CN102306156A - 用于交互式地编辑gis拓扑数据集的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，拓扑数据集包括拓扑对象，其拓扑对象的类型包括结点、线段、面域，其特征在于：方法主要包括如下步骤：(a)设计与加载初始多层数据集；设计相应拓扑数据集层并用相应拓扑对象完成编辑数据，通过应用程序编程接口(API)完成渲染并加载到地理信息系统(GIS)中。(b)用户自定义多类型拓扑数据；用户打开初始多层数据集，根据自己需要在初始多层数据集中自定义编辑数据，通过应用程序编程接口完成拓扑数据的自定义数据渲染，并加载到地理信息系统中，本发明通过用户自定义实现本地数据加载及渲染，提高了数据的质量与准确度，而且可以实现用户数据的保密性和灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种GIS数据编辑技术，具体涉及一种用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法。
背景技术
地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术；
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物；是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统，是由多个主机、多个数据库的无线终端，并由客户机与服务器(HTTP服务器及应用服务器)相连所组成的，GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具；从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，为人们生活提供便利；
传统的GIS由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广；而WebGIS的特点是全球化的客户/服务器应用全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新；由于Internet的爆炸性发展，Web服务正在进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会；WebGIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询；但传统的GIS在数据支持上不是很开放，大都利用现成的地图服务提供商如谷歌、百度的地图服务器提供的地图图片作为背景显示，而且实现用户不能自定义所需数据，使得数据灵活性差。
发明内容
本发明的目的是通过用户自定义实现本地数据加载及渲染，提高了数据的灵活性的一种用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法。
实现本发明目的的技术方案是提供一种用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，拓扑数据集包括拓扑对象，其拓扑对象的类型包括结点、线段、面域，其方法主要包括如下步骤：
(a)、设计与加载初始多层数据集；设计相应拓扑数据集层如背景层、静态地图层、动态地图层、装饰层及其他数据层，并用相应拓扑对象如结点、线段、面域完成编辑数据，然后通过统一的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)完成相应数据集层的渲染并加载在地理信息系统(GIS)。
(b)、用户自定义多类型拓扑数据；用户在地理信息系统(GIS)中打开初始多层数据集，用户可以根据自己需要在初始多层数据集中自定义编辑数据，通过统一的应用程序编程接口(Application ProgrammingInterface，API)完成拓扑数据的自定义数据渲染，并加载到地理信息系统(GIS)。
在步骤a中，数据集层的编辑步骤如下：选择需要编辑的单层数据集，用拓扑对象如结点、线段、面域完成定位多个单独初步数据集，此多个单独初步数据集通过应用程序编程接口(API)时，应用程序编程接口(API)用先将多个(大于或等于2个)单一数据集的多边形分为多组线的集合，再分别对多组线进行打散处理，形成平面上的点阵，根据点阵中点的相互距离关系算出相交部分，合并这些点形成闭合的线，最后再转化为多边形作为渲染结果，完成由应用程序编程接口(API)对相应数据集的渲染，然后加载到地理信息系统(GIS)。
在步骤b中，用户自定义编辑所需渲染数据步骤如下：用户在地理信息系统(GIS)中选择需要自定义编辑的数据集层，如果用户使用拓扑对象如结点、线段、面域编辑所需的数据，则由系统内置的应用程序编程接口(API)对用户自定义的数据经打散、计算相交部分、合并打散的点形成闭合的线、转化成多边形完成用户自定义渲染，并加载到地理信息系统(GIS)；如果用户使用特殊数据进行编辑所需数据，此数据由系统内置的应用程序编程接口(API)通过重写法实现用户自定义数据的渲染，并加载到地理信息系统(GIS)。
所述重写法即为方法覆盖，是应用程序编程接口(API)具有的一种新扩展功能，可以根据用户自己的数据定义自己的对象，若对象中的方法与父类中的某一方法具有相同的方法名、则返回类型和参数表，则新方法将覆盖原有的方法。
本发明具有积极的效果：本发明中，交互式地编辑GIS拓扑数据集具有多层数据集，使数据渲染美化效果好，而且提供了一套统一的API(应用程序编程接口)可以实现用户自定义数据渲染效果，由于用户可以自定义对GIS数据拓扑数据集理行编辑、修改，使数据集中数据得到及时有更新以适应道路情况的变化，而且可以提高数据的质量和数据的准确度，同时由于用户可以自定义相关数据渲染，进一步提高了数据的灵活性。并且系统可以实现多重数据类型的加载，当用户自定义数据系统中没有内嵌支持的类型时，系统可以通过重写法完成对用户自定义数据的渲染及加载，使其适用性提高，而且可以实现用户数据的保密性和灵活性。
附图说明
图1为本发明的主要步骤框图；
图2为图1中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的数据集层的编辑步骤框图；
图3为图2中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的数据集层的编辑的示意图；
图4为图1中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的用户自定义编辑数据步骤框图；
图5为图1中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的用户用鼠标正在编辑的示意图；
图6为图5中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的用户编辑完成的示意图。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图6显示了本发明的具体实施例，其中图1为本发明的主要步骤框图；图2为图1中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的数据集层的编辑步骤框图；图3为图2中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的数据集层的编辑的示意图；图4为图1中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的用户自定义编辑所需渲染数据步骤框图；图5为图1中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的用户用鼠标正在编辑的示意图；图6为图5中所示的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法中的用户编辑完成的示意图。
一种用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，拓扑数据集包括拓扑对象，其拓扑对象的类型包括结点、线段、面域，方法主要包括如下步骤：
(a)、设计与加载初始多层数据集100；设计相应拓扑数据集层101如背景层、静态地图层、动态地图层、装饰层及其他数据层，并用相应拓扑对象如结点、线段、面域完成编辑数据，然后通过统一的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)300完成相应数据集层的渲染并加载在地理信息系统(GIS)400。
(b)、用户自定义多类型拓扑数据200；用户打开初始多层数据集，用户可以根据自己需要在初始多层数据集中自定义编辑数据201，通过统一的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)300完成拓扑数据的自定义数据渲染，并加载到地理信息系统(GIS)400。
在步骤a中，数据集层101的编辑步骤如下：选择需要编辑的单层数据集1011，用拓扑对象如结点、线段、面域完成定位多个单独初步数据集1012，此多个单独初步数据集通过应用程序编程接口(API)300时，应用程序编程接口(API)300用先将多个(大于或等于2个)单一初步数据集1012的多边形10121分为多组线10122的集合，再分别对多组线10122进行打散处理10123，形成平面上的点阵10124，根据点阵中点的相互距离关系算出相交部分10125，合并这些点形成闭合的线，最后再转化为多边形10126作为渲染结果，完成由应用程序编程接口(API)300对相应数据集的渲染，然后加载到地理信息系统(GIS)400。
在步骤b中，用户自定义编辑数据201步骤如下：用户选择需要自定义编辑的数据集层2011，如果用户使用拓扑对象2012如结点、线段、面域编辑所需的数据20121，则由系统内置的应用程序编程接口(API)300对用户自定义的数据经打散20122、计算相交部分20123、合并打散的点形成闭合的线20124、转化成多边形20125完成用户自定义渲染，并加载到地理信息系统(GIS)400；如果用户使用特殊数据2013进行编辑所需数据，此数据由系统内置的应用程序编程接口(API)300通过重写法301实现用户自定义数据的渲染，并加载到地理信息系统(GIS)400。
所述重写法即为方法覆盖，是应用程序编程接口(API)具有的一种新扩展功能，可以根据用户自己的数据定义自己的对象，若对象中的方法与父类中的某一方法具有相同的方法名、则返回类型和参数表，则新方法将覆盖原有的方法。
支持多层数据加载，例如，一个简单的地图可以分层为背景层，如海洋、陆地、地球边界；静态地图层，如城市位置、道路、河流、行政区域；动态地图层，如标记点、用于计算距离的线段或者面积的多边形、文字标签；装饰层，如指南针，比例尺，徽标，图例等。它支持多类型数据加载，主要分为示例数据和栅格数据
如图3它提供的诸多空间分析方法的一种，斜线和花点是两个多边形，他们均是带一个内环的复杂多线性，使用我们提供的API可以很容易找出横线相交部分，具体步骤如下：先将2个多边形分解为2组线的集合，然后在分别对两组线进行打散处理，形成平面上的点阵，根据距离关系算出相交部分，再合并点集合形成闭合的线，最后转化为多边形作为结果。
我们使用一种自有规范定义文本来代表地图上一个向量几何对象，空间对象和空间参考系之间的转换空间参考系统，可以图形数据具有可读性。同时它可以被转换为二进制节约存储空间，用于传输和存储在数据库中代表相同的信息，这些格式是符合开放式地理空间联盟(OGC)公布的标准，并提供其在简单功能接入及坐标转换服务的规范描述。
图4显示了用户编辑并加载GIS中的相应框图，用户编辑有多种数据编辑方法，可以按API中设置好的方法进行编辑，API就会按正常的处理方法对用户数据进行处理并加载在GIS中，用户如果使用的数据不在API预设方法中时，API会对其重写法对其进行处理得出用户想要的渲染效果。
图5显示了用户正在用鼠标进行自定义数据编辑，除鼠标外还可以用可以编辑的其他工具完成，图6是图5中用户自定义编辑经系统中API处理后显示出来的渲染效果。
拓扑对象的类型包括结点、线段、面域及其组合的其他图形；如下表所示，
在硬件方面，该系统采用IBM的System x系列服务器并具有有以下特点：
多源服务聚合结构：
聚合服务管理员通过配置聚合服务装配出聚合后的GIS服务，并将该服务通过北斗物联系统发布。用户通过访问聚合之后的GIS服务获取GIS功能而无需关心内部处理过程。系统内部会根据装配过程中的聚合配置文件记录的信息，创建服务节点类型对应类型的GIS服务提供者，GIS服务提供者从各类服务来源获取到GIS功能并返回给聚合后的GIS服务。
整个服务聚合过程对于用户来讲是透明的，通过GIS服务提供者实现了对多源服务的封装和统一，使其在体系架构层次上实现了对多源异构服务的无缝集成与聚合。分布式层次集群技术：
该系统实现了地理信息服务的分布式集群架构，支持服务节点以及集群节点的跨地域、跨级别的分布式部署，支持对集群自身的容错与负载均衡，支持在集群内部上级集群节点对下级集群节点进行集群。
它的集群技术包含以下特点：
▼客户端的集群，集群能力可以部署在客户端。
▼冗余集群，GIS服务器可以被多个集群服务器同时集群，提供系统的服务容错能力。
▼对集群的集群，一组集群服务器可以对另一组集群服务器进行集群，实现GIS服务在地域、物理上的层次分布。
集群服务器除了可以统一GIS服务器资源以外，还允许其他集群服务器注册到集群中，组成一个树状集群结构。这种结构可以实现GIS服务在地域、物理上的层次分布。例如，县级统计局有一套基于县级数据的集群服务器，提供相应的GIS数据服务；市级统计局除了需要本市GIS数据服务以外，还需要县级GIS数据服务，因此，市级统计局可以组织一个树状的集群结构，将县级集群服务器注册到市级集群服务中，那么通过市级集群服务器发布的数据即统一了本市各类GIS服务资源也整合了县级对应的GIS数据服务资源。这种集群结构适用于大型企业级分布式应用需求，可以使系统容错和负载平衡的能力得到进一步提高。
客户端通过Internet向指定的集群服务器发出服务请求；如果连接成功，那么集群服务器会根据客户端请求去搜索GIS服务器信息列表，查找出满足条件的GIS服务器；集群服务器根据动态负载平衡原则和GIS服务器信息将任务分配给某一具体的GIS服务器；此时，客户端会通过集群服务器去连接提供服务的GIS服务器，从而去获取服务和地图数据。多层次缓存机制：
提供了全新的多层次缓存机制，缓存包括文件缓存和内存缓存，缓存机制贯穿GIS服务提供者、GIS服务组件和GIS服务接口整个系统服务层。常用的地图数据支持：矢量数据与栅格数据。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，拓扑数据集包括拓扑对象，其拓扑对象的类型包括结点、线段、面域，其特征在于：方法主要包括如下步骤：
(a)、设计与加载初始多层数据集；设计相应多层拓扑数据集层如背景层、静态地图层、动态地图层、装饰层及其他数据层，并用相应拓扑对象如结点、线段、面域完成编辑数据，然后通过统一的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)完成相应数据集层的渲染并加载到地理信息系统(GIS)中。
(b)、用户自定义多类型拓扑数据；用户打开初始多层数据集，用户可以根据自己需要在初始多层数据集中自定义编辑数据，通过统一的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)完成拓扑数据的自定义数据渲染，并加载到地理信息系统(GIS)中。
2.根据权利要求1所述的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，其特征在于：在步骤a中，数据集层的编辑步骤如下：选择需要编辑的单层数据集，用拓扑对象如结点、线段、面域完成定位多个单独初步数据集，此多个单独初步数据集通过应用程序编程接口(API)时，应用程序编程接口(API)用先将多个(大于或等于2个)单一初步数据集的多边形分为多组线的集合，再分别对多组线进行打散处理，形成平面上的点阵，根据点阵中点的相互距离关系算出相交部分，合并这些点形成闭合的线，最后再转化为多边形作为渲染结果，完成由应用程序编程接口(API)对相应数据集的渲染，然后加载到地理信息系统(GIS)中。
3.根据权利要求1所述的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，其特征在于：在步骤b中，用户自定义编辑数据步骤如下：用户选择需要自定义编辑的数据集层，如果用户使用拓扑对象如结点、线段、面域编辑所需的数据，则由系统内置的应用程序编程接口(API)对用户自定义的数据经打散、计算相交部分、合并打散的点形成闭合的线、转化成多边形完成用户自定义渲染，并加载到地理信息系统(GIS)；如果用户使用特殊数据进行编辑所需数据，此数据由系统内置的应用程序编程接口(API)通过重写法实现用户自定义数据的渲染，并加载到地理信息系统(GIS)中。
4.根据权利要求3所述的用于交互式地编辑GIS拓扑数据集的方法，其特征在于：所述重写法即为方法覆盖，是应用程序编程接口(API)具有的一种新扩展功能，可以根据用户自己的数据定义自己的对象，若对象中的方法与父类中的某一方法具有相同的方法名、则返回类型和参数表，新方法将覆盖原有的方法。
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