CN1300729C - 支持高效存储及检索空间图像的空间图像信息系统和方法 - Google Patents

支持高效存储及检索空间图像的空间图像信息系统和方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种在关系型数据库中快速高效地存储、以及检索和管理空间图像的空间图像信息方法和系统，该空间图像是由全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)和图像获取装置(即CCD照相机)的组合系统所获取的。将空间图像与外方位及内方位结合起来，以便计算出指定空间坐标信息。该空间图像信息系统包含：用于在关系型数据库中高效地存储一系列静止空间图像序列、外方位和内方位的部件；用于在维护与所存储的静止空间图像序列的关系时、存储由用户认定为同一对象的空间信息的部件；用于从静止空间图像序列中高效地检索满足特定空间信息操作的图像的部件；以及用于外部系统的接口部件。

Description

支持高效存储及检索空间图像的空间图像信息系统和方法
技术领域
本发明涉及高效存储及检索一系列空间图像的方法和系统，尤其涉及能够通过将图像获取装置所获取的空间图像、连同内方位和外方位一起存储在数据库中，并且维护所存储的空间图像的元信息和索引，来高效地检索空间图像的空间图像信息方法和系统，其中图像获取装置组合了全球定位系统(Global Positioning System，GPS)和惯性导航系统(Inertial NavigationSystem，INS)。
背景技术
近年来，由于广泛地强调使用地理信息系统(Geographic InformationSystem，GIS)的各种服务，人们对能够更高效地存储及检索所获取的空间图像的空间图像信息系统的兴趣正在增加。为了构建地理信息系统，使用导航系统来获取空间位置信息。惯性导航系统(INS)和全球定位系统(GPS)都是广泛使用的导航系统。
INS是一种使用加速计和陀螺仪来获取对象的导航信息的系统，用于飞行物体或船舶。这种INS不受外界环境的影响，对短期航程来说、具有可提供非常精确和连续的导航数据的优点，但是对长期航程来说、则存在误差积累的缺点。
同时，全球定位系统(GPS)是一种通过测量对象和围绕地球的24颗轨道卫星中至少四颗之间的距离来获取对象的位置、速度等的系统。这种GPS的优点在于：误差不随着时间推移而积累，并且是廉价的；但是存在如下缺点：如果至少四颗轨道卫星不可靠，其性能将下降。因此，由于这两种系统具有互补性，将二者组合起来的研究工作正处于积极的进展中。
术语“空间图像”指的是通过装有GPS或INS的飞机或卫星所获取的航拍图像或卫星图像，或者是通过诸如装有GPS/INS组合系统的移动车辆(例如GPS篷车)上的CCD照相机等图像获取装置所获取的图像。这种空间图像的优点在于：能够以外方位和内方位的方式测量图像内的空间信息，其中外方位由照相机位置(x，y，z)、加速度、斜率和方向组成，内方位通过照相机校准来获取。由于这种空间图像容量巨大，需要一种能够高效地存储和管理空间图像的空间图像信息系统。
然而，传统的空间图像信息系统存在如下问题：它们所使用的方法将相关数据以文件或目录为单位简单地存储在文件系统中，或仅简单地使用数据库系统的接口，因此即使已使用数据库，它们也不能支持高效的空间图像检索方法，从而降低了其性能。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种支持高效地存储及检索空间图像的空间图像信息方法和系统，该方法和系统从本质上避免了由于现有技术的限制和缺点而带来的一个或更多问题。
本发明的一个目的是提供一种如下所述的空间图像信息方法和系统，该方法和系统能够通过将各种空间图像序列高效地存储在数据库中，并且维护所存储的空间图像的元索引信息，来快速地检索空间图像。
本发明的另一个目的是提供一种如下所述的空间图像信息系统，该系统能够改善系统的可用性，并且能够通过根据客户的请求来处理空间图像的检索查询、以及所具有的有关空间图像的实际坐标变换功能，使应用程序的实现更容易。
本发明的其他优点、目的和特征将在以下的说明中进行部分阐明，对本领域的普通技术人员来说，其余部分将通过对以下说明的研究而变得更加清楚，或者可从本发明的实践中得以理解。本发明的目的和其他的优点，可以通过本发明的成文说明和权利要求以及附图中详细指出的结构来实现和获取。
为了达到上述目的，提供一种能够高效地存储及检索空间图像的空间图像信息系统，其中空间图像由装有导航系统的图像获取装置来获取，该系统包括：空间图像查询接口组件，用于执行连接外部客户的接口功能，并且处理空间图像数据库构建查询、空间图像检索/插入/删除查询和空间图像中的空间对象信息操作查询；空间图像元信息组件，用于管理空间图像序列的模式和索引信息，并且如果已从空间图像查询接口组件输入关于索引信息的查询，则处理关于索引信息的查询；空间图像存储/检索组件，用于根据空间图像查询接口组件的查询，来处理空间图像序列的存储、检索和管理；空间图像实际坐标变换组件，用于根据空间图像查询接口组件的查询，来接收空间图像和图像中的指定位置并将其变换成实际坐标(x，y，z)，或者接收实际坐标(x，y，z)和空间图像并将其变换成空间图像中的指定位置；以及开放式空间图像数据库接口组件，用于通过与存储系统类型无关地将空间图像元信息组件、空间图像存储/检索组件及空间图像实际坐标变换组件与存储系统相连接，来存储和管理空间图像；其中所述空间图像信息系统的数据库结构包括：空间图像序列表，用于存储所述空间图像和信息；空间图像对象表，用于存储存在于空间图像序列中的空间对象的信息；空间图像序列信息表，包含所述空间图像序列的模式信息及索引和概要信息；以及空间图像序列索引表，用于管理索引以便迅速检索所述空间图像序列表。
在本发明的另一个方面，提供一种在空间图像信息系统中检索包含指定区域的空间图像的方法，该空间图像系统使用数据库结构来存储由装有导航系统的图像获取装置所获取的空间图像，该数据库结构包括：多个空间图像序列表，用于存储空间图像和信息；多个空间图像对象表，用于存储存在于空间图像序列中的空间对象的有关信息；一个空间图像序列信息表，包含空间图像序列的模式信息及索引和概要信息；以及一个空间图像序列索引表，用于管理索引，以便迅速检索空间图像序列表。该方法包括：空间图像序列过滤步骤，使用空间图像序列索引表的空间图像序列索引，来检索包含指定区域的空间图像序列；空间图像过滤步骤，关于在空间图像序列过滤步骤中检索出的空间图像序列，来检索包含指定区域的空间图像；以及空间图像精选步骤，通过从空间图像序列表中装载在空间图像过滤步骤中检索出空间图像，来检验实际的空间图像是否包含指定区域。
应当理解，本发明的上述一般说明及以下详细说明，这两者都是示例性和解释性的，意在为由权利要求所限定的本发明提供进一步的说明。
附图说明
附图可提供对本发明的进一步理解，包含在且构成本申请的一部分。附图用于说明本发明的实施例，并且同说明书一起用于说明本发明的原理。其中：
图1是说明根据本发明的空间图像信息系统结构的方框图；
图2A和2B是说明根据本发明的空间图像获取方法的示意图；
图3是说明根据本发明的用于存储空间图像的数据库结构的示意图；
图4A到4E是说明构成根据本发明的空间图像信息系统的多个表的详细模式的示意图；
图5A到5E是说明根据本发明的空间图像序列的索引构造方法的示意图；
图6A到6C是说明根据本发明的空间图像的索引构造方法的示意图；以及
图7是说明在根据本发明的空间图像信息系统中执行空间图像检索程序的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图，详细地说明根据本发明的优选实施例的高效存储及检索空间图像的空间图像信息方法和系统。
图1是说明根据本发明的空间图像信息系统结构的方框图。
参照图1，根据本发明实施例的空间图像信息系统100包含：空间图像查询接口组件101，用于执行与外部客户的接口功能，并且处理空间图像数据库(Database，DB)构建查询、空间图像检索/插入/删除查询、空间图像中的空间对象信息操作查询等；空间图像元信息组件102，用于管理空间图像序列的模式和索引信息；空间图像存储/检索组件103，用于处理空间图像序列的存储、检索和管理；空间图像实际坐标变换组件104，用于接收空间图像和图像中的指定位置并且将其变换成实际坐标(x，y，z)，或者接收实际坐标(x，y，z)和空间图像并且将其变换成空间图像中的指定位置；以及开放式空间图像数据库接口组件105，用于与存储系统类型无关地存储和管理空间图像，存储系统可以是例如关系型DBMS 106、空间DBMS 107、文件系统108等等。
同样，根据本发明的空间图像信息系统100，处理从外部空间图像DB构建组件110输入的外部查询(例如一系列的空间图像序列构建查询)以及从数字地图构建组件120或空间图像组件130输入的空间图像操作查询(包含空间图像检索/插入/删除)，以便构建数据库(DB)，该数据库包含通过空间图像查询接口组件101由图像获取装置(例如CCD照相机)结合GPS/INS组合系统所获取的图像和由内/外方位所构成的空间图像。
图2A和2B是说明根据本发明的空间图像获取方法的示意图。
如上所述，根据本发明实施例的空间图像信息系统100，处理由图像获取装置结合GPS/INS组合系统所获取的空间图像。这些空间图像可由单一照相机系统或者立体照相机系统获取。
通常，如图2A所示，单一照相机系统主要用于航拍图像和卫星图像，通过使用一台照相机进行摄影测量，从不同位置来获取同一区域210的图像，从而提取重叠空间区域210中的对象的空间信息。也就是说，如图2A所示，飞机上安装的单一照相机，在它随着飞机移动时，通过以预定间隔(t1，t2，t3，t4，...)拍摄来获取空间图像。例如，单一照相机通过在时刻t2拍摄第一张空间图像211，在时刻t3拍摄第二张空间图像212，然后执行摄影测量，来提取重叠空间区域210中的对象的空间信息。同时，立体照相机系统主要用于地面空间图像获取，并且如图2B所示，可提取同一区域中的图像220的空间信息，在该同一区域中第一张被提取的空间图像221和第二张被提取的空间图像222彼此重叠，这些被提取的空间图像是由装有GPS/INS系统的篷车中的第一和第二照相机在同一时刻t1所拍摄的。
根据本发明的空间图像信息系统100支持如下结构：该结构既能够处理由单一照相机系统所获取的空间图像，也能够处理由立体照相机系统所获取的空间图像。也就是说，如图2A和2B所示，为了同一目的，通过以限定间隔(t1，t2，...，tn)进行的一系列连续的空间图像获取动作所获取的空间图像集合，被称为空间图像序列(geoImage Sequence)，该空间图像序列用作根据本发明的空间图像信息系统的基本处理单元。
图3是说明在根据本发明的空间图像信息系统中，存储空间图像信息所用的空间图像信息数据库结构的示意图。如上所述，根据本发明的空间图像信息数据库主要包括：一组空间图像序列表(GeoImage Sequence)310，是空间图像和信息的集合；一组空间图像对象表(GeoImage Object)330，用于存储存在于各图像序列中的空间对象的有关信息；一个空间图像序列信息表(GeoImage SequenceInfo)320，包含各空间图像序列的模式信息及索引和概要信息；以及一个空间图像序列索引表(GeoImage Sequence Index)340，是能够对空间图像序列表进行快速检索的索引表。此外，可将空间图像视频和空间图像照片与空间图像信息数据库关联起来。
更详细地说，图3所示的空间图像信息数据库包含第1到第n个空间图像序列(geoImage Sequence 1 to n)，空间图像序列信息(geoImage SequenceInfo)表320由n行组成，以便包含数据库中第1到第n个空间图像序列的信息。也就是说，在空间图像序列信息表320中，标号“321”存储第一个空间图像序列(geoImage Sequence 1)的信息，“322”存储第二个空间图像序列(geoImageSequence 2)的信息。
图4A到4E是说明构成参照图3所说明的空间图像信息数据库的多个表的详细模式的示意图。
图4A示出空间图像序列信息(GeoImageSequenceInfo)表的模式。空间图像序列信息表320维护空间图像信息系统100中有关空间图像序列的信息。也就是说，如图4A所示，空间图像序列信息表320包括：空间图像序列标识符(GeoImageSequenceID)列，是各空间图像序列的标识符；获取时间，即创建时间(CreationDate)列，用于存储获取空间图像的时间；照相机类型(CameraType)列，用于表示空间图像获取系统是获取快照图像的普通照相机，还是视频型连续空间图像获取照相机；照相机数目(NumOfCameras)列，用于表示图像获取所用照相机的数目，以便区分图像获取系统是由单一照相机或者如图2A和2B所示由至少两台照相机所组成；空间图像数目(NumOfGeo-Images)列，是空间图像获取的基础；内方位(InteriorOrientation)列，用于存储照相机镜头的内方位；最小边界矩形(Minimum BoundingRectangle，MBR)列，用于存储空间图像序列的浏览区域的MBR；以及数据源(DataSource)列，用于表示实际获取的空间图像的存储位置，并存储静止空间图像存储于其中的目录名或空间图像视频名。
在图4A所示的空间图像序列信息表320中，最新提出照相机类型(CameraType)列和照相机数目列(NumOfCameras)，以便根据本发明的空间图像信息系统100能够以组合方式来处理视频空间图像和静止空间图像数据，这与现有空间图像信息系统不同。
这里，如果照相机类型(CameraType)列的值是“视频”，数据源(DataSource)列的值则为所获取的空间图像视频的位置，由于空间图像序列(GeoImageSequence)表310的引用空间图像(refGeoImage)列的值(将在下面说明)是空间图像视频的相对时间，该空间图像将会被引用。
在静止空间图像的情况下，将照相机类型(CameraType)列的值设置为“快照”，此时，数据源(DataSource)列的值则为“行内(InRow)”或“静止空间图像存在于其中的文件系统的目录名”。在数据源(DataSource)列的值是“行内(InRow)”的情况下，空间图像序列(GeoImageSequence)表310的引用空间图像(refGeoImage)列的值为“空”，并且实际数据存储在同一个表的行数据(rowData)列中。在将实际数据存储于文件系统的情况下，引用空间图像(refGeoImage)列的值则为存在于目录中的静止空间图像名，并且行数据(rowData)列的值是“空”。
在图4A中，照相机数目(NumOfCameras)列是用于以与获取空间图像所用的照相机数目无关的组合方式来管理空间图像序列的列。在空间图像序列索引(Geo ImageSequenceIndex)表340中，创建与该列中的设置值同样多的空间图像序列索引，并且空间图像序列索引(GeoImageSequenceIndex)表340的照相机数目(CameraNumber)列的值是为区分而设置的。
提出图4B所示的空间图像序列索引表340，用以提高根据本发明的空间图像信息系统100的检索性能。空间图像序列索引表340包括：空间图像序列标识符(GeoImageSequenceID)列，用于存储接受编入索引的空间图像序列的标识符；获取起始时间(fromTime)列，用于存储空间图像序列中的最小图像获取时间值；获取结束时间(toTime)列，用于存储最大图像获取时间值；MBR列，用于存储照相机移动轨迹的最小边界矩形(MBR)；照相机路径(CameraPath)列，用于通过以线条串(LineString)的形式存储照相机的移动轨迹路径，来提高涉及照相机移动轨迹路径的查询速度，从而减少在通过照相机的移动轨迹路径进行的空间图像检索期间，由于使用MBR执行过滤而变得过多的错误区域；序列索引类型(SequenceIndexType)列和序列索引(SequenceIndex)列，用于在空间图像信息系统中高效地检索空间图像序列包含何种区域的空间信息；以及浏览区域类型(ViewAreaType)列和浏览区域索引(ViewArealndex)列。下列表1示出图4B的索引表的主要列。
[表1]
  分类   列   设置值   内容
  空间图像序列的使用期   起始时间   空间图像序列中具有最早获取时间的空间图像的时间
  结束时间   空间图像序列中具有最晚获取时间的空间图像的时间
空间图像序列索引   序列索引类型   MBR   空间图像序列中所包含的某区域的最小边界矩形
  凸起外形三角形   包含空间图像序列中的有效空间信息区域的凸形三角形
  凸起外形MBR   包含空间图像序列中的有效空间信息区域的凸形MBR
  缓冲区   包含最大有效空间图像的缓冲区
  序列索引   根据序列索引类型的相应值
  空间图像索引   MBR   空间图像序列中照相机移动区域的最小边界矩形
  照相机路径   照相机移动路径
  照相机时间索引   照相机移动路径上的点p1，...，pm处的一列时间值
  空间图像浏览区域索引   浏览区域类型   MBR   MBR空间图像中的空间信息区域
  三角形   三角形空间图像中的空间信息区域
  3D金字塔   3D金字塔空间图像中的空间信息区域
  浏览区域索引   空间图像中所包含的空间信息区域的索引值
参照表1，获取起始时间(FromTime)列和获取结束时间(ToTime)列相应于相应空间图像序列的使用期。获取起始时间(FromTime)表示空间图像序列中具有最早获取时间的空间图像的时间，获取结束时间(ToTime)表示空间图像序列中具有最晚获取时间的空间图像的时间。
空间图像序列索引类型(SequenceIndexType)列和空间图像序列索引(SequenceIndex)列用于如图5B到5E所示的空间图像序列的索引。空间图像序列索引类型(SequenceIndexType)是表示空间图像序列中所包含的空间信息区域的近似方法。可以将其设置成“MBR”、“CONVEXHULL_TRIANGLE(凸起外形三角形)”、“CONVEXHULL_MBR(凸起外形MBR)”和“BUFFER(缓冲区)”之一，且其缺省值是“MBR”。空间图像序列索引(SequenceIndex)是用于空间图像序列的主题区域的实际近似值，并且根据预置的空间图像序列索引类型(SequenceIndexType)将索引值赋给空间图像序列。此时，索引值是多边形的形式。
同样，MBR列、照相机路径(CameraPath)列和照相机时间索引(CameraTimeIndex)列是用于图5A所示的空间图像的索引。MBR列表示空间图像序列中照相机移动区域的最小边界矩形，照相机路径(CameraPath)列是照相机移动路径的轨迹，是由图5A的p1，p2，...，pm组成的线条串。照相机时间索引(CameraTimeIndex)列表示照相机移动路径上的点p1，...，pm处的一列时间值t1，t2，...，tm。
参照图5A，照相机的移动路径500包括独立的位置信息，这些位置信息由与各获取时间t1，t2，...，tm相对应的顶点p1，p2，...，pm组成，“501”表示空间图像序列中照相机移动区域的最小边界矩形(MBR)。
图5B示出如下示例，其中序列索引类型(SequenceIndexType)列被设置为“MBR”，表示包含空间区域的最小边界矩形510(虚线所示区域)，空间区域是指从获取起始时间时的照相机位置到获取结束时间时的照相机位置所获取的空间区域。图5B中，“511”表示在获取起始时间时的照相机位置所获取的空间区域。
图5C示出如下示例，其中序列索引类型(SequenceIndexType)列被设置为“CONVEXHULL_TRAIANGLE”，表示从获取起始时间时的照相机位置所获取的三角形空间区域到获取结束时间时的照相机位置所获取的三角形空间区域所产生的有效空间区域。
图5D示出如下示例，其中序列索引类型(SequenceIndexType)列被设置为“CONVEXHULL_MBR”，表示从获取起始时间时的照相机位置所获取的MBR空间区域522到获取结束时间时的照相机位置所获取的MBR空间区域521所产生的有效空间区域。
图5E示出如下示例，其中序列索引类型(SequenceIndexType)列被设置为“BUFFER”，表示从获取起始时间时的照相机位置所获取的圆形空间区域533到获取结束时间时的照相机位置所获取的圆形空间区域531所产生的有效空间区域。
再次参照表1，浏览区域类型(ViewAreaType)列和浏览区域(ViewArea)列用于图6A到6C所示的空间图像浏览区域的索引。浏览区域类型(ViewAreaType)规定存储空间图像所包含的空间信息区域的方法。浏览区域类型可以被设置为“MBR”、“TRIANGLE(三角形)”和“3DPYRAMID(3D金字塔)”之一，其缺省值是“MBR”。
浏览区域索引(ViewAreaIndex)是空间图像所包含的空间信息区域的索引值，例如，表示以图6A的t1、t2和t3次序排列的一列浏览区域。
图6A示出如下示例，其中浏览区域类型(ViewAreaType)被设置为“3DPYRAMID”，表示在照相机路径上的获取时间t1所获取的三维(3-Dimensional，3D)金字塔类型空间图像610、在获取时间t2所获取的3D金字塔类型空间图像611和在获取时间t 3所获取的3D金字塔类型空间图像612。图6B示出如下示例，其中浏览区域类型(ViewAreaType)被设置为“TRIANGLE”，表示从照相机路径上的获取起始时间到获取结束时间的各个时间所获取的三角形空间图像621。图6C示出如下示例，其中浏览区域类型(ViewAreaType)被设置为“MBR”，并且说明从照相机路径上的获取起始时间到获取结束时间的各个时间所获取的MBR空间图像631。
图4C示出空间图像序列(GeoImageSequence)表的模式。空间图像序列表是用于存储空间图像序列数据的表。
参照图4C，空间图像序列(GeoImageSequence)表组成如下：空间图像标识符(GeoImageID)列，是空间图像的标识符；获取时间，即产生时间(CreationTime)列，用于表明空间图像的获取时间；浏览区域(ViewArea)列，用于空间图像中所包含的空间区域；x、y、z、滚转角、俯仰角和偏航角列，用于存储空间图像获取期间的照相机外方位；引用空间图像(refGeoImage)列，用于存储空间图像的实际文件名或空间图像视频的引用相对时间；MBR列，用于存储空间图像中所包含的直角坐标；以及行数据(rowData)列，用于以实际的静止图像形式来存储空间图像。
这里，如上所述，如果照相机类型(CameraType)列是“视频”，引用空间图像(refGeoImage)则为空间图像视频的相对时间。在照相机类型(CameraType)列是“快照”的情况下，如果数据源列是“行内(InRow)”，则引用空间图像(refGeoImage)为“空”，并且实际数据存储在同一个表的行数据(rowData)列中。如果将实际数据存储在文件系统中，引用空间图像(refGeoImage)列的值则为存在于目录中的静止空间图像名，并且行数据(rowData)列为“空”。
图4D示出与指定空间图像序列标识符(GeoImageSequenceID)的序列相对应的空间图像对象表的模式，图4E示出指定空间对象类型名(ObjectTypeName)的空间对象表的模式。
图4D的空间图像对象(GeoImage-Objects)表组成如下：空间对象标识符(GeoObjectID)列，是存在于空间图像中的空间对象的标识符；空间图像标识符(GeoImageID)列，是空间对象存在于其中的空间图像的标识符；对象类型(ObjectType)列，是空间对象的类型；MBR列，是空间对象存在于其中的矩形区域；以及对象形状(ObjectShape)列，用于表示空间对象的实际形状。
图4E的空间对象-对象类型(GeoObject-ObjectType)表组成如下：空间对象标识符(GeoObjectID)列，是空间对象的标识符；对象类型(ObjectType)列，是空间对象的类型；对象名(ObjectName)列，用于存储空间对象名；以及多个对象属性(ObjectAttributes)列，用于表示各对象的特征。
图7是说明根据本发明实施例的执行空间图像信息检索程序的流程图。参照图7，如果外部客户提出检索包含指定空间区域“a”的空间图像的连接请求(步骤710)，在空间图像序列过滤步骤(步骤711)中，根据本发明的空间图像信息系统100从空间图像序列索引(GeoImageSequenceIndex)表的序列索引(SequenceIndex)列的值中、检索包含区域“a”的“空间图像序列s”。
然后，系统在空间图像过滤步骤(步骤712)中，利用浏览区域索引(ViewAreaIndex)列中所存储的浏览区域(ViewArea)值，关于检索出的“空间图像序列s”来检索包含区域“a”的“空间图像i”，并且在空间图像精选步骤(步骤713)中，通过从包含检索出的“空间图像i”的空间图像序列(GeoImageSequence)表中装载“空间图像i”，来检验实际的空间图像是否包含“a”区域。如果在空间图像过滤步骤(步骤712)中，没有可比较的浏览区域存在，系统将通过重复空间图像序列过滤步骤(步骤711)，来检索包含区域“a”的其他空间图像序列。
如果检验空间图像i的结果是，实际的空间图像包含区域“a”(即如果结果为真)，系统将空间图像检索的结果存储在队列中(步骤714)，然后通过重复空间图像过滤步骤(步骤712)，来检索包含区域“a”的其他空间图像。同时，即使检验空间图像i的结果是，实际的空间图像不包含区域“a”(即如果条件不满足)，系统仍将通过重复空间图像过滤步骤(步骤712)，来检索包含区域“a”的其他空间图像。
如果通过重复上述步骤，完成关于全部空间图像序列的“a”区域检索，系统就返回存储在队列中的检索结果，然后结束检索(步骤715)。
同时，如果外部客户提出在指定空间图像序列s中检索指定空间区域“a”的连接请求，系统忽略空间图像序列过滤步骤(步骤711)，而执行空间图像过滤步骤(步骤712)和空间图像精选步骤(步骤713)。因此，在检索指定空间图像序列的情况下，可以更快速地处理检索。
如上所述，根据本发明的空间图像信息系统具有如下优点：它能利用索引表，来支持空间图像的高效存储和快速检索，并且能够通过与空间图像信息系统的空间图像应用程序客户分离且专门负责空间图像数据的管理和检索功能，来提高空间图像应用程序与简化的开发程序之间的互操作性。
同样，在空间图像和数字地图彼此关联的系统中，根据本发明的系统能够利用开放式数据库访问接口组件，将移动图像和静止图像简单地存储在文件系统，以及将关联数据存储在数据库中，从而提供存储空间图像信息方面的扩展。
已经参照本发明的优选实施例说明和示例了根据本发明的将移动图像、静止图像和数字地图进行有效关联的数据库以及关联信息的管理方法，本领域的普通技术人员应当理解，可以在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对本发明进行各种改变和修改。

Claims (14)

1.一种可高效地存储及检索由装有导航系统的图像获取装置所获取的空间图像的空间图像信息系统，所述系统包括：
空间图像查询接口组件，用于执行连接外部客户的接口功能，并且处理空间图像数据库构建查询、空间图像检索/插入/删除查询和所述空间图像中的空间对象信息操作查询；
空间图像元信息组件，用于管理空间图像序列的模式和索引信息，并且如果从所述空间图像查询接口组件输入了关于索引信息的查询，则处理所述索引信息的所述查询；
空间图像存储/检索组件，用于根据所述空间图像查询接口组件的所述查询，来处理所述空间图像序列的存储、检索和管理；
空间图像实际坐标变换组件，用于根据所述空间图像查询接口组件的所述查询，接收所述空间图像和所述图像中的指定位置并将其变换到实际坐标(x，y，z)，或者接收所述实际坐标(x，y，z)和所述空间图像并将其变换到所述空间图像中的所述指定位置；以及
开放式空间图像数据库接口组件，用于通过与存储系统的类型无关地、将所述空间图像元信息组件、所述空间图像存储/检索组件和所述空间图像实际坐标变换组件与所述存储系统相连接，来存储和管理空间图像；
其特征在于，所述空间图像信息系统的数据库结构包括：
空间图像序列表，用于存储所述空间图像和信息；
空间图像对象表，用于存储存在于空间图像序列中的空间对象的信息；
空间图像序列信息表，包含所述空间图像序列的模式信息及索引和概要信息；以及
空间图像序列索引表，用于管理索引以便迅速检索所述空间图像序列表。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述空间图像序列信息表包括：
照相机类型列，用于表示所述图像获取装置是获取快照图像的普通照相机，还是视频类型的连续空间图像获取照相机；
照相机数目列，用于表示所述图像获取装置中用来获取图像的照相机的数目；以及
内方位列，用于存储照相机镜头的内方位。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述空间图像序列索引表包括：
获取起始时间列，用于存储在各空间图像序列中的最小图像获取时间值；以及
获取结束时间列，用于存储最大图像获取时间值，以便能够进行空间图像序列使用期的高效检索。
4.如权利要求的1或3所述的系统，其中所述空间图像序列索引表包括：
最小边界矩形列，表示照相机移动路径的最小边界矩形；
照相机路径列，通过以线条串的形式存储照相机的移动轨迹路径，来提高关于照相机的移动轨迹路径的查询速度，以便如果在由照相机的移动路径轨迹进行空间图像检索期间、减少使用最小边界矩形执行过滤所产生的错误区域；以及
照相机时间索引列，用于存储构成各照相机路径的顶点处的时间值，以便能够在无需检索所述空间图像序列表的情况下，对所述空间图像获取照相机的位置信息进行高效地检索。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述空间图像序列索引表具有序列索引类型列，以将各种过滤类型应用于序列索引中，所述序列索引用于在所述空间图像信息系统中高效检索所述空间图像序列包含何种区域的空间信息。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述空间图像序列索引表以空间图像序列索引表中的最小边界矩形形式、存储包含在所述空间图像序列中的空间信息区域，以便高效地执行所述空间图像序列的浏览空间区域。
7.如权利要求5所述的系统，其中所述空间图像序列索引表以凸起外形的形式、存储包含在所述空间图像序列中的空间信息区域，以便高效地执行所述空间图像序列的浏览空间区域。
8.如权利要求5所述的系统，其中所述空间图像序列索引表以关于照相机移动轨迹的缓冲值形式、存储包含在所述空间图像序列中的空间信息区域，以便高效地执行所述空间图像序列的浏览空间区域。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述空间图像序列索引表包括：
浏览区域类型列，用于在所述空间图像信息系统中写入空间图像浏览区域的类型；以及
浏览区域索引列，用于存储一列实际空间图像序列的浏览区域值，以便能够与浏览区域类型无关地执行检索。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述空间图像序列索引表以2维MBR区域的形式、简化并且存储所述空间图像序列中的所述各空间图像的所述浏览区域。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述空间图像序列索引表以2维三角形区域的形式、简化并且存储所述空间图像序列中的所述各空间图像的所述浏览区域。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述空间图像序列索引表以其上装有照相机的3维金字塔的形式、简化并且存储所述空间图像序列中的所述各空间图像的所述浏览区域。
13.一种用于在使用数据库结构来存储由装有导航系统的图像获取装置所获取的空间图像的空间图像信息系统中、检索包含指定区域的空间图像的方法，其特征在于，所述数据库结构包括：多个空间图像序列表，用于存储所述空间图像和信息；多个空间图像对象表，用于存储存在于所述空间图像序列中的空间对象的有关信息；一个空间图像序列信息表，包含所述空间图像序列的模式信息及索引和摘要信息；以及一个空间图像序列索引表，用于管理索引，以便迅速地检索所述空间图像序列表，所述方法包括：
空间图像序列过滤步骤，使用所述空间图像序列索引表的所述空间图像序列索引，来检索包含所述指定区域的所述空间图像序列；
空间图像过滤步骤，关于在所述空间图像序列过滤步骤中检索出的所述空间图像序列，检索包含所述指定区域的所述空间图像；以及
空间图像精选步骤，通过从所述空间图像序列表装载在所述空间图像过滤步骤中检索出的所述空间图像，检验实际空间图像是否包含所述指定区域。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
如果请求检索时，检索范围被限定在指定空间图像序列的检索，则包括：
空间图像过滤步骤，关于所述指定空间图像序列、检索包含所述指定区域的所述空间图像；以及
空间图像精选步骤，通过从所述指定空间图像序列表中装载在所述空间图像过滤步骤中检索出的所述空间图像，检验实际的空间图像是否包含所述指定区域。
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