CN108108360B - 一种基于地理信息的时态数据管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地理信息的时态数据管理方法，涉及地理信息技术领域，其特征在于该方法包括如下步骤：创建对象类及对象类信息表；创建、更新对象类时态相关元数据表；插入时态数据；更新与删除时态数据；重置初始与终止时间操作；显示时态数据；查询时态数据。优点：对时态数据的管理和表达，描述某个时间点的状态，实现时态数据的有效管理和可视化，动态反映空间特征或趋势随时间的变化规律，为进一步的分析和预测提供参考依据。可支持根据时态数据中不同时态对应数据变化的类型不同，分为空间位置特征不变而属性值随时间变化和属性值不变而空间位置特征随时间变化。可以对现存状态和历史状态进行分开的操作、查询、统计和渲染。
Description
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域，特别涉及一种基于通过对时态数据的管理和表达，描述某个时间点的状态，实现时态数据的有效管理和可视化，动态反映空间特征或趋势随时间的变化规律，为进一步的分析和预测提供参考依据；通过将时间信息作为对象类属性的方式来支持时态数据的存储，因此可以实现对二三维空间位置数据和有时态信息的属性数据的一体化管理通过高效的时态分页索引设计，为海量的二三维时态数据的获取和显示提供了高性能的获取接口的一种基于地理信息的时态数据管理方法。
背景技术
空间特征、时间特征和属性特征是构成空间实体的三个基本特征。空间特征与属性特征随时间变化的空间实体称为时空对象。然而，现今的大多数GIS侧重于空间数据与属性数据的表达和分析，在时态性方面则比较欠缺，这就严重阻碍了两者之间的集成。传统的GIS却是静态的，不能很好地处理空间信息的时态性，然而随着时态数据库、GIS相关学科的研究和计算机技术的深入和发展，GIS面临许多新的应用和需求，如在地籍管理、交通管理、车辆导航与检测、城市规划与管理、历史建筑的维护与展现等，都要求处理与时间相关的各类问题。空间数据和属性数据随时间不断的变化，呈现出很强的时态性，传统的静态GIS已经无法有效地管理、分析现势和历史数据，更难以进行时空分析和预测。因此，如何有效全面地处理时间和空间信息，从而反映空间实体在时间域上的演变规律，是目前时态地理信息系统研究和应用的出发点。
地理信息的时态数据管理是对时空对象的空间、时间和属性特征数据进行管理、处理、分析和表达的地理信息管理方法。由于时态GIS可以对历史、现状和将来的空间数据和属性数据进行综合管理，并在此基础上进行历史分析、过程模拟以及趋势预测等时空分析，在土地利用、地籍管理、城市建设、地下空间发展、交通等领域正受到越来越多的重视和初步的应用。
由于时态GIS相比传统的静态GIS增加了对时间维的支持，无论在数据建模、数据分析和数据表达等方面均大大增加了复杂性。近年来，在上述方面各研究团体取得了很大研究成果。对于数据模型的研究主要集中在时空数据模型和时态属性数据模型两个方面，而其中对于时空数据模型的研究最为热门。在时态GIS中，空间实体随时间变化的属性称为时态属性。正如上述，时态属性数据模型研究亦是时态GIS数据模型研究的重要方面，其中对于时间语义特征的研究和建模是数据模型的重要内容。
目前，还没有一个比较完善的基于地理信息的时态数据管理方法，可以对时态数据的管理和表达，描述某个时间点的状态，实现时态数据的有效管理和可视化，动态反映空间特征或趋势随时间的变化规律，为进一步的分析和预测提供参考依据。可支持根据时态数据中不同时态对应数据变化的类型不同，分为空间位置特征不变而属性值随时间变化和属性值不变而空间位置特征随时间变化。将时态信息存储的属性分为起始时间和终止时间，按照是否有确定的结束时间，分为有确切结束时间，即历史时序数据，和没有确定结束时间，即现存数据，对时态数据的管理，既可以管理现存数据，也可以管理历史时序数据。通过分表存储带有现存数据时态信息的要素和带有历史时序数据时态信息的要素，可以对现存状态和历史状态进行分开的操作、查询、统计和渲染。通过高效的时态分页索引设计，为海量的时态数据的获取和显示提供了高性能的获取接口。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术难题，高效地对地理信息中的时态数据、地理数据和属性数据进行有效的管理并在诸多领域中进行具有实际意义的将历史、现在和未来不同时态的海量地理数据和属性数据进行发布、分析、共享与应用。
本发明实施例提供一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
对对象类时态数据进行操作：对存储在对象类的时态数据进行插入、更新与删除、重置初始与终止时间操作中的任意一种或其组合的操作。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，该方法还包括如下步骤：
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，该方法还包括如下步骤：
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；其中：所述创建、更新对象类时态相关元数据表的具体步骤为：
对对象类信息主表进行更新：在已有用于存储对象类空间位置数据和属性数据的对象类信息主表的基础上，新增一个用于存储起始时间的系统列；其中，对于更新后主表中的记录的终止时间为正无穷；
创建对象类时态元数据表：根据对象类信息主表的字段创建一个时态元数据表；
创建对象类时态分页索引元数据表：根据对象类的空间位置数据信息创建一个时态分页索引元数据表。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述对时态数据进行操作：对时态数据进行插入、更新与删除、重置初始与终止时间操作中的任意一种或其组合的操作，其中所述对时态数据进行如下具体操作：
所述插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
所述更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；其中，所述插入时态数据的具体步骤为：
时态管理器插入对象类空间位置数据、属性数据和现存时态数据：若对象类为已开启时态，则通过对象类获得时态管理器，直接插入对象类空间位置数据、属性数据和现存时态数据存储到对象类信息主表中，并更新对象类时态分页索引；
时态查询游标为当前对象插入新时序数据：通过时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，根据新时序的起始时间和新时序的空间位置数据和属性数据，插入该新时序，在保证新时序的起始时间不能大于当前对象的死亡时间的基础上，对当前对象的时态数据进行调整。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述对当前对象的时态数据进行调整的具体过程为：
新时序的起始时间与对象类信息主表中现存数据起始时间进行比较：将新时序的起始时间与对象类信息主表中该对象现存数据起始时间进行比较，如果新时序的起始时间晚于现存数据的起始时间，则设置现存数据的终止时间为新时序的起始时间，将记录移到对象类时态元数据表中作为历史时序数据，将新时序记录插入到对象类信息主表中作为新的时态现存数据，并更新对象类时态分页索引信息，如果新时序的起始时间更早，则进行下一步操作；
对象类时态元数据表中是否存在相关记录：若对象类时态元数据表中无相关记录，则设置新时序的终止时间为现存数据的起始时间，直接插入新时序记录作为历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息，如果对象类时态元数据表中已存在相关记录，则进行下一步操作；
将新时序的起始时间与对象类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间进行比较：比较新时序的起始时间与对象类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间，将所有时序进行排序，更新新时序前时序的终止时间为新时序的起始时间，设置新时序的终止时间为新时序后时序的起始时间，在对象类时态元数据表中插入新时序记录作为新的历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息其中，所述更新与删除时态数据的具体步骤为：
时序游标更新当前时序数据：通过时态查询游标获得查询所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，更新当前时序的空间位置数据和属性数据，更新对象类信息主表或者对象类时态元数据表记录，并更新对象类时态分页索引信息；
时序游标删除当前时序数据：通过时态查询游标获得查询所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，删除当前时序的空间位置数据和属性数据，若删除一个终止时间为正无穷的现存时态数据时，需要将其上一个时序数据的终止时间设置为正无穷作为新的现存时态数据，将该记录从对象类时态元数据表移到对象类信息主表中，并更新对象类时态分页索引信息。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述重置初始与终止时间：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；所述重置初始与终止时间的具体操作为：
时态查询游标重置对象类现存数据的终止时间：通过时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，设置当前现存数据的终止时间，将该现存数据记录从对象类信息主表中移到对象类时态元数据表中作为历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
时态查询游标重置历史时序数据的初始时间：通过时态查询游标，在保证更新后的初始时间比更新前的历史时序数据的初始时间小或者更新后的初始时间在更新前的历史时序数据的初始时间所在的时态区间内的情况下，更新历史时序数据的初始时间，并更新对象类时态分页索引信息。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染其中，所述显示时态数据的具体步骤为：
对象图层开启时态：设置当前对象图层为开启时态状态；
对对象图层进行时间点设置：开启时态时对象图层默认时间点为对象图层的创建时间，通过设置时间点，获取该时间点的分页索引信息用于显示、渲染。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据；其中，所述查询时态数据的具体步骤为：
时态管理器获取所有时序节点时间：若对象类的时态已经开启，则通过对象类得到时态管理器，通过时态管理器获得所有的时序节点时间；
时态管理器通过时态过滤器获得时序游标：通过时态管理器，根据时态过滤器中包含的属性过滤条件、空间位置数据过滤条件和时态过滤条件进行查询，获得时态查询游标，并通过时态查询游标获得当前记录的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标；
时序游标获取查询对象的所有时态数据：通过时序游标的遍历，获得所有的时态数据，包括现存数据和历史时序数据。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述对象类可为表、普通对象类、要素类、模型类、纹理类。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述对象类数据管理可为对空间位置数据、属性数据、索引数据、附件数据、编码域数据、范围域数据、字段域数据进行管理。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，其中，所述对对象类数据的管理模式可为创建、修改、删除、查询。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述对象类相关表包括：要素类几何数据表、空间索引元数据表、分页索引表、分页索引块定义表、分页索引块二进制表。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述时态元数据表的字段包括：对象类空间位置数据和属性字段、起始时间系统列和终止时间系统列。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述时态分页索引元数据表的字段包括：块编号、时态起始时间和类型。
一种基于地理信息的时态数据管理方法，其中，所述类型字段中以1表示现存数据，2表示历史时序数据。
由此可见，本方法具有以下优点：
本方案对时态数据的管理和表达，描述某个时间点的状态，实现时态数据的有效管理和可视化，动态反映空间特征或趋势随时间的变化规律，为进一步的分析和预测提供参考依据。可支持根据时态数据中不同时态对应数据变化的类型不同，分为空间位置特征不变而属性值随时间变化和属性值不变而空间位置特征随时间变化。将时态信息存储的属性分为起始时间和终止时间，按照是否有确定的结束时间，分为有确切结束时间，即历史时序数据，和没有确定结束时间，即现存数据，对时态数据的管理，既可以管理现存数据，也可以管理历史时序数据。通过分表存储带有现存数据时态信息的要素和带有历史时序数据时态信息的要素，可以对现存状态和历史状态进行分开的操作、查询、统计和渲染。通过高效的时态分页索引设计，为海量的时态数据的获取和显示提供了高性能的获取接口。
附图说明
图1为本发明的实施例1提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例2提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图3为本发明的实施例3提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图4为本发明的实施例4提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图5为本发明的实施例5提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图6为本发明的实施例6提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图7为本发明的实施例7提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图8为本发明的实施例8提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图9为本发明的实施例9提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图10为本发明的实施例10提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图11为本发明的实施例11提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图12为本发明的实施例12提供的基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图；
图13为本发明的实施例提供的创建、更新对象类时态相关元数据表步骤的流程示意图；
图14为本发明的实施例提供的插入时态数据步骤的流程示意图；
图15为本发明的实施例提供的更新与删除时态数据步骤的流程示意图；
图16为本发明的实施例提供的重置初始与终止时间步骤的流程示意图；
图17为本发明的实施例提供的显示时态数据步骤的流程示意图；
图18为本发明的实施例提供的查询时态数据步骤的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
图1为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图1所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
如图13所示的一种基于地理信息的时态数据管理方法，所述创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；其中：所述创建、更新对象类时态相关元数据表的具体步骤为：
对对象类信息主表进行更新：在已有用于存储对象类空间位置数据和属性数据的对象类信息主表的基础上，新增一个用于存储起始时间的系统列；其中，对于更新后主表中的记录的终止时间为正无穷；
创建对象类时态元数据表：根据对象类信息主表的字段创建一个时态元数据表；
创建对象类时态分页索引元数据表：根据对象类的空间位置数据信息创建一个时态分页索引元数据表。
如图14所示的一种基于地理信息的时态数据管理方法，所述插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；其中，所述插入时态数据的具体步骤为：
时态管理器插入对象类空间位置数据、属性数据和现存时态数据：若对象类为已开启时态，则通过对象类获得时态管理器，直接插入对象类空间位置数据、属性数据和现存时态数据存储到对象类信息主表中，并更新对象类时态分页索引；
时态查询游标为当前对象插入新时序数据：通过时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，根据新时序的起始时间和新时序的空间位置数据和属性数据，插入该新时序，在保证新时序的起始时间不能大于当前对象的死亡时间的基础上，对当前对象的时态数据进行调整。
具体实施例中，所述对当前对象的时态数据进行调整的具体过程为：
新时序的起始时间与对象类信息主表中现存数据起始时间进行比较：将新时序的起始时间与对象类信息主表中该对象现存数据起始时间进行比较，如果新时序的起始时间晚于现存数据的起始时间，则设置现存数据的终止时间为新时序的起始时间，将记录移到对象类时态元数据表中作为历史时序数据，将新时序记录插入到对象类信息主表中作为新的时态现存数据，并更新对象类时态分页索引信息，如果新时序的起始时间更早，则进行下一步操作；
对象类时态元数据表中是否存在相关记录：若对象类时态元数据表中无相关记录，则设置新时序的终止时间为现存数据的起始时间，直接插入新时序记录作为历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息，如果对象类时态元数据表中已存在相关记录，则进行下一步操作；
将新时序的起始时间与对象类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间进行比较：比较新时序的起始时间与对象类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间，将所有时序进行排序，更新新时序前时序的终止时间为新时序的起始时间，设置新时序的终止时间为新时序后时序的起始时间，在对象类时态元数据表中插入新时序记录作为新的历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息。
如图15所示的一种基于地理信息的时态数据管理方法，所述更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息其中，所述更新与删除时态数据的具体步骤为：
时序游标更新当前时序数据：通过时态查询游标获得查询所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，更新当前时序的空间位置数据和属性数据，更新对象类信息主表或者对象类时态元数据表记录，并更新对象类时态分页索引信息；
时序游标删除当前时序数据：通过时态查询游标获得查询所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，删除当前时序的空间位置数据和属性数据，若删除一个终止时间为正无穷的现存时态数据时，需要将其上一个时序数据的终止时间设置为正无穷作为新的现存时态数据，将该记录从对象类时态元数据表移到对象类信息主表中，并更新对象类时态分页索引信息。
如图16所示的一种基于地理信息的时态数据管理方法，所述重置初始与终止时间：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；所述重置初始与终止时间的具体操作为：
时态查询游标重置对象类现存数据的终止时间：通过时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，设置当前现存数据的终止时间，将该现存数据记录从对象类信息主表中移到对象类时态元数据表中作为历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
时态查询游标重置历史时序数据的初始时间：通过时态查询游标，在保证更新后的初始时间比更新前的历史时序数据的初始时间小或者更新后的初始时间在更新前的历史时序数据的初始时间所在的时态区间内的情况下，更新历史时序数据的初始时间，并更新对象类时态分页索引信息。
如图17所示的一种基于地理信息的时态数据管理方法，所述显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染其中，所述显示时态数据的具体步骤为：
对象图层开启时态：设置当前对象图层为开启时态状态；
对对象图层进行时间点设置：开启时态时对象图层默认时间点为对象图层的创建时间，通过设置时间点，获取该时间点的分页索引信息用于显示、渲染。
如图18所示的一种基于地理信息的时态数据管理方法，所述查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据；其中，所述查询时态数据的具体步骤为：
时态管理器获取所有时序节点时间：若对象类的时态已经开启，则通过对象类得到时态管理器，通过时态管理器获得所有的时序节点时间；
时态管理器通过时态过滤器获得时序游标：通过时态管理器，根据时态过滤器中包含的属性过滤条件、空间位置数据过滤条件和时态过滤条件进行查询，获得时态查询游标，并通过时态查询游标获得当前记录的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标；
时序游标获取查询对象的所有时态数据：通过时序游标的遍历，获得所有的时态数据，包括现存数据和历史时序数据。
具体实施例中：所述对象类可为表、普通对象类、要素类、模型类、纹理类。
具体实施例中：所述对象类数据管理可为对空间位置数据、属性数据、索引数据、附件数据、编码域数据、范围域数据、字段域数据进行管理。
具体实施例中：所述对对象类数据的管理模式可为创建、修改、删除、查询。
具体实施例中：所述对象类相关表包括：要素类几何数据表、空间索引元数据表、分页索引表、分页索引块定义表、分页索引块二进制表。
具体实施例中：所述时态元数据表的字段包括：对象类空间位置数据和属性字段、起始时间系统列和终止时间系统列。
具体实施例中：所述时态分页索引元数据表的字段包括：块编号、时态起始时间和类型，其中所述类型字段中以1表示现存数据，2表示历史时序数据。
下面以一个更具体的一个细节方面的例子来对本技术进行详细描述。
基于FireBird数据库创建一个数据源，数据源中包含了管理地理信息数据的元数据表。在数据源中创建一个数据集，将数据集的名称、空间参考、创建时间等信息记录到相关元数表。在该数据集下，创建一个用于管理建筑数据的要素类，将建筑数据要素类的名称、字段、创建时间等信息记录到相关元数表。为要素类创建索引信息，包括数据库索引、空间索引和分页索引。开启要素类的时态管理，更新要素类信息主表，在已有用于存储要素类空间位置数据和属性数据的要素类信息主表的基础上，新增一个用于存储起始时间的系统列。根据要素类信息主表的字段创建一个时态元数据表和一个时态分页索引元数据表。将要素类标记为开启时态管理状态。对开启了时态管理的要素类进行插入、更新、删除和重置操作。在进行时态数据插入时，需要使用时态管理器，时态管理器先将要素的空间位置数据、属性数据和现存时态数据存储到要素类中，并更新要素类的时态分页索引，再查询过滤后得到时态查询游标，根据新时序的起始时间和新时序的空间位置数据和属性数据，插入该新时序，在保证新时序的起始时间不能大于当前对象的死亡时间的基础上，对当前对象的时态数据进行调整。调整的具体方式为：将新时序的起始时间与要素类信息主表中该要素现存数据起始时间进行比较，如果新时序的起始时间晚于现存数据的起始时间，则设置现存数据的终止时间为新时序的起始时间，将记录移到要素类时态元数据表中作为历史时序数据，将新时序记录插入到要素类信息主表中作为新的时态现存数据，并更新要素类时态分页索引信息；如果新时序的起始时间更早，则判断要素类时态元数据表中是否存在相关记录：若要素类时态元数据表中无相关记录，则设置新时序的终止时间为现存数据的起始时间，直接插入新时序记录作为历史时序数据，并更新要素类时态分页索引信息，如果要素类时态元数据表中已存在相关记录，则将新时序的起始时间与要素类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间进行比较，比较新时序的起始时间与要素类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间，将所有时序进行排序，更新新时序前时序的终止时间为新时序的起始时间，设置新时序的终止时间为新时序后时序的起始时间，在要素类时态元数据表中插入新时序记录作为新的历史时序数据，并更新要素类时态分页索引信息。在进行时态数据更新时，通过要素类得到时态管理器,使用时态管理器根据时态过滤器中设置的属性过滤条件、空间位置数据过滤条件和时态过滤条件进行查询，获得时态查询游标，并通过时态查询游标获得当前记录的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，更新当前时序的空间位置数据和属性数据，更新要素类信息主表或者要素类时态元数据表记录，并更新要素类时态分页索引信息。在进行时态数据删除时，通过要素类得到时态管理器,使用时态管理器根据时态过滤器中设置的属性过滤条件、空间位置数据过滤条件和时态过滤条件进行查询，获得时态查询游标，并通过时态查询游标获得当前记录的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，删除当前时序的空间位置数据和属性数据，如果删除的现存时态数据的终止时间为正无穷，需要将其上一个时序数据的终止时间设置为正无穷作为新的现存时态数据，将该记录从要素类时态元数据表移到要素类信息主表中，并更新要素类时态分页索引信息。在进行时态数据的起始时间和终止时间重置时，通过要素类得到时态管理器,使用时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，设置当前现存数据的终止时间，将该现存数据记录从要素类信息主表中移到要素类时态元数据表中作为历史时序数据；如果更新后的初始时间比更新前的历史时序数据的初始时间小或者更新后的初始时间在更新前的历史时序数据的初始时间所在的时态区间内，则更新历史时序数据的初始时间，最后，更新要素类时态分页索引信息。在对时态数据进行显示时，先获取分页索引信息，再根据要显示的时刻和范围在分页索引中查询需要的数据标识，根据数据标识获取时态数据并进行解析、转换为可渲染的数据格式进行数据渲染显示；时态数据的获取和显示可以采用多线程调度的方式，实时获取需要渲染的数据，并将不再需要的数据进行卸载，保证在有效的硬件资源下能够显示更多的时态数据。
实施例2：
图2为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图2所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例3：
图3为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图3所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例4：
图4为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图4所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例5：
图5为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图5所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例6：
图6为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图6所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例7：
图7为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图7所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例8：
图8为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图8所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例9：
图9为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图9所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例10：
图10为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图10所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例11：
图11为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图11所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
插入时态数据：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
实施例12：
图12为本实施例提供的一种基于地理信息的时态数据管理方法的流程示意图。如图12所示，一种基于地理信息的时态数据管理方法，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
更新与删除时态数据：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
重置初始与终止时间操作：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据。
本方案的技术与实施例1相近，相同部分不再赘述。
前述的方法描述和示意图仅被提供作为示例性的示例且其不意在需要或隐含必须以所给出的顺序执行上述操作或各个方面的步骤。如本领域的技术人员将明白的，可以以任何顺序来执行在前述方面中的框的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等之类的词并不意在限制操作或步骤的顺序；这些词仅用于引导读者遍历对方法的描述。此外，任何对权利要求元素的单数引用，例如，使用冠词“一”、“一个”或“该”不被解释为将该元素限制为单数。
结合本文中公开的方面描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的可交换性，上文对各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个方法所施加的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定的应用，以变通的方式来实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应被解释为引起脱离本发明的保护范围。
由此可见：
本发明实施例中的方法可以实现对时态数据的管理和表达，描述某个时间点的状态，实现时态数据的有效管理和可视化，动态反映空间特征或趋势随时间的变化规律，为进一步的分析和预测提供参考依据。可支持根据时态数据中不同时态对应数据变化的类型不同，分为空间位置特征不变而属性值随时间变化和属性值不变而空间位置特征随时间变化。将时态信息存储的属性分为起始时间和终止时间，按照是否有确定的结束时间，分为有确切结束时间，即历史时序数据，和没有确定结束时间，即现存数据，对时态数据的管理，既可以管理现存数据，也可以管理历史时序数据。通过分表存储带有现存数据时态信息的要素和带有历史时序数据时态信息的要素，可以对现存状态和历史状态进行分开的操作、查询、统计和渲染。通过高效的时态分页索引设计，为海量的时态数据的获取和显示提供了高性能的获取接口。
提供所公开的方面的前述描述，以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域技术人员来说，对这些方面的各种修改将是显而易见的，并且本文定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它实施例。因此，本发明不旨在受限于本文给出的方面，而是与符合与本文公开的原理和新颖特征相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
创建对象类及对象类信息表：将对象类数据进行管理，创建对象类信息主表及其他对象类相关表；
创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；
对对象类时态数据进行操作：对存储在对象类的时态数据进行插入、更新与删除、重置初始与终止时间操作中的任意一种或其组合的操作；
显示时态数据：通过对象图层将对象类的时态数据进行显示和渲染,其中，所述显示时态数据的具体步骤为：对象图层开启时态：设置当前对象图层为开启时态状态；对对象图层进行时间点设置：开启时态时对象图层默认时间点为对象图层的创建时间，通过设置时间点，获取该时间点的分页索引信息用于显示、渲染；
查询时态数据：通过时态管理器获取所有时序节点时间，通过时态过滤器获得当前对象的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，查询对象类中已存储的时态数据；其中，所述查询时态数据的具体步骤为：
时态管理器获取所有时序节点时间：若对象类的时态已经开启，则通过对象类得到时态管理器，通过时态管理器获得所有的时序节点时间；
时态管理器通过时态过滤器获得时序游标：通过时态管理器，根据时态过滤器中包含的属性过滤条件、空间位置数据过滤条件和时态过滤条件进行查询，获得时态查询游标，并通过时态查询游标获得当前记录的唯一ID信息和所有时态数据的时序游标；
时序游标获取查询对象的所有时态数据：通过时序游标的遍历，获得所有的时态数据，包括现存数据和历史时序数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述创建、更新对象类时态相关元数据表：更新对象类信息主表，创建对象类时态元数据表和对象类时态分页索引元数据表；其中：所述创建、更新对象类时态相关元数据表的具体步骤为：
对对象类信息主表进行更新：在已有用于存储对象类空间位置数据和属性数据的对象类信息主表的基础上，新增一个用于存储起始时间的系统列；其中，对于更新后主表中的记录的终止时间为正无穷；
创建对象类时态元数据表：根据对象类信息主表的字段创建一个时态元数据表；
创建对象类时态分页索引元数据表：根据对象类的空间位置数据信息创建一个时态分页索引元数据表。
3.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述对对象类时态数据进行操作：对时态数据进行插入、更新与删除、重置初始与终止时间操作中的任意一种或其组合的操作，其中对时态数据进行如下具体操作：
所述对时态数据进行插入：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
所述对时态数据进行更新与删除：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息；
所述对时态数据进行重置初始与终止时间：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述对时态数据进行插入：通过时态管理器和时态查询游标为对象类插入新的时态数据，包括现存数据和历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；其中，所述对时态数据进行插入的具体步骤为：
时态管理器插入对象类空间位置数据、属性数据和现存时态数据：若对象类为已开启时态，则通过对象类获得时态管理器，直接插入对象类空间位置数据、属性数据和现存时态数据存储到对象类信息主表中，并更新对象类时态分页索引；
时态查询游标为当前对象插入新时序数据：通过时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，根据新时序的起始时间和新时序的空间位置数据和属性数据，插入该新时序，在保证新时序的起始时间不能大于当前对象的死亡时间的基础上，对当前对象的时态数据进行调整。
5.根据权利要求4所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述对当前对象的时态数据进行调整的具体过程为：
新时序的起始时间与对象类信息主表中现存数据起始时间进行比较：将新时序的起始时间与对象类信息主表中该对象类现存数据起始时间进行比较，如果新时序的起始时间晚于现存数据的起始时间，则设置现存数据的终止时间为新时序的起始时间，将记录移到对象类时态元数据表中作为历史时序数据，将新时序记录插入到对象类信息主表中作为新的时态现存数据，并更新对象类时态分页索引信息，如果新时序的起始时间更早，则进行下一步操作；
对象类时态元数据表中是否存在相关记录：若对象类时态元数据表中无相关记录，则设置新时序的终止时间为现存数据的起始时间，直接插入新时序记录作为历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息，如果对象类时态元数据表中已存在相关记录，则进行下一步操作；
将新时序的起始时间与对象类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间进行比较：比较新时序的起始时间与对象类时态元数据表中已存在的历史时序数据的起始时间，将所有时序进行排序，更新新时序前时序的终止时间为新时序的起始时间，设置新时序的终止时间为新时序后时序的起始时间，在对象类时态元数据表中插入新时序记录作为新的历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息。
6.根据权利要求3所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述对时态数据进行更新与删除：通过时序游标为对象类更新与删除时态数据，并更新对象类时态分页索引信息，其中，所述对时态数据进行更新与删除的具体步骤为：
时序游标更新当前时序数据：通过时态查询游标获得查询所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，更新当前时序的空间位置数据和属性数据，更新对象类信息主表或者对象类时态元数据表记录，并更新对象类时态分页索引信息；
时序游标删除当前时序数据：通过时态查询游标获得查询所有时态数据的时序游标，遍历时序游标，删除当前时序的空间位置数据和属性数据，若删除一个终止时间为正无穷的现存时态数据时，需要将其上一个时序数据的终止时间设置为正无穷作为新的现存时态数据，将该记录从对象类时态元数据表移到对象类信息主表中，并更新对象类时态分页索引信息。
7.根据权利要求3所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述对时态数据进行重置初始与终止时间：通过时态查询游标重置对象类时态数据的初始与终止时间并更新对象类时态分页索引信息；所述对时态数据进行重置初始与终止时间的具体操作为：
时态查询游标重置对象类现存数据的终止时间：通过时态管理器进行查询过滤后得到时态查询游标，设置当前现存数据的终止时间，将该现存数据记录从对象类信息主表中移到对象类时态元数据表中作为历史时序数据，并更新对象类时态分页索引信息；
时态查询游标重置历史时序数据的初始时间：通过时态查询游标，在保证更新后的初始时间比更新前的历史时序数据的初始时间小或者更新后的初始时间在更新前的历史时序数据的初始时间所在的时态区间内的情况下，更新历史时序数据的初始时间，并更新对象类时态分页索引信息。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于地理信息的时态数据管理方法，其特征在于，所述对象类可为表、普通对象类、要素类、模型类、纹理类，所述对象类数据管理可为对空间位置数据、属性数据、索引数据、附件数据、编码域数据、范围域数据、字段域数据进行管理，其中所述对对象类数据的管理模式可为创建、修改、删除、查询；所述对象类相关表包括：要素类几何数据表、空间索引元数据表、分页索引表、分页索引块定义表、分页索引块二进制表；所述时态元数据表的字段包括：对象类空间位置数据和属性字段、起始时间系统列和终止时间系统列；所述时态分页索引元数据表的字段包括：块编号、时态起始时间和类型，其中所述类型字段中以1表示现存数据，2表示历史时序数据。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基础地理信息时空一体化建模与管理方法研究;汪汇兵;《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》;20150515(第5期);第A008-22页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN108108360A (zh) | 2018-06-01 |
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