專(zhuān)利名稱(chēng)：地理信息系統(tǒng)聯(lián)機(jī)分析數(shù)據(jù)模型與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地理信息系統(tǒng)，尤其涉及地理信息系統(tǒng)聯(lián)機(jī)分析數(shù)據(jù)模型與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法。
地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)分為兩種，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。
空間數(shù)據(jù)也稱(chēng)之為幾何數(shù)據(jù)，它用來(lái)表現(xiàn)地理空間實(shí)體的位置、大小、形狀、方向以及拓?fù)鋷缀侮P(guān)系。
屬性數(shù)據(jù)也稱(chēng)之為非空間數(shù)據(jù)，它用來(lái)描述與地理實(shí)體相聯(lián)系的地理特征。
GIS作為一種信息系統(tǒng)，是以現(xiàn)實(shí)世界為研究目標(biāo)，以計(jì)算機(jī)內(nèi)部的二進(jìn)制數(shù)字世界作為存儲(chǔ)載體的。它將人們對(duì)于客觀世界的理解，經(jīng)過(guò)一系列處理后變成數(shù)字形式儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)之中。
現(xiàn)實(shí)世界極其復(fù)雜，一方面人們希望GIS包含充足的數(shù)據(jù)，另一方面又期望從中能方便地選擇所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)而撇開(kāi)其它不需要的數(shù)據(jù)(Freksa andBarkowsky，1996)。這就要求人們以一種高效的數(shù)據(jù)組織方式，將兩方面的要求兼顧，既盡可能地包含信息(包括對(duì)未來(lái)潛在有用的信息)，又能方便快速地選取所需數(shù)據(jù)。在這其中，人們對(duì)于客觀世界的理解及其表達(dá)——GIS的空間數(shù)據(jù)模型(概念、邏輯和物理模型)起著至關(guān)重要的作用。目前兩種比較典型的空間數(shù)據(jù)模型是拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型和面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型。
早期的商品化GIS軟件大都采用了以“結(jié)點(diǎn)—弧段—多邊形”拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)模型，我們稱(chēng)這種數(shù)據(jù)模型為拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型。如Arc/Info軟件。
拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型以拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)組織和存儲(chǔ)各個(gè)幾何要素，其特點(diǎn)是以點(diǎn)、線(xiàn)、面間的拓?fù)溥B接關(guān)系為中心。該模型的主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊，拓?fù)潢P(guān)系明晰，系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)的拓?fù)潢P(guān)系可以有效提高系統(tǒng)在拓?fù)洳樵?xún)和網(wǎng)絡(luò)分析方面的效率。
拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型的具體組織和存儲(chǔ)1)8.0版以前的Arc/Info將位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)存放在文件系統(tǒng)中，而將拓?fù)鋵傩源娣旁陉P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的二維表格中；2)另一些軟件將坐標(biāo)數(shù)據(jù)和拓?fù)潢P(guān)系都存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的各種表格中，一條記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)、線(xiàn)或面類(lèi)型的幾何要素(不一定為完整獨(dú)立的地理要素)。
與上述拓?fù)淠Ｐ拖喾?，面向?qū)嶓w空間數(shù)據(jù)模型是以獨(dú)立、完整、具有地理意義的實(shí)體為基本單位對(duì)地理空間進(jìn)行表達(dá)。該模型能夠很好地克服拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型的幾個(gè)缺點(diǎn)，具有實(shí)體管理、修改方便，查詢(xún)檢索、空間分析容易的優(yōu)點(diǎn)，更重要的是它能夠方便地構(gòu)造用戶(hù)需要的任何復(fù)雜地理實(shí)體，而且這種模式符合人們看待客觀世界的思維習(xí)慣，便于用戶(hù)理解和接受。同時(shí)，面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型自然地具有系統(tǒng)維護(hù)和擴(kuò)充方便的優(yōu)點(diǎn)。例如MapInfo、Intergraph等。
面向?qū)嶓w空間數(shù)據(jù)模型的具體組織和存儲(chǔ)1)可將實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(如建立了部分拓?fù)洌負(fù)潢P(guān)系也放在表中保存)分別存放在文件系統(tǒng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。
2)也可以將二者統(tǒng)一存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。
屬性數(shù)據(jù)是用來(lái)描述與地理實(shí)體相聯(lián)系的地理特征。可以理解為沒(méi)有顯式空間特征的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)與空間地理實(shí)體有著緊密的聯(lián)系，可以通過(guò)某種機(jī)制聯(lián)系在一起的。這也正是地理信息系統(tǒng)(GIS)的基礎(chǔ)與精髓所在。
一般來(lái)說(shuō)，屬性數(shù)據(jù)采用的是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，即層次、網(wǎng)狀和關(guān)系數(shù)據(jù)模型，其中層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型僅有少數(shù)用戶(hù)在使用，絕大多數(shù)用戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)廠商采用的是占主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)模型。在GIS領(lǐng)域，屬性數(shù)據(jù)大都存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)又為GIS提供了比較完備的數(shù)據(jù)索引方法和信息查詢(xún)手段。
目前流行的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方式地理數(shù)據(jù)的組織與管理是建立GIS系統(tǒng)的重要步驟。其中，最為關(guān)鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融為一體，也就是空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)問(wèn)題。
目前大多數(shù)現(xiàn)行系統(tǒng)都是將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別用文件和數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理，通過(guò)公共項(xiàng)(一般定義為地物標(biāo)識(shí)碼)來(lái)連接，即在空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中建立公共字段，如地塊碼、門(mén)牌號(hào)等，來(lái)建立空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的互相查詢(xún)。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段流行的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方式有三種1)混合型2)集成型3)面向?qū)ο笮突旌闲完P(guān)聯(lián)方式混合型(Hybrid Data Model)關(guān)聯(lián)方式是目前最廣泛、最流行、且最成功的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型，它采用文件形式來(lái)存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)及其拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)，采用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)RDBMS來(lái)存儲(chǔ)、管理屬性數(shù)據(jù)，兩者之間通過(guò)一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)碼來(lái)建立它們的互聯(lián)關(guān)系。
集成型關(guān)聯(lián)方式集成型(Integrated Data Model)也稱(chēng)之為綜合型，它是一種純關(guān)系型數(shù)據(jù)模型，無(wú)論是空間數(shù)據(jù)，還是屬性數(shù)據(jù)都采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的表來(lái)存儲(chǔ)(可以將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)存放在一起，也可以分空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別獨(dú)立存放)，兩者之間通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系連接機(jī)制來(lái)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。
面向?qū)ο蟮年P(guān)聯(lián)方式面向?qū)ο笮?Object-oriented Data Model)是對(duì)集成型的擴(kuò)展[6]，它對(duì)地理對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)和對(duì)這些屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的方法進(jìn)行統(tǒng)一建模，并永久存儲(chǔ)。它有兩種趨勢(shì)一是建造純面向?qū)ο髷?shù)據(jù)存儲(chǔ)，二是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上建立存儲(chǔ)對(duì)象機(jī)制。
下面描述現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)模型的缺陷。
拓?fù)潢P(guān)系空間數(shù)據(jù)模型的缺陷1)對(duì)單個(gè)地理實(shí)體的操作效率不高由于拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型面向的是整個(gè)空間區(qū)域，強(qiáng)調(diào)的是各幾何要素之間的連接關(guān)系，在另一方面對(duì)具有完整、獨(dú)立意義的地理實(shí)體作為個(gè)體存在的事實(shí)沒(méi)有足夠的重視，因此增加、刪除、修改某一地理實(shí)體時(shí)，將會(huì)牽涉到一系列文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表格，這樣不僅使程序管理工作變得復(fù)雜，而且會(huì)降低系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
2)難以表達(dá)復(fù)雜的地理實(shí)體復(fù)雜地理實(shí)體由多個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)體組合而成，拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型的整體組織特性注定了它不可能有效地表達(dá)這一由多個(gè)獨(dú)立實(shí)體構(gòu)成的有機(jī)集合體。
3)難以實(shí)現(xiàn)快速查詢(xún)和復(fù)雜的空間分析由于在拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型中，地理實(shí)體被分解為點(diǎn)、線(xiàn)、面基本幾何要素存儲(chǔ)在不同的文件和關(guān)系表中，因而凡涉及到獨(dú)立地理實(shí)體的操作、查詢(xún)和分析都將花費(fèi)較多的CPU時(shí)間，在大區(qū)域的復(fù)雜空間分析方面表現(xiàn)尤為明顯。
4)局部更新困難，系統(tǒng)難于維護(hù)與擴(kuò)充由于地理空間的數(shù)據(jù)組織和存儲(chǔ)是以基本幾何要素(點(diǎn)、弧段和多邊形)為單元進(jìn)行的，系統(tǒng)中存儲(chǔ)的復(fù)雜拓?fù)潢P(guān)系是GIS工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，當(dāng)局部一些實(shí)體發(fā)生變動(dòng)時(shí)，整層拓?fù)潢P(guān)系將不得不隨之重建，因而這樣的系統(tǒng)在維護(hù)和擴(kuò)充方面需要更多的精力，并且容易出錯(cuò)。
面向?qū)嶓w空間模型的缺陷雖然，面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)模型是目前流行GIS軟件采用的新數(shù)據(jù)模型，但這種數(shù)據(jù)模型也存在很大的缺陷，具體表現(xiàn)為1)拓?fù)潢P(guān)系需臨時(shí)構(gòu)建由于面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型是以地理實(shí)體為中心的，并未以拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)組織、存儲(chǔ)地理實(shí)體，表達(dá)地理空間，因此拓?fù)潢P(guān)系并不是一開(kāi)始就存在，而是在需要時(shí)才臨時(shí)導(dǎo)出各種拓?fù)潢P(guān)系，這需要消耗一定的系統(tǒng)資源和時(shí)間。
2)動(dòng)態(tài)分段、網(wǎng)絡(luò)分析效率降低面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型由于要根據(jù)需要臨時(shí)構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系，會(huì)使拓?fù)洳樵?xún)和分析的效率降低。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的地理信息聯(lián)機(jī)分析數(shù)據(jù)模型包括空間數(shù)據(jù)文件，用于存儲(chǔ)基本實(shí)體對(duì)象的空間關(guān)系，并且，在所述空間數(shù)據(jù)文件末尾加入有輔助信息，所述輔助信息包括對(duì)空間數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預(yù)處理結(jié)果以及由此產(chǎn)生新的空間關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)文件，用于存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，該屬性數(shù)據(jù)文件包含視圖集，通過(guò)對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、分類(lèi)、建立臨時(shí)索引等處理而建立；二維關(guān)系表，用于表示所述空間數(shù)據(jù)文件中的輔助信息與所述屬性數(shù)據(jù)中的視圖集的至間關(guān)系與網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。
在GISOLAP數(shù)據(jù)模型中，實(shí)體對(duì)象是數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，它是對(duì)地理實(shí)體的抽象，并且都是自包含的。
在GISOLAP數(shù)據(jù)模型中，基本實(shí)體對(duì)象的空間關(guān)系存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)文件中。但不同的是，在空間數(shù)據(jù)文件末尾加入了輔助信息，這些輔助信息包括對(duì)空間數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預(yù)處理結(jié)果以及由此產(chǎn)生新的空間關(guān)系(如拓?fù)潢P(guān)系)。這樣既克服了空間實(shí)體模型重復(fù)存儲(chǔ)公共結(jié)點(diǎn)造成數(shù)據(jù)冗余的缺點(diǎn)，而且大大改善了拓?fù)潢P(guān)系模型的脆弱性。(這里脆弱性指的是當(dāng)數(shù)據(jù)修改時(shí)，原先的拓?fù)潢P(guān)系就被破壞，必須重建拓?fù)潢P(guān)系才能進(jìn)行空間分析)在GISOLAP數(shù)據(jù)模型中，屬性數(shù)據(jù)針對(duì)OLAP可能的查詢(xún)情況預(yù)先進(jìn)行分析、分類(lèi)、建立臨時(shí)索引等處理，建立了許多“視圖集”(materialized view)，結(jié)合這些“視圖集”，系統(tǒng)可以加速完成空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢(xún)及空間分析操作。
在GISOLAP數(shù)據(jù)模型中，空間數(shù)據(jù)末尾的輔助信息和屬性數(shù)據(jù)中的“視圖集”相連接，以二維關(guān)系表的形式來(lái)表示復(fù)雜的空間關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，當(dāng)用戶(hù)進(jìn)行空間分析或查詢(xún)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)先掃描這些二維關(guān)系表來(lái)快速捕捉空間關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，在最短時(shí)間內(nèi)提供給用戶(hù)準(zhǔn)確的查詢(xún)和分析結(jié)果。
下面先描述GISOLAP與屬性數(shù)據(jù)在混合型關(guān)聯(lián)方式中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
混合型以ArcInfo(顯式保存拓?fù)潢P(guān)系)和MapInfo(隱式保存拓?fù)潢P(guān)系)為代表，雖然這種模式可以較好地處理地理實(shí)體數(shù)據(jù)，并且具有合理的訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制和較為高效的空間分析能力，但面對(duì)日益增多的海量數(shù)據(jù)以及人們對(duì)信息數(shù)量和質(zhì)量要求的日益提高，這種模式在數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)維護(hù)與更新以及處理效率等方面表現(xiàn)出了不足。
采用GISOLAP數(shù)據(jù)模型可以較好地解決這些不足之處。如

圖1所示，坐標(biāo)、地形文件等空間信息存儲(chǔ)在二進(jìn)制的空間數(shù)據(jù)文件中，屬性信息存儲(chǔ)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性表中，二者通過(guò)標(biāo)示碼MAPIDD連接。但不同的是，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)又增加了關(guān)聯(lián)的通道，一是通過(guò)空間數(shù)據(jù)的輔助信息而產(chǎn)生的一系列視圖集，二是通過(guò)地理實(shí)體對(duì)象的自包含特征，即地理實(shí)體可由稱(chēng)為對(duì)象類(lèi)的多邊形說(shuō)明，并給出每個(gè)多邊形的屬性和特征(Michael N.Demers，2000)。這樣，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接通道更為寬敞，互查速度明顯提高。
混合型關(guān)聯(lián)方式基于以下認(rèn)識(shí)雖然圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模型足以處理實(shí)體數(shù)據(jù)，但由于不能進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，所以在處理屬性數(shù)據(jù)時(shí)就不那么卓有成效了(MichaelN.DeMers，2000)。相反，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)善于處理屬性數(shù)據(jù)，但對(duì)圖形實(shí)體就顯得異常困難了。如果將兩種技術(shù)通過(guò)軟件相融合，就會(huì)在兩方面都得到增強(qiáng)。
要實(shí)現(xiàn)這樣的融合，需要將表示圖形的坐標(biāo)和地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為獨(dú)立文件，將屬性表獨(dú)立存儲(chǔ)在商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)中，通過(guò)標(biāo)識(shí)碼(如多邊形標(biāo)識(shí)碼)就可以實(shí)現(xiàn)其連接。
混合型以ArcInfo(顯式保存拓?fù)潢P(guān)系)和MaoInfo(隱式保存拓?fù)潢P(guān)系)為代表，雖然這種模式可以較好地處理地理實(shí)體數(shù)據(jù)，并且具有合理的訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制和較為高效的空間分析能力，但面對(duì)日益增多的海量數(shù)據(jù)以及人們對(duì)信息數(shù)量和質(zhì)量要求的日益提高，這種模式在數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)維護(hù)與更新以及處理效率等方面表現(xiàn)出了不足。
采用GISOLAP數(shù)據(jù)模型可以較好地解決這些不足之處。
GISOLAP數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用框架圖如圖1所示。
說(shuō)明1)坐標(biāo)文件由經(jīng)緯度坐標(biāo)(x，y)經(jīng)過(guò)地圖投影變換轉(zhuǎn)換為地圖投影坐標(biāo)，然后進(jìn)行二維笛卡爾坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，最終以順序文件方式來(lái)存儲(chǔ)；如......P1143，256；P2157，298；P3176，268......
2)地形文件由大地控制點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息、精度、坐標(biāo)、高程等信息組成的文件如
......H1level3，0.04m，1982；H2level4，0.07m，1975；......
3)地塊現(xiàn)實(shí)的地理實(shí)體；多邊形等即用來(lái)表示地理實(shí)體的幾何要素，其中多邊形是最重要的一類(lèi)數(shù)據(jù)(韋中亞，2000)，多用于表示行政區(qū)、土地類(lèi)型等；4)輔助信息即對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行投影、連接、分組等預(yù)處理操作的結(jié)果信息；5)屬性表即用于存儲(chǔ)地理實(shí)體的屬性描述信息的表。如

正如圖1所示，坐標(biāo)、地形文件等空間信息存儲(chǔ)在二進(jìn)制的空間數(shù)據(jù)文件中，屬性信息存儲(chǔ)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性表中，二者通過(guò)標(biāo)示碼MAPIDD連接。但不同的是，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)又增加了關(guān)聯(lián)的通道，一是通過(guò)空間數(shù)據(jù)的輔助信息而產(chǎn)生的一系列視圖集，二是通過(guò)地理實(shí)體對(duì)象的自包含特征，即地理實(shí)體可由稱(chēng)為對(duì)象類(lèi)的多邊形說(shuō)明，并給出每個(gè)多邊形的屬性和特征(Michael N.Demers，2000)。這樣，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接通道更為寬敞，互查速度明顯提高。
下面以地圖定位(即由屬性數(shù)據(jù)→空間位置)為例，詳細(xì)說(shuō)明如下將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)正確體現(xiàn)到地圖的相應(yīng)地理位置上。即當(dāng)用戶(hù)選擇了業(yè)務(wù)表并得到該表的一個(gè)或多個(gè)信息之后，通過(guò)一定的編碼規(guī)則，將編碼與地圖編碼進(jìn)行比較，當(dāng)二者相同時(shí)，進(jìn)行定位。
編碼規(guī)則如下1.門(mén)牌號(hào)IDD＝路段號(hào)(6位)+弄號(hào)(4位)+門(mén)牌號(hào)(4位)；2.段、居委IDD＝警署編號(hào)(10位)+段號(hào)或居委號(hào)(2位)。
所涉及到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表DWJBQK(即單位基本情況業(yè)務(wù)表)、RK_WJRK(即境外人口業(yè)務(wù)表)等等。
相關(guān)的控制表GIS_IDD_ALLHH(即MAPIDD與HH對(duì)應(yīng)參照表)。表結(jié)構(gòu)如下

其中PCSBH——派出所編號(hào)；HH——戶(hù)號(hào)；HHLDH——路段號(hào)；HHXZ——詳址；HHNH——弄號(hào)；HHMPH——門(mén)牌號(hào)；MAPIDD——標(biāo)示碼。
GISOLAP與屬性數(shù)據(jù)在集成型關(guān)聯(lián)方式中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)集成數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)在于具有了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)、檢索以及數(shù)據(jù)完整性等一系列機(jī)制，可利用大二進(jìn)制數(shù)據(jù)類(lèi)型(BLOBS)存儲(chǔ)可變長(zhǎng)的空間數(shù)據(jù)[9]，但同時(shí)存在用戶(hù)不能自定義數(shù)據(jù)字段、缺乏空間SQL等缺點(diǎn)。
采用GISOLAP數(shù)據(jù)模型可以較好地解決這些不足之處。如圖3所示，地理實(shí)體的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)均由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)RDBMS來(lái)管理，系統(tǒng)充分利用RDBMS(如Oracle)的數(shù)據(jù)挖掘功能，根據(jù)OLAP可能的查詢(xún)預(yù)先生成一系列視圖集，這些視圖集和OLAP的輔助信息共同組成快速空間分析的基礎(chǔ)。
集成型關(guān)聯(lián)方式與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)合得比混合型更為緊密，它將坐標(biāo)數(shù)據(jù)存放為相關(guān)表，地形數(shù)據(jù)存放在同一庫(kù)中的另一個(gè)表中(如圖2所示)。屬性數(shù)據(jù)可以與空間數(shù)據(jù)一起存放，也可以獨(dú)立存放，通過(guò)相關(guān)連接訪(fǎng)問(wèn)(Healey，1991)。
集成型關(guān)聯(lián)方式的優(yōu)點(diǎn)在于具有了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)、檢索以及數(shù)據(jù)完整性等一系列機(jī)制，可利用大二進(jìn)制數(shù)據(jù)類(lèi)型(BLOBS)存儲(chǔ)可變長(zhǎng)的空間數(shù)據(jù)，但同時(shí)存在用戶(hù)不能自定義數(shù)據(jù)字段、缺乏空間SQL等缺點(diǎn)。
采用GISOLAP數(shù)據(jù)模型可以較好地解決這些不足之處。
GISOLAP數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用框架圖如圖3所示。
其中空間信息表中，存儲(chǔ)的是記錄地塊的多邊形信息，包括標(biāo)識(shí)號(hào)、弧段排列等位置信息；后面的分組信息、連接信息即上述輔助信息。
屬性信息表中存儲(chǔ)的是空間信息所對(duì)應(yīng)的描述信息，視圖集是利用RDBMS的數(shù)據(jù)挖掘功能所產(chǎn)生的索引信息，如圖4
拓?fù)潢P(guān)系，即點(diǎn)(結(jié)點(diǎn))、線(xiàn)(弧段)、面(多邊形)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在上圖中“多邊形——弧段”拓?fù)潢P(guān)系表(如下表所示)定義了多邊形的空間特征拓?fù)潢P(guān)系；

正如圖中所示，地理實(shí)體的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)均由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)RDBMS來(lái)管理，系統(tǒng)充分利用RDBMS(如Oracle)的數(shù)據(jù)挖掘功能，根據(jù)OLAP可能的查詢(xún)預(yù)先生成一系列視圖集，這些視圖集和OLAP的輔助信息共同組成快速空間分析的基礎(chǔ)。
下面以點(diǎn)圖查詢(xún)(即由空間位置→屬性數(shù)據(jù))為例，詳細(xì)說(shuō)明如下點(diǎn)圖查詢(xún)實(shí)現(xiàn)的是通過(guò)點(diǎn)擊圖中某個(gè)區(qū)域，查詢(xún)到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的一種方法。即當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊某個(gè)區(qū)域或地塊的某個(gè)點(diǎn)，顯示給用戶(hù)的是該點(diǎn)的屬性信息。
編碼規(guī)則如下1.門(mén)牌號(hào)IDD＝路段號(hào)(6位)+弄號(hào)(4位)+門(mén)牌號(hào)(4位)；2.段、居委IDD＝警署編號(hào)(10位)+段號(hào)或居委號(hào)(2位)。
所涉及到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表DWJBQK(即單位基本情況業(yè)務(wù)表)、RK_WJRK(即境外人口業(yè)務(wù)表)等等。
相關(guān)的控制表GIS_IDD_ALLHH(即MAPIDD與HH對(duì)應(yīng)參照表)。表結(jié)構(gòu)如下其中

HH——戶(hù)號(hào)；HHLDH——路段號(hào)；HHXZ——詳址；HHNH——弄號(hào)；HHMPH——門(mén)牌號(hào)；MAPIDD——標(biāo)示碼。
GISOLAP與屬性數(shù)據(jù)在面向?qū)ο箨P(guān)聯(lián)方式中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是一種新型的GIS技術(shù)，雖然被人們看好，但就目前來(lái)說(shuō)，還存在認(rèn)識(shí)方面的分歧[10]，處在進(jìn)一步研究階段。眾恒公司根據(jù)開(kāi)發(fā)PSGIS系統(tǒng)的實(shí)踐，提出了GISOLAP數(shù)據(jù)模型在面向?qū)ο箨P(guān)聯(lián)方式中的解決方案。如圖5。
如圖5所示，地理實(shí)體是一種對(duì)象，每個(gè)對(duì)象被認(rèn)為是集合的一員，對(duì)象的每一類(lèi)屬于更高一級(jí)的類(lèi)并繼承其特性(如對(duì)象-多邊形類(lèi)-多邊形1...)?？臻g數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)通過(guò)聯(lián)機(jī)分析OLAP來(lái)實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)末尾的輔助信息和屬性數(shù)據(jù)中的“視圖集”相連接，并以二維關(guān)系表的形式來(lái)存儲(chǔ)，用它表示復(fù)雜的空間關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；當(dāng)用戶(hù)進(jìn)行空間分析或?qū)傩圆樵?xún)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)先掃描這些二維關(guān)系表來(lái)快速捕捉空間關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，在最短時(shí)間內(nèi)將查詢(xún)結(jié)果在空間數(shù)據(jù)集合、屬性數(shù)據(jù)集合中定位，然后提供給用戶(hù)準(zhǔn)確的查詢(xún)和分析結(jié)果。
本發(fā)明是將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)與OLAP技術(shù)引入到GIS的數(shù)據(jù)模型中，實(shí)現(xiàn)GIS的聯(lián)機(jī)分析并加強(qiáng)GIS對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析功能，從而拓寬了GIS的研究領(lǐng)域。
GISOLAP數(shù)據(jù)模型充分利用了現(xiàn)有完善的大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和先進(jìn)的面向?qū)ο笏枷耄訉捔丝臻g數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的通道，充分發(fā)揮了GIS的空間分析功能，提高了處理效率。
權(quán)利要求
1.一種地理信息聯(lián)機(jī)分析數(shù)據(jù)模型包括空間數(shù)據(jù)文件，用于存儲(chǔ)基本實(shí)體對(duì)象的空間關(guān)系，并且，在所述空間數(shù)據(jù)文件末尾加入有輔助信息，所述輔助信息包括對(duì)空間數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預(yù)處理結(jié)果以及由此產(chǎn)生新的空間關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)文件，用于存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，該屬性數(shù)據(jù)文件包含視圖集，通過(guò)對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、分類(lèi)、建立臨時(shí)索引等處理而建立；二維關(guān)系表，用于表示所述空間數(shù)據(jù)文件中的輔助信息與所述屬性數(shù)據(jù)中的視圖集的空間關(guān)系與網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明提供一種地理信息聯(lián)機(jī)分析數(shù)據(jù)模型與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法。所述數(shù)據(jù)模型包括空間數(shù)據(jù)文件，用于存儲(chǔ)基本實(shí)體對(duì)象的空間關(guān)系，并且，在所述空間數(shù)據(jù)文件末尾加入有輔助信息，所述輔助信息包括對(duì)空間數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預(yù)處理結(jié)果以及由此產(chǎn)生新的空間關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)文件，用于存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，該屬性數(shù)據(jù)文件包含視圖集，通過(guò)對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、分類(lèi)、建立臨時(shí)索引等處理而建立；二維關(guān)系表，用于表示所述空間數(shù)據(jù)文件中的輔助信息與所述屬性數(shù)據(jù)中的視圖集的空間關(guān)系與網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1435790SQ0211069
公開(kāi)日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者高建強(qiáng), 王占宏, 金笑天, 黎治華, 范大凱 申請(qǐng)人:上海眾恒信息產(chǎn)業(yè)有限公司