專利名稱：一種空間數(shù)據(jù)庫可視化查詢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是將可視化方法應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的査詢接口中，從而方便非計(jì)算機(jī)專業(yè)人 員查詢GIS等應(yīng)用數(shù)據(jù)庫。屬于計(jì)算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫科學(xué)的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用已深入到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，許多非計(jì)算機(jī)專業(yè)的用戶，如一個(gè)GIS系統(tǒng)的 用戶常常是一位土木工程師，他們大部分沒有受過SQL語言的編程訓(xùn)練。而這些對數(shù)據(jù)庫編 程語言不熟悉的用戶，難以單獨(dú)去操縱一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的工作。為了有效地解決這個(gè)問題， 可視化技術(shù)可作為一個(gè)主要的輔助手段，尤其是利用可視化語言去操縱數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或査詢 數(shù)據(jù)庫信息。
科學(xué)計(jì)算可視化是80年代后期由美國科學(xué)家提出并發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)。它將 科學(xué)計(jì)算過程中及計(jì)算結(jié)果所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像信息,并可進(jìn)行交互式分析,因而 成為信息爆炸時(shí)代人類分析信息的有力工具.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提出一種可視化査詢方法，該方法通用性強(qiáng)、 可視化程度高并且操作方便。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種數(shù)據(jù)庫可視化査詢方法，該方法包括下列步驟-
1) 建立卡片卡片用卡片名、圖像、類型和參數(shù)來表示，卡片的類型為三種由用 戶定義的代表實(shí)體的卡片、由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系的卡片和由系統(tǒng)定義的代表査詢操作 的卡片；
2) 建立卡片庫、語法集和知識庫集；其中， 卡片庫用于儲(chǔ)存上述卡片，并以卡片為基本單元；
語法集用于描述卡片查詢語言的結(jié)構(gòu)規(guī)律或表達(dá)規(guī)則，即指卡片査詢表達(dá)式的構(gòu)成及變 化規(guī)律；語法集中設(shè)有査詢機(jī)，還包括終極卡片集、非終極卡片集、非終極卡片產(chǎn)生式集、 卡片之間的關(guān)系標(biāo)識符集和卡片參數(shù)集；
知識庫集是針對空間數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域查詢問題求解的需要，采用若干知識表示方式在計(jì)算機(jī) 存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)、組織、管理和使用的互相聯(lián)系的知識片集合。這些知識片包括與空間數(shù)據(jù)庫 領(lǐng)域相關(guān)的理論知識、事實(shí)數(shù)據(jù)、定理和運(yùn)算法則以及常識性知識等；
43) 將卡片庫中三種類型的卡片分別用卡片菜單顯示；
4) 利用査詢機(jī)和卡片組成的卡片査詢語言編程器編制卡片查詢程序， 即在空間 數(shù)據(jù)庫中查詢對象信息的程序；
所述査詢機(jī)由三個(gè)編程盒B0Xi所組成，B01盒中用于存放代表用戶欲査詢的實(shí)體的卡 片，B0X2盒中用于存放代表用戶從數(shù)據(jù)庫中選擇從中査詢的實(shí)體的卡片，B0X3盒用于粘貼一 個(gè)如何查詢的操作或關(guān)系卡片；
5) 執(zhí)行査詢程序；
6) 査詢結(jié)果可按三種或三種之一的形式輸出。三種形式分別為-
a. 將從空間數(shù)據(jù)庫中查詢獲得的信息以圖形形式輸出；
b. 將從空間數(shù)據(jù)庫中査詢獲得的信息以正文形式輸出；
c. 將從空間數(shù)據(jù)庫中査詢獲得的信息存儲(chǔ)在某一臨時(shí)卡片，即一個(gè)工作文件中。 上述步驟4)進(jìn)一步包括下列步驟
41) 在由用戶定義的代表實(shí)體的卡片中，根據(jù)卡片名和圖像，選擇欲査詢的實(shí)體的終極卡 片放入BO^盒中；
42) 在由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系的卡片中，根據(jù)卡片名和圖像，選擇數(shù)據(jù)庫中的代表查
詢范圍的終極卡片放入B0X2盒中；
43) 在由系統(tǒng)定義的代表查詢操作的卡片中，將一個(gè)如何查詢的操作或關(guān)系卡片粘貼于 B0X3盒。
借助于可視化語言程序編輯器，用戶只需根據(jù)上述步驟，激活相應(yīng)的卡片，放入到合適的 B0X中。編輯器根據(jù)卡片所在的BOX,進(jìn)行卡片空間組合，形成了反映檢索要求的查詢請求。 上述步驟41)還包括對所述終極卡片賦予參數(shù)，形成非終極卡片后，放入BOX,盒中。 上述步驟42)還包括對所述終極卡片賦予參數(shù)，形成非終極卡片后，放入B0X2盒中。 本發(fā)明以卡片為基本單元，通過對卡片的調(diào)用和組合，編制一個(gè)對空間數(shù)據(jù)庫的查詢程 序，實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)庫的可視化查詢。


圖1本發(fā)明實(shí)施例終極卡片示意圖2本發(fā)明實(shí)施例非終極卡片示意圖3本發(fā)明實(shí)施例査詢機(jī)示意圖4本發(fā)明實(shí)施例1CQL編程器的可視化形式；圖5本發(fā)明實(shí)施例1 CQL編程器界面；
圖6本發(fā)明實(shí)施例2中將激活的"油井"卡片加入到B0X1中示意圖7本發(fā)明實(shí)施例2中將B0X2中放置了被激活的對象卡片示意圖8本發(fā)明實(shí)施例2中將激活的操作卡片"INSIDE一OF"被放置在B0X3中示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
一種可視化査詢方法，該方法包括下列步驟
1) 建立卡片，卡片用卡片名、圖像、類型和參數(shù)來表示，如圖1所示。卡片的類型為三
種由用戶定義的代表實(shí)體的卡片、由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系的卡片和由系統(tǒng)定義的代表 查詢操作的卡片。
2) 以卡片為基本單元建立卡片庫、語法庫和知識庫。 卡片庫用于儲(chǔ)存上述卡片；卡片庫C由兩個(gè)子集組成C = CUUCS
這里a二 {Card。bjwt I Card = (XB， Xi, OBJECT, Xp) eC}，即由用戶定義的代表實(shí)體的 卡片。
Cs= (Card一 I Card=(X ， Xb PROCESS, Xp) ec}，即由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系或査 詢操作的卡片。
語法庫是所使用的計(jì)算機(jī)卡片查詢語言的語法按一定的關(guān)系組織在一起的集合。用于描 述卡片査詢表達(dá)式的構(gòu)成及變化規(guī)律。
語法集可表示成六元組[T， N, S, P， Q， E ]，
這里，T是一個(gè)非空的有限集，T的元素稱為終極卡片，即不帶參數(shù)的卡片，如圖l所示。 N是一個(gè)非空的有限集，N的元素稱為非終極卡片，即帶有參數(shù)的卡片，如圖2所示。 S EN為開始卡片，稱為査詢機(jī)。語法集中設(shè)有查詢機(jī)，用于數(shù)據(jù)庫查詢操作。查詢機(jī) 由3個(gè)卡片盒B0Xi組成，如圖3所示。
P為非空的有限集，P的元素是產(chǎn)生式。每個(gè)產(chǎn)生式可表示成
r今d C2……Cm ， △, 這里Ci (i = 1, 2，……，m)為卡片， >是傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)生式符號，r 是一個(gè)非終極卡片， △ 是一組產(chǎn)生規(guī)則Pi。 CQL中共有3條產(chǎn)生規(guī)則Pi:
Ph卡片+卡片+新屬性；
P2:卡片+卡片+參數(shù)；
P3: B0X》B0Xi+卡片。 Wi是一個(gè)復(fù)合關(guān)系
<formula>formula see original document page 7</formula>每個(gè)Rik代表了一對(Ri， k)， Ri表卡片Ci和卡片Ck語法屬性之間的關(guān)系，1《k《m。 Q是一個(gè)非空的有限集，其元素是卡片之間的關(guān)系標(biāo)識符。 E是一個(gè)非空的有限集，其元素是卡片參數(shù)。
知識庫集集用于是針對空間數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域査詢問題求解的需要，采用若干知識表示方式在 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)、組織、管理和使用的互相聯(lián)系的知識片集合。這些知識片包括與空間 數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域相關(guān)的理論知識、事實(shí)數(shù)據(jù)、定理和運(yùn)算法則以及常識性知識等；
3) 將卡片數(shù)據(jù)庫中三種類型的卡片分別用卡片菜單顯示，如圖5所示，最左邊一列卡片 表示的是空間數(shù)據(jù)庫中的管理文件；左邊第二列卡片表示了地形地物實(shí)體；最右邊的一列卡 片表示的是系統(tǒng)所能提供的查詢操作。
4) 用査詢機(jī)和卡片菜單組成的可視化語言(CQL)編程器編制在數(shù)據(jù)庫中査詢對象信息 的程序。
CQL編程器的一個(gè)主要部分是查詢機(jī)與卡片菜單，如圖4所示。
圖4中，Ri，……R^卡片代表欲從數(shù)據(jù)庫中查詢的m個(gè)實(shí)體；n……rn卡片分別代表從數(shù) 據(jù)庫中的n個(gè)不同實(shí)體中去査詢。OP卡片表示某個(gè)査詢操作。 xrl……Xrn, X。p， XR1……x^表示每個(gè)卡片的圖像。
^……Pm及PM……pta， p。p表示各個(gè)卡片所定義的參數(shù)值。
這樣，所代表的查詢語句為從n……rn個(gè)實(shí)體中進(jìn)行卡片0P所定義的操作后檢索出 R"……巳種實(shí)體。
如圖5所示，如圖5所示的語言編程器由査詢機(jī)和3列卡片菜單所組成。圖8的中部安 放的是一個(gè)査詢機(jī)圖像，它由3個(gè)盒子B0Xi所組成，并用一個(gè)三維逼真圖形表示。B0X1和 B0X2的端面上有兩個(gè)符號，是世界著名的瑪雅文化中的符號語言，分別表示"找什么？"和 "從哪兒來？"； B0X3端面上的問號我們定義為"如何找？"。本步驟中，用戶首先需將一個(gè)査詢請求分解成三個(gè)部分即査詢什么？從哪些地方去查 詢？以及如何査詢？然后，借助于CQL編程器，通過交互式調(diào)用卡片，就可在屏幕上編制出 查詢數(shù)據(jù)庫的查詢程序。
5)査詢的結(jié)果用圖形輸出。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中用戶希望了解"DETALLE-DR-COSS"項(xiàng)目中的油井情況，其編制可視化查詢程 序如下
清除緩沖區(qū)中已有的CQL指令，等待用戶輸入新査詢指令。
用戶在卡片庫的實(shí)體卡片區(qū)尋找到"油井"卡片，并選擇該卡片，用戶查詢關(guān)于"油井" 的所有信息，無需給出參數(shù)值，然后，選取"油井"卡片激活、放入到B0t。"油井"卡片被 加入到BOX沖，如圖6所示。
然后，定義査詢范圍，即在何處査詢"油井"。用戶在卡片庫中查找對象卡片"PROJECT", 并選擇之，附加參數(shù)"DETALLE-DR-C0SS"，將"PROJECT"卡片激活，并放置到B0X2中，如 圖7所示。
、在定義查詢方式時(shí)，用戶在卡片庫中代表查詢操作的卡片中，査找適合的操作卡片。本 例中，用戶需要激活"INSIDE—0F"卡片，將"INSIDE—OF"卡片附著在查詢機(jī)的升降機(jī)上， 即將該卡片放置到B0X3中，如圖8所示。
該可視化査詢語句的語義是在"DETALLE—DR—C0SS"項(xiàng)目中有哪些油井？ 這樣，在計(jì)算機(jī)屏幕上構(gòu)造了查詢程序，該程序表述了一個(gè)可視化査詢請求檢索 "DETALLE—DRj:0SS"項(xiàng)目中的"油井"情況。
可視化指令編輯完畢后，通過執(zhí)行査詢指令，有四種輸出査詢結(jié)果的方式 查詢結(jié)果以圖形的方式在圖形區(qū)顯示，； 査詢結(jié)果以正文的方式在文本區(qū)顯示；
將查詢結(jié)果存儲(chǔ)在一個(gè)臨時(shí)文件中，即將查詢結(jié)果定義為一個(gè)臨時(shí)卡片。 將査詢結(jié)果按上面描述的三種方法輸出。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中用戶希望了解在項(xiàng)目DETALLE-DR-C0SS中有哪些油井和村莊。與上例的不同之處 在于，編制的可視化査詢程序?yàn)閷⒉僮骺ㄆ?INSIDE—0F"放置到B0X3;在BOX,中放置兩個(gè)實(shí)體對象卡片"0IL_WELL"和"POPULATION";同時(shí)，在B0X2中放置抽象對象卡片"PROJECT", 并對其賦予參數(shù)"proj—name=DETALLE—DR _C0SS"。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)據(jù)庫可視化查詢方法，其特征是，該方法包括下列步驟1)建立卡片卡片用卡片名、圖像、類型和參數(shù)來表示，卡片的類型為三種由用戶定義的代表實(shí)體的卡片、由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系的卡片和由系統(tǒng)定義的代表查詢操作的卡片；2)建立卡片庫、語法集和知識庫集；其中，卡片庫用于儲(chǔ)存上述卡片，并以卡片為基本單元；語法集用于描述卡片查詢語言的結(jié)構(gòu)規(guī)律或表達(dá)規(guī)則，即指卡片查詢表達(dá)式的構(gòu)成及變化規(guī)律；語法集中設(shè)有查詢機(jī)，還包括終極卡片集、非終極卡片集、非終極卡片產(chǎn)生式集、卡片之間的關(guān)系標(biāo)識符集和卡片參數(shù)集；知識庫集是針對空間數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域查詢問題求解的需要，采用若干知識表示方式在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)、組織、管理和使用的互相聯(lián)系的知識片集合；3)將卡片庫中三種類型的卡片分別用卡片菜單顯示；4)利用查詢機(jī)和卡片組成的卡片查詢語言編程器編制卡片查詢程序，即在空間數(shù)據(jù)庫中查詢對象信息的程序；5)執(zhí)行查詢程序；6)輸出查詢結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫可視化査詢方法，其特征是，所述査詢機(jī)由三個(gè)編程 盒B0Xi所組成，B(^盒中用于存放代表用戶欲査詢的實(shí)體的卡片，B0X2盒中用于存放代表 用戶從數(shù)據(jù)庫中選擇從中查詢的實(shí)體的卡片，BOX3盒用于粘貼一個(gè)如何査詢的操作或關(guān)系卡 片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫可視化查詢方法，其特征是，所述步驟4)進(jìn)一步包 括下列步驟41) 在由用戶定義的代表實(shí)體的卡片中，根據(jù)卡片名和圖像，選擇欲査詢的實(shí)體的終極卡 片放入BOX,盒中；42) 在由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系的卡片中，根據(jù)卡片名和圖像，選擇數(shù)據(jù)庫中的代表査詢范圍的終極卡片放入B0X2盒中；43) 在由系統(tǒng)定義的代表査詢操作的卡片中，將一個(gè)如何查詢的操作或關(guān)系卡片粘貼于 B0X3盒。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫可視化査詢方法，其特征是，所述査詢結(jié)果按下列三種或三種之一的形式輸出，三種形式分別為a. 將從空間數(shù)據(jù)庫中查詢獲得的信息以圖形形式輸出；b. 將從空間數(shù)據(jù)庫中査詢獲得的信息以正文形式輸出；C.將從空間數(shù)據(jù)庫中査詢獲得的信息存儲(chǔ)在某一臨時(shí)卡片，即一個(gè)工作文件中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)庫可視化査詢方法，其特征是，所述步驟41)還包括-對所述終極卡片賦予參數(shù)，形成非終極卡片后，放入B0l盒中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)庫可視化査詢方法，其特征是，所述步驟42)還包括: 對所述終極卡片賦予參數(shù)，形成非終極卡片后，放入B0X2盒中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)庫可視化查詢方法，目的是提供一種通用性強(qiáng)、可視化程度高并且操作方便的查詢方法，該包括下列步驟建立卡片卡片用卡片名、圖像、類型和參數(shù)來表示，卡片的類型為三種由用戶定義的代表實(shí)體的卡片、由系統(tǒng)定義的代表空間關(guān)系的卡片和由系統(tǒng)定義的代表查詢操作的卡片；建立卡片庫、語法集和知識庫集；將卡片庫中三種類型的卡片分別用卡片菜單顯示；利用查詢機(jī)和卡片組成的卡片查詢語言編程器編制卡片查詢程序，即在空間數(shù)據(jù)庫中查詢對象信息的程序；執(zhí)行查詢程序；輸出查詢結(jié)果。
文檔編號G06F17/30GK101533405SQ200910031038
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者華 金, 鞠時(shí)光 申請人:江蘇大學(xué)