[发明专利]基于空间对象类化模型及网格体索引的异构地理空间数据管理技术

说明书

技术领域

本发明属于地理信息领域地理空间数据管理技术，是一套用于解决高复杂性、高异构性地理空间数据的集中管理、组织存储、高效索引等问题的技术方法。 

背景技术

地理信息系统(GIS，Geographic Information System)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间地理分布有关的数据信息的计算机系统，被广泛地应用于城市规划、市政管理、政府管理、环境、资源、交通、公安、灾害预测、经济咨询、投资评价和军事等与地理信息相关领域。随着应用领域的不断扩展，使用需求的不断升级，GIS系统需要对不同来源的地图数据进行统一的组织、管理和表现，而这些地图数据往往存在各自不同的组织管理形态(空间数据库、地图数据文件、地图服务等)、不同的地图范围、不同的比例尺，如何对这些异构数据进行统一管理，并进行高效索引，是当前急需解决的一大课题。 

本发明提出了一套高异构条件下，地理空间数据的组织管理和索引检索的技术方法，提高了多源异构地理空间数据管理的效率，降低了数据访问和索引的复杂性，是解决目前GIS所面临现实问题的有效实践。 

传统的地理空间数据组织存储方式有：一是文件系统存储；二是文件系统和数据库混合存储；三是扩展关系数据库存储；四是对象数据库存储；五是对象关系型存储。其中第一种方式数据模型简单，易于使用，但数据的安全性与并发访问控制存在较大不足。其中第五种方式融合了关系型数据库与面向对象模型的优点，是目前较为先进的一种方式。但这些方式一般只关注单个空间数据源，均未考虑多个空间数据源的集中控制、统一组织等问题。 

空间索引是指为了提高空间数据的查询、操作效率，根据空间要素的地理位置、形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据结构。目前空间数据一般采用树索引结构，主要有：基于二叉树索引，基于R树索引，基于网格划分索引，空间目标排序法，四叉树动态索引等方法。每种索引技术在处理不同空间数据时，在时间效率和空间效率上，均有其各自的优缺点。但如何综合多种索引方法的优点，有效应对多源异构条件下地理空间数据的高效索引，业内并未提出较好的解决方案。 

为较好地解决多源异构条件下，地理空间数据的有效管理和高效检索，本发明提出了基于空间对象类化及网格体索引的地理空间数据管理技术，有效弥补了传统空间数据组织存储和索引检索技术对多源异构地理空间数据支持的不足。 

发明内容

本发明提出了一套基于空间对象类化及网格体索引的地理空间数据管理技术，其目的为解决高异构性多源地理空间数据环境下，对空间数据进行集中管理、组织存储及高效索引等问题。 

实现本发明目的的技术解决方案为：设计异构空间数据统一管理接口，采用“异构空间对象类化方法”，依据空间对象的共性属性将异构多源地理数据进行统一组织管理；采用基于R树索引、网格划分索引的“混合型异构空间数据网格体索引技术”，实现对异构多源空间数据的高效索引。 

本发明与现有技术相比，其显著优点有： 

(1)更好地支持异构空间数据的组织与管理。有效改善了异构空间数据分散独立管理的现状，大大提高了复杂空间数据组织管理的效率，保证了异构空间数据的一致性和完整性，提升了空间数据的管理安全性。 

(2)有效提升了异构空间数据的索引时间、空间效率。由于传统空间数据索引技术一般不考虑对异构多源数据进一统一索引的场景，本发明填补了该空白，并在空间数据检索的时空效率上表现出色。 

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 

附图说明

图1是基于空间对象类化模型及网格体索引的异构地理空间数据管理技术框架图。 

图2是空间对象类化模型示意图。 

图3是异构空间对象类化模型示意图。 

图4是混合型异构空间数据网格体索引技术示意图。 

具体实施方式

一、基于空间对象类化模型及网格体索引的异构地理空间数据管理技术框架