CN103049461A

CN103049461A - 空间索引的产生方法与图形对象显示方法

Info

Publication number: CN103049461A
Application number: CN2011103174270A
Authority: CN
Inventors: 许以龙; 方耀民; 周天颖
Original assignee: SKYEYES GPS TECHNOLOGY Co
Current assignee: SKYEYES GPS TECHNOLOGY Co
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明提供一种空间索引的产生方法，用以建立空间数据的空间索引，该方法的步骤包括：读取空间数据中所包含的对象总数，并依据对象总数及预设的分割单位来运算得到分割格数。接着再依据分割格数将空间数据分割成多个空间区域，并依据上述的空间区域以及空间数据中的至少一个图形对象来产生空间索引。通过上述方法，本发明所产生的空间索引所需占用存储空间能控制在适当的范围，并且，所产生的空间索引用来进行空间数据的图形对象的搜索，能够适当地减少搜索处理所需的时间。

Description

空间索引的产生方法与图形对象显示方法

技术领域

本发明设计一种索引的产生方法，特别设计一种空间索引的产生方法与空间数据的图形对象显示方法。

背景技术

地图是图形数据中的一种，描述地球表面空间事物的工具，随着科技的进步及信息的交流与传递突飞猛进，人类的活动也更加复杂与广泛，因此对于地图的意义与展现的要求就会更加提升。因此，使得地图上每一个点、线及面的表现都可以加以控制与操作，是一件越来越重要的课题。

针对上述需求，地理信息系统(Geographic Information System，GIS)便应运而生。地理信息系统是一门科技整合下的科学，整合了地理数学、地图测量与计算机科学等。数据是地理信息系统的核心，数据的种类主要分成空间数据(Spatial Data)和属性数据(Attribute Data)，其中空间数据包含点、线或面的图例与对象，而属性数据则是描述了所述对象与图例的内涵及信息。

地理信息系统的主要任务之一是提供使用者空间数据中对象及图例的查询功能，而因为数据的越趋庞大，便需要较为有效率的对象及图例的搜寻方法，以加快搜寻处理的速度。空间索引(Spatial Index)的技术便是用以提升空间数据中图例及对象的搜寻速度。

一般空间索引的建立方式是将整份空间数据切成预先设定的格数，然后再将每一格进一步依据前述预先设定的格数切成更多小格，一共作三阶层的切割，来形成空间索引。但是，因为每个空间数据中的对象数目都不相同，若切割出的格子中包含过多的对象，所形成的空间索引的效率就不够理想，并且空间索引本身可能会占用过大的存储空间；而若切割出的格子中的对象过少甚至是没有对象，便会造成存储空间的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间索引的产生方法与空间数据的图形对象显示方法，以解决怎样提升空间数据中图形对象的搜寻效率并适度减少空间索引所需的存储空间的问题。

本发明采用以下的技术方案：

本发明首先提供一种图形对象显示方法，适用于一计算机系统显示一地理信息系统中的该图形对象，方法包括：取得该地理信息系统中的一空间数据中所包含的一对象总数；依据该对象总数及预设的一分割单位来运算得到一分割格数；依据该分割格数将该空间数据分割成多个空间区域；依据上述的所述空间区域以及该空间数据中的至少一个图形对象之间的关联性来产生一空间索引；当接收到欲搜寻该空间数据中的一特定区域中所包含的所述图形对象的一指令，根据该指令读取该特定区域在该空间数据中对应的该空间索引；依据所读取的该空间索引，检索该特定区域中涵盖的所述图形对象的数据；以及显示该空间数据的该特定区域及所检索的所述图形对象。

进一步地，其中取得该对象总数的方式是通过纪录在该空间数据的一文件头数据中取得或是通过浏览该空间数据的内容以计算出该对象总数取得。

进一步地，其中运算得到该分割格数是依据该对象总数除以该分割单位所产生的一运算结果来得到该分割格数。

进一步地，其中所分割出的所述空间区域的长宽比例是与该空间数据的长宽比例相同。

进一步地，其中该空间索引中分别纪录了每个所述空间区域所涵盖到的所述图形对象。

进一步地，其中该空间索引中分别纪录了每个所述图形对象所接触到的所述空间区域。

进一步地，还包含利用一标记列来纪录已检索到数据的所述图形对象，避免所述图形对象重复检索。

进一步地，还包含依据该特定区域裁切所检索的所述图形对象。

本发明再提供一种空间索引的产生方法，适用于一计算机系统显示一地理信息系统中的该图形对象时，提供搜寻该图形对象所需的空间索引，该方法包括：取得该空间数据中所包含的一对象总数；依据该对象总数及预设的一分割单位来运算得到一分割格数；依据该分割格数将该空间数据分割成多个空间区域；以及依据上述的所述空间区域以及该空间数据中的至少一个图形对象之间的关连性来产生该空间索引。

进一步地，其中取得该对象总数的是方式是通过纪录在该空间数据的一文件头数据中取得或是通过浏览该空间数据的内容以计算出该对象总数取得。

本发明具有如下的优点和积极效果：

通过上述方法，本发明所产生的空间索引所需占用存储空间能控制在适当的范围，并且，所产生的空间索引用来进行空间数据的图形对象的搜索，能够适当地减少搜索处理所需的时间。

附图说明

图1为本发明空间索引产生系统的一种实施例的方块示意图；

图2为本发明空间索引的产生方法的一种实施例的流程图；

图3为本发明空间数据的图形对象显示方法的一种实施例的流程图；以及

图4为空间数据的一种实施例的示意图。

具体实施方式

请参照图1，图1为空间索引产生系统的一种实施例的方块示意图。空间索引产生系统10包含有存储单元11、检索单元13、运算单元15以及分割单元17。存储单元11电性连接于检索单元13、运算单元15以及分割单元17，且运算单元15电性连接于检索单元13、存储单元11以及分割单元17。上述的空间索引产生系统可以是具有执行软件或程序代码以对硬件进行运算控制的电子装置，例如是各式的计算机系统，但本发明并不以此为限。

在一实施例中，存储单元11中存有地理信息系统(Geographic InformationSystem，GIS)的空间数据111(spatial data)。空间数据111中纪录了与地理实体相关的图形对象以及丨些图例的数据，例如地图上的河流、道路或建筑物的位置坐标及形状等等。一般而言，不同性质的对象会纪录在空间数据111的不同图层中，方便进行管理与分析，比如说，建筑物的图形对象是纪录在第一图层，道路的图形对象则是纪录在第二图层等。

检索单元13是用来检索存储在存储单元11中的空间数据111内所包含的图形对象的对象总数，并将对象总数传送至运算单元15。一般而言，对象总数会纪录在空间数据111的文件头数据(header)中，因此检索单元13只要读取空间数据111的文件头数据就可以得知对象总数。或者，检索单元13可以是浏览整个空间数据111的内容，以计算出空间数据111的对象总数。

运算单元15中预先设定有分割单位，分割单位是依据多次实验得到的一个数据，代表空间索引将空间对象分割成多个空间区域后，每个空间区域中所包含的图形对象的最佳数目，其中，所谓最佳数目指的是当利用空间索引来进行图形对象的搜索时，平均上花费时间最短的切割方式之的每空间区域中的对象数目，也就是在搜索图形对象时最有效率的每空间区域的对象数目。运算单元15接收到检索单元13传送而来的对象总数后，便将对象总数除以分割单位来得到运算结果，并依据运算结果来决定空间数据111的分割格数，然后再将分割格数传送至分割单元17以产生空间数据111的空间索引。

举例来说，若空间数据111的对象总数是1000，分割单位为10，两者相除所得到的运算结果为100，此即代表空间数据111最理想的分割格数为100格。当然，所计算出的运算结果很有可能是不规则的数字，甚至有可能不是整数，因此，运算结果可以是用百位数来进行四舍五入以得到分割格数，或是利用其它的数据处理方式来得到较易处理的分割格数，方便分割单元17进行后续处理。

分割单元17用来接收运算单元15所产生的分割格数，并依据分割格数将空间数据111进行分割，以产生空间索引。在一较佳实施例中，空间索引所分割出的空间区域的长宽比例与空间数据111的长宽比例相同，也就是说，若分割格数是100的话，分割单元17就会将空间数据111以10乘10的方式切割成100个空间区域，如此分割出的空间区域的长宽比例才会与空间数据111的长宽比例相同。当然，分割出的空间区域的长宽比例也可以是与空间数据111的长宽比例不同，并不以此为限。

分割单元17在分割完空间数据111后，便会纪录每个分割出的空间区域中包含了哪些图形对象，或是纪录每个图形对象接触到哪些空间区域等信息，以产生空间索引。换句话说，空间索引中所纪录的数据可以包含有每个空间区域的坐标、每个空间区域所涵盖到的图形对象，或是每个对象所接触到的空间区域等信息，而当使用者欲寻找某特定区域内的某些图形对象时，查询的系统便可以通过先查询空间索引来迅速得到初步查询结果，然后才真正去读取空间数据111中所需要显示的图形的数据，如此一来，查询系统就不需要在每次查询时都把整份空间数据111都浏览过，能够大幅减少图形对象查询所花费的时间。

请参照图2，图2为本发明空间索引的产生方法的一种实施例的流程图，该方法可以用于计算机系统显示地理信息系统中的图形对象时，提供搜寻该图形对象所需的空间索引，关于此计算机系统的实施方式可以配合参阅图1的空间索引产生系统10，而以下以空间索引产生系统10举例说明，但需注意的是本发明并不以此为限。空间索引产生系统10包含有存储单元11、检索单元13、运算单元15以及分割单元17。前述方法的步骤包括：利用检索单元13来检索空间数据111中所包含的图形对象的对象总数(S101)，其中检索单元13可以是通过读取空间数据111的文件头数据来得到对象总数，或是浏览整个空间数据111的内容以计算得到对象总数。

运算单元15可以将检索单元13所得到的对象总数及预设的分割单位来进行运算，以得到分割格数(S103)。前述将对象总数与分割单位进行运算，可以是将对象总数除以分割单位以产生运算结果，然后再依据运算结果来决定分割格数。接着，分割单元17依据分割格数将空间数据111分割成多个空间区域(S105)，并依据上述的空间区域以及空间数据111中的至少一个图形对象来产生空间索引(S107)。值得一提的是，所分割出的空间区域的长宽比例可以是与空间资料111的长宽比例相同，并且，空间索引中可以是纪录有空间区域的坐标、每个空间区域中包含的图形对象，或是纪录有每个图形对象所接触到的空间区域的信息。

请参照图3，图3为本发明空间数据的图形对象显示方法的一种实施例的流程图，此图3为计算机系统依据图2建立空间索引后显示图形对象的方法。图3方法的流程步骤包含：当计算机系统接收到使用者输入欲搜寻空间数据111中的特定区域中所包含的图形对象的指令(S201)。例如，当使用者用鼠标光标框选地图上的某区块进行放大检视时，便需要查询该区块中所包含的图形对象来进行显示，供使用者观看，也就是说，所谓接收到搜寻图形对象的指令，不一定非得是要使用者真的输入查询指令，只要是使用者作任何需要观看地图的动作，即有可能需要进行图形对象的寻找及显示。

在收到图形对象的查询指令后，计算机系统便会读取空间索引来进行图形对象的搜寻(S203)，并从空间索引中得知特定区域所涵盖的是哪些图形对象(S205)。前述得知特定区域所涵盖的图形对象，可以是先比对特定区域所涵盖到的空间区域，再进一步从空间索引读取所述空间区域中所涵括的图形对象。在得知特定区域所涵盖的图形对象后，计算机系统便从空间数据111中读取所述图形对象的数据(S207)，然后再显示特定区域以及其中所包含的图形对象供使用者观看(S209)。

另外，上述图形对象显示方法中还可以包含：利用标记列来纪录已检索到数据的图形对象，避免图形对象重复检索的步骤。举例来说，假设特定区域中包含有空间区域一和空间区域二，其中空间区域一和二均包含有部分的图形对象一，也就是说，空间区域一和空间区域二的空间索引列表中皆有图形对象一，若并未利用标计列来进行对象的统计，当计算机系统读取图形对象的数据时，便有可能会读取图形对象一的数据两次(因为空间区域一和空间区域二中都有图形对象一)，造成检索时间的延长以及处理资源的浪费。

又，前述图形对象显示方法在显示图形对象供使用者观看的步骤前，也可以包含有依据特定区域裁切所检索的图形对象的步骤。也就是说，在显示图形对象之前，可以将图形对象突出特定区域的部分裁掉，只显示包含在特定区域内的该图形对象，以加快显示的处理速度。

请参照图4，图4为空间数据的一种实施例的示意图。图4中所示的空间数据111是切割成8乘8的空间区域，也就是切割成64格，其中包含有建筑物的图形对象21到28，以及道路的图形对象31到36。在本实施例中，当使用者框选特定区域A进行显示时，显示装置会先读取空间索引以得知特定区域A中所包含的图形对象。

如图4所示，特定区域A涵盖到了第4到7列的第3到5行的空间区域，因此计算机系统便会读取上述空间区域的空间索引，以得知所述空间区域所涵盖及接触到的图形对象。在本实施例中，空间区域第4到7列的第3到5行所涵盖及接触到的图形对象为23、24、26、27和28，其中图形对象26是与涵盖特定区域A的空间区域接触但不被特定区域A所涵盖，因此计算机系统便只从空间数据111中读取上述图形对象的信息(如坐标、形状等等)来进行显示，其中图形对象26超出特定区域A之外不显示，而图形对象23和24则可以进行裁切，只显示包含在特定区域A内的部分。

综上所述，通过本发明的空间索引的产生方法，可以确保每个空间数据产生空间索引时的分割方式都是合适的，不会有每个格子中包含了过多或是过少的图形对象的情况发生，以提升空间索引的使用效率。

Claims

1.一种图形对象显示方法，其特征在于，适用于一计算机系统显示一地理信息系统中的该图形对象，方法包括：

取得该地理信息系统中的一空间数据中所包含的一对象总数；

依据该对象总数及预设的一分割单位来运算得到一分割格数；

依据该分割格数将该空间数据分割成多个空间区域；

依据上述的所述空间区域以及该空间数据中的至少一个图形对象之间的关联性来产生一空间索引；

当接收到欲搜寻该空间数据中的一特定区域中所包含的所述图形对象的一指令，根据该指令读取该特定区域在该空间数据中对应的该空间索引；

依据所读取的该空间索引，检索该特定区域中涵盖的所述图形对象的数据；以及

显示该空间数据的该特定区域及所检索的所述图形对象。

2.如权利要求1所述的图形对象显示方法，其特征在于，其中取得该对象总数的方式是通过纪录在该空间数据的一文件头数据中取得或是通过浏览该空间数据的内容以计算出该对象总数取得。

3.如权利要求1所述的图形对象显示方法，其特征在于，其中运算得到该分割格数是依据该对象总数除以该分割单位所产生的一运算结果来得到该分割格数。

4.如权利要求1所述的图形对象显示方法，其特征在于，其中所分割出的所述空间区域的长宽比例是与该空间数据的长宽比例相同。

5.如权利要求1所述的图形对象显示方法，其特征在于，其中该空间索引中分别纪录了每个所述空间区域所涵盖到的所述图形对象。

6.如权利要求1或5所述的图形对象显示方法，其特征在于，其中该空间索引中分别纪录了每个所述图形对象所接触到的所述空间区域。

7.如权利要求6所述的图形对象显示方法，其特征在于，还包含利用一标记列来纪录已检索到数据的所述图形对象，避免所述图形对象重复检索。

8.如权利要求7所述的图形对象显示方法，其特征在于，还包含依据该特定区域裁切所检索的所述所述图形对象。

9.一种空间索引的产生方法，其特征在于，适用于一计算机系统显示一地理信息系统中的该图形对象时，提供搜寻该图形对象所需的空间索引，该方法包括：

取得该空间数据中所包含的一对象总数；

依据该分割格数将该空间数据分割成多个空间区域；以及

依据上述的所述空间区域以及该空间数据中的至少一个图形对象之间的关连性来产生该空间索引。

10.如权利要求9所述的空间索引的产生方法，其特征在于，其中取得该对象总数的是方式是通过纪录在该空间数据的一文件头数据中取得或是通过浏览该空间数据的内容以计算出该对象总数取得。

11.如权利要求9所述的空间索引的产生方法，其特征在于，其中运算得到该分割格数是依据该对象总数除以该分割单位所产生的一运算结果来得到该分割格数。

12.如权利要求9所述的空间索引的产生方法，其特征在于，其中所分割出的所述空间区域的长宽比例是与该空间数据的长宽比例相同。

13.如权利要求9所述的空间索引的产生方法，其特征在于，其中该空间索引中分别纪录了每个所述空间区域所涵盖到的所述图形对象。

14.如权利要求9或13所述的空间索引的产生方法，其特征在于，其中该空间索引中分别纪录了每个所述图形对象所接触到的所述空间区域。