNewID)。对于每一个多对多事件， 这里的FeatureOldID和FeatureNewID均可出现无穷次。
下面的示例展示了地理目标多对多的XML表达,其中ID分别为1650与1652 的两个旧目标复合变换为为ID分别为1020、 1021与1022的三个新目标。 <Change0nlyMap>
〈UpdateCollection PartitionID=" h50111101"〉 <UpdateDa/taSet FeatureName=，，居民地'，>〈Co即ositelipdate〉
〈Co卿ositeTotalNum〉l〈/CompositeTotalNum〉 〈Compo s i te0perat i on> 〈MvsN〉
<MvsNFeatureNum〉1〈/MvsNFeatureNum> <MvsN0peration>
〈Feature01dNum〉2〈/Feature01dN腦〉 〈Feature01dlD〉1650〈/Feature01dlD〉 〈Feature01dlD〉1652〈/Feature01dlD〉 〈FeatureNewNum>3</FeatureNewNum〉 〈FeatureNewID〉1020〈/FeatureNewID〉 〈FeatureNew工D〉1021〈/FeatureNewID〉 〈FeatureNewID〉1022〈/Feat訓NewID〉 </MvsNOperation>
〈/MvsN〉
〈/CompositeOperation〉 〈/Compos i teUpdate〉 〈/Up(feteDataSet> 〈/UpdateCollection〉 </ChangeOnlyMap〉
本发明通过对增量信息的定义，通过XML文档来描述地理数据的增量信息， 存储于服务器端。根据用户的请求和定制，WEB服务器复杂对XML文档进行解析和 査询，返回有关信息给用户，供用户浏览和使用。发布流程图如附图2所示。其 中客户端与服务器的各自功能如下
客户端客户端主要向WEB服务端提出空间数据服务请求，并根据服务端返 回的结果进行分析与显示。用户可根据自身需要进行定制增量信息，实现增量更 新时，客户端只需要下载描述增量信息的xml文件和客户端更新程序，即可实现 用户端数据的更新。
Web服务器Web服务器负责接受客户端的服务请求，传递给数据服务器，并把结果送回给客户。根据客户端的请求，向数据服务器增量数据XML的解析和查 询指令，完成从数据库中提取增量信息，生成用于传输的基于XML的增量信息描 述文件。对于增量信息文件设计出样式表文件XSL，然后将XML文件和对应的XSL 样式表文件一起发送到客户端，由客户端浏览器自带的解析器进行显示。在此基 础上实现用于用户浏览的可视化界面和各种査询功能，并提供服务器端下载地址 供用户下载增量信息文件。
数据服务器数据服务器完成版本数据的入库、更新，为用户的查询和显示 提供数据源。
权利要求
1.一种地理空间数据增量信息的发布方法，其特征在于包括以下步骤步骤1制定增量信息分类标准及确定增量信息分类量度；步骤2依据增量信息分类标准对增量信息进行建模，将所得的地理增量信息存储到XML文档之中，得到增量信息的XML表达；步骤3对XML增量信息进行发布。
2. 根据权利要求1所述地理空间数据增量信息的发布方法，其特征在于地理 增量信息与快照、事件和快照差相关，快照是指在某个时刻客观世界中要素的 数据表达，事件是快照差产生的原因，快照差体现事件造成的地理信息的差异 程度，增量信息是快照差和事件的合成体；基本的地理信息包括地理语义、几 何形态及特征和专题属性，同时地理要素依据点、线、面几何特征将要素分类， 用事件来描述现实世界种的地理要素的变化，依据地理信息的语义、几何和属 性的变化，可描述目标的变化事件如下点要素的位移、语义及专题属性变化； 线要素的延长、縮短、变形、位移、语义及^题属性变化；面要素的扩张、收 缩、变形、位移、语义及专题属性变化，根据具体的地理信息的地理编码、几 何描述和专题特征，对上述分类标准进行具体的参数描述和度量。
3. 根据权利要求l所述地理空间数据增量信息的发布方法，其特征在于通过XML 文档来描述地理数据的增量信息，存储于服务器端，根据用户的请求和定制， Web服务器对XML文档进行解析和査询，返回有关信息给用户端，供用户浏览和 使用，实现地理空间数据增量信息的发布。
4.根据权利要求3所述地理空间数据增量信息的发布方法，其特征在于Web服务 器接受客户端的服务请求，根据客户端的请求，向数据服务器增量数据XML的 解析和査询指令，完成从数据库中提取增量信息，生成用于传输的基于XML的 增量信息描述文件，然后对于增量信息文件设计出样式表文件XSL,最后将XML 文件和对应的XSI」样式表文件一起发送到客户端。
5.根据权利要求4所述地理空间数据增量信息的发布方法，其特征在于数据服 务器完成版本数据的入库、更新，为用户的查询和显示提供数据源。
全文摘要
本发明公开了一种地理空间数据增量信息的发布方法，该方法通过对地理增量信息进行组织与建模，确定增量信息的语义定义、分类、量度与存储。建立以XML为地理增量信息存储介质，使其利于地理增量信息的发布与客户端的更新。将得到的增量信息以XML的格式进行保存，对XML增量信息进行发布。本发明根据要素变化类型和操作类型，以及增量信息的典型语义和分类，提出面向数据库操作的增量信息的数据描述；在地理信息数据文本表达和SGML表达的基础上提出了使用XML表达增量信息数据；基于XML的地理增量信息存储，具有自我描述性、灵活性、独立性、可扩展性、结构性强、良好跨平台性的优点。
文档编号G06F17/30GK101561816SQ20091006228
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者远 万, 申 应, 朱海红, 霖 李, 王园园 申请人:武汉大学