專利名稱：一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其構建方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)信息的管理及處理技術，更具體地說，涉及一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其構建方法。
背景技術：
地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)(GIS)是反映人們賴以生存的現(xiàn)實世界(資源或環(huán)境)的現(xiàn)勢與變遷的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特征的屬性，在計算機軟件和硬件的支持下，以一定的格式輸入、存貯、檢索、顯示和綜合分析應用的技術系統(tǒng)。GIS具有以的下特點空間可視化、空間導向、空間思維。GIS作為一種信息系統(tǒng)，是以現(xiàn)實世界為研究目標，以計算機內(nèi)部的二進制數(shù)字世界作為存儲載體的。它將人們對于客觀世界的理解，經(jīng)過一系列處理后變成數(shù)字形式儲存于計算機之中。GIS包括的地理數(shù)據(jù)分為空間幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間幾何數(shù)據(jù)描述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系，而屬性數(shù)據(jù)是描述所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。面對GIS中反映現(xiàn)實世界的海量數(shù)據(jù)，人們總希望從中能方便快捷地選擇所需要的相關數(shù)據(jù)而撇開其它不需要的數(shù)據(jù)。這就要求人們以一種高效的數(shù)據(jù)組織方式來實現(xiàn)這一目的，要實現(xiàn)這一目的，最為關鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融為一體，也就是說空間幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關聯(lián)就顯得異常重要。
目前大多數(shù)現(xiàn)行系統(tǒng)都是將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開存儲，分別用文件和數(shù)據(jù)庫來管理，通過公共項(一般定義為地物標識碼)來連接，即在空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫中建立公共字段，如地塊碼、門牌號等，來建立空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)關聯(lián)，從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的互相查詢。而這類系統(tǒng)由于其數(shù)據(jù)模型是以地理實體為中心的，并未以拓撲關系為基礎組織、存儲地理實體，表達地理空間，因此拓撲關系并不是一開始就存在，而是在需要時才臨時導出各種拓撲關系，這需要消耗一定的系統(tǒng)資源和時間并導致查詢和分析的效率降低。
由上可以看出，迫切需要提供一種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來更有效的組織和管理數(shù)據(jù)，此種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能預先對地理數(shù)據(jù)之間的各種空間關系(拓撲關系等)進行加工處理，提高系統(tǒng)利用率和查詢分析的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其構建方法，該系統(tǒng)能預先對地理數(shù)據(jù)之間的各種空間關系(拓撲關系等)進行加工處理，提高系統(tǒng)利用率和查詢分析的效率。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，包括空間數(shù)據(jù)倉庫，存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)倉庫，存儲所述地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析裝置，與所述空間數(shù)據(jù)倉庫、屬性數(shù)據(jù)倉庫連接，根據(jù)預定的應用需求生成所述空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成所述屬性數(shù)據(jù)的視圖集；數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置，與所述數(shù)據(jù)分析裝置連接，使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成數(shù)據(jù)關系表。
所述空間數(shù)據(jù)倉庫的空間幾何數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系。
所述屬性數(shù)據(jù)倉庫的屬性數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。
所述數(shù)據(jù)分析裝置生成的輔助信息包括對空間幾何數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預處理結果以及由此產(chǎn)生新的空間關系，所述輔助信息位于所述空間幾何數(shù)據(jù)的末尾處并與其連接。
所述數(shù)據(jù)分析裝置根據(jù)所述地理信息系統(tǒng)預定的應用需求對所述屬性數(shù)據(jù)進行分析、分類以及建立臨時索引后，建立所述視圖集。
所述數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成的數(shù)據(jù)關系表是多維數(shù)據(jù)關系表。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的構建方法，包括以下步驟a.建立空間數(shù)據(jù)倉庫，存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)；b.建立屬性數(shù)據(jù)倉庫，存儲所述地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)；c.建立數(shù)據(jù)分析裝置，根據(jù)預定的應用需求生成所述空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成所述屬性數(shù)據(jù)的視圖集；d.建立數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置，使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成數(shù)據(jù)關系表。
所述步驟a的空間數(shù)據(jù)倉庫的空間幾何數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系，所述步驟b的屬性數(shù)據(jù)倉庫的屬性數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。
所述步驟c的數(shù)據(jù)分析裝置生成的輔助信息包括對空間幾何數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預處理結果以及由此產(chǎn)生新的空間關系，所述輔助信息位于所述空間幾何數(shù)據(jù)的末尾處并與其連接，數(shù)據(jù)分析裝置生成的視圖集包括根據(jù)所述地理信息系統(tǒng)一預定的應用需求對所述屬性數(shù)據(jù)進行的分析、分類以及建立的臨時索引。
所述步驟d的數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成的數(shù)據(jù)關系表是多維數(shù)據(jù)關系表。
采用本發(fā)明所述的一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其構建方法，由于本發(fā)明包括數(shù)據(jù)分析裝置，該裝置與空間數(shù)據(jù)倉庫、屬性數(shù)據(jù)倉庫連接，可以根據(jù)預定的應用需求生成空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成屬性數(shù)據(jù)的視圖集，在預先生成的這些輔助信息和視圖集中包括新的數(shù)據(jù)空間關系(主要是拓撲關系)，這樣當數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行調(diào)用時，就可以利用所述新的數(shù)據(jù)空間關系(主要是拓撲關系)，而不像現(xiàn)有技術那樣在需要時才臨時導出各種拓撲關系，這就避免了系統(tǒng)資源的消耗，可以提高系統(tǒng)查詢和分析的效率。另外本發(fā)明具有的數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置，可將所述的輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成多維數(shù)據(jù)關系表，該多維數(shù)據(jù)關系表描述了數(shù)據(jù)的復雜的空間關系和網(wǎng)絡關系，當用戶進行數(shù)據(jù)空間分析或查詢時，系統(tǒng)就會先掃描這些二維關系表來快速捕捉數(shù)據(jù)的空間關系和網(wǎng)絡關系，在最短時間內(nèi)提供給用戶準確的查詢和分析結果。


圖1為本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)結構及原理示意圖；圖2為本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)構建方法的流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。
參考圖1，圖1中的虛線框部分揭示了一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)100，供地理信息系統(tǒng)50調(diào)用。
所述數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)100包括空間數(shù)據(jù)倉庫10、屬性數(shù)據(jù)倉庫20、數(shù)據(jù)分析裝置30及數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置40，四者之間相互連接。
空間數(shù)據(jù)倉庫10，用來存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)。所述空間數(shù)據(jù)倉庫10的空間幾何數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系?？臻g數(shù)據(jù)倉庫10設計主要目的是空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和與屬性數(shù)據(jù)的連接。本發(fā)明一實施例是應用于公共安全領域，公共安全領域涉及的數(shù)據(jù)及其復雜，概括起來包括人、事、地、物及組織這五個方面的數(shù)據(jù)。而在比如在測繪部門中，大部分的地圖數(shù)據(jù)都是CAD格式，而要將其導入地理信息系統(tǒng)50，就必須經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和地理編碼。另外，在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和地理編碼的基礎上，電子地圖由于受觀察視野和所需比例尺不同，通過制圖綜合和處理，形成了不同尺度比例尺的空間數(shù)據(jù)。它實現(xiàn)的效果為，在地理信息系統(tǒng)50中，根據(jù)視野或者放大、縮小比例的不同，系統(tǒng)顯示的地圖信息有所不同。標準化和規(guī)范化是反映一個國家經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的重要標志，也是保證信息交換與共享的前提，特別在信息社會里，其意義尤為重大。所以在構建空間數(shù)據(jù)倉庫10時，根據(jù)《城市地理信息系統(tǒng)標準化指南》的指導，地圖符號在使用《中華人民共和國國家標準1∶500 1∶1000 1∶2000地形式》的基礎上，還可以根據(jù)公安部門的特殊情況補充部分符號。
屬性數(shù)據(jù)倉庫20，用來存儲所述地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)倉庫20的屬性數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。由于屬性數(shù)據(jù)倉庫20的數(shù)據(jù)量很大，因而需要對數(shù)據(jù)的存取路徑進行詳細的設計和選擇，例如，人口屬性索引表，通過人口屬性索引表，用戶針對每個人可以知道他的常住人口信息、重點人口信息、案犯信息等所有的人口屬性，它類似一根軸線，把所有與人有關的信息聯(lián)系了起來。屬性數(shù)據(jù)倉庫20生成的方法為將各類數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換，引入系統(tǒng)可以識別的、以Oracle數(shù)據(jù)庫為平臺的數(shù)據(jù)庫中。針對不同的數(shù)據(jù)格式，地理信息系統(tǒng)50提供專門的轉(zhuǎn)換工具。例如，對于戶籍管理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過定時和實時兩種方式將增量變動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)倉庫中。在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的同時將自動生成各種元數(shù)據(jù)(包括與電子地圖聯(lián)系的地理編碼等)，這稱之為控制庫。另一方面，屬性數(shù)據(jù)倉庫20還根據(jù)設定的時間，定期自動對數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)中的數(shù)據(jù)進行分類、統(tǒng)計工作，以保證地理信息系統(tǒng)50的快速響應。
數(shù)據(jù)分析裝置30，與所述空間數(shù)據(jù)倉庫10、屬性數(shù)據(jù)倉庫20連接，根據(jù)預定的應用需求生成所述空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成所述屬性數(shù)據(jù)的視圖集。數(shù)據(jù)分析裝置30生成的輔助信息包括對空間幾何數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預處理結果以及由此產(chǎn)生新的空間關系(包括拓撲關系)，所述輔助信息位于所述空間幾何數(shù)據(jù)的末尾處并與其連接。所述數(shù)據(jù)分析裝置30根據(jù)所述地理信息系統(tǒng)50預定的應用需求對所述屬性數(shù)據(jù)進行分析、分類以及建立臨時索引后，建立所述視圖集。這樣當上述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行調(diào)用時，就可以利用所述新的數(shù)據(jù)空間關系(主要是拓撲關系)進行調(diào)用，而不需要臨時導出各種拓撲關系，這就避免了系統(tǒng)資源的消耗，可以提高系統(tǒng)查詢和分析的效率。
數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置40，與所述數(shù)據(jù)分析裝置30連接，使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成數(shù)據(jù)關系表。該數(shù)據(jù)關系表是多維數(shù)據(jù)關系表，該多維數(shù)據(jù)關系表描述了數(shù)據(jù)的復雜的空間關系和網(wǎng)絡關系，當用戶進行數(shù)據(jù)空間分析或查詢時，地理信息系統(tǒng)50就會先掃描這些二維關系表來快速捕捉數(shù)據(jù)的空間關系和網(wǎng)絡關系，在最短時間內(nèi)提供給用戶準確的查詢和分析結果。
參考圖2，本發(fā)明還包括地理信息系統(tǒng)50的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)100的構建方法，以圖2的工作流程示意圖200來進一步說明該方法201.建立空間數(shù)據(jù)倉庫。空間數(shù)據(jù)倉庫存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)，空間幾何數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系，202.建立屬性數(shù)據(jù)倉庫。屬性數(shù)據(jù)倉庫存儲所述地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。
203.生成輔助信息及視圖集。該步驟生成的是所述空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成所述屬性數(shù)據(jù)的視圖集，所述輔助信息包括對空間幾何數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預處理結果以及由此產(chǎn)生新的空間關系，所述輔助信息位于所述空間幾何數(shù)據(jù)的末尾處并與其連接，生成的所述視圖集包括根據(jù)所述地理信息系統(tǒng)一預定的應用需求對所述屬性數(shù)據(jù)進行的分析、分類以及建立的臨時索引。
204.使輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成數(shù)據(jù)關系表。該數(shù)據(jù)關系表是多維數(shù)據(jù)關系表。該多維數(shù)據(jù)關系表描述了數(shù)據(jù)的復雜的空間關系和網(wǎng)絡關系，當用戶進行數(shù)據(jù)空間分析或查詢時，地理信息系統(tǒng)就會先掃描這些二維關系表來快速捕捉數(shù)據(jù)的空間關系和網(wǎng)絡關系，在最短時間內(nèi)提供給用戶準確的查詢和分析結果。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，其特征在于，包括空間數(shù)據(jù)倉庫，存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)倉庫，存儲所述地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析裝置，與所述空間數(shù)據(jù)倉庫、屬性數(shù)據(jù)倉庫連接，根據(jù)預定的應用需求生成所述空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成所述屬性數(shù)據(jù)的視圖集；數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置，與所述數(shù)據(jù)分析裝置連接，使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成數(shù)據(jù)關系表。
2.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，其特征在于，所述空間數(shù)據(jù)倉庫的空間幾何數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系。
3.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，其特征在于，所述屬性數(shù)據(jù)倉庫的屬性數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。
4.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析裝置生成的輔助信息包括對空間幾何數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預處理結果以及由此產(chǎn)生新的空間關系，所述輔助信息位于所述空間幾何數(shù)據(jù)的末尾處并與其連接。
5.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析裝置根據(jù)所述地理信息系統(tǒng)預定的應用需求對所述屬性數(shù)據(jù)進行分析、分類以及建立臨時索引后，建立所述視圖集。
6.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成的數(shù)據(jù)關系表是多維數(shù)據(jù)關系表。
7.一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的構建方法，其特征在于，包括a.建立空間數(shù)據(jù)倉庫，存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)；b.建立屬性數(shù)據(jù)倉庫，存儲所述地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)；c.建立數(shù)據(jù)分析裝置，根據(jù)預定的應用需求生成所述空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成所述屬性數(shù)據(jù)的視圖集；d.建立數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置，使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成數(shù)據(jù)關系表。
8.如權利要求7所述的構建方法，其特征在于，所述步驟a的空間數(shù)據(jù)倉庫的空間幾何數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及拓撲幾何關系，所述步驟b的屬性數(shù)據(jù)倉庫的屬性數(shù)據(jù)表現(xiàn)了所述地理空間實體的除了空間幾何特征的其他的地理特征。
9.如權利要求7所述的構建方法，其特征在于，所述步驟c的數(shù)據(jù)分析裝置生成的輔助信息包括對空間幾何數(shù)據(jù)的投影、連接、分組等預處理結果以及由此產(chǎn)生新的空間關系，所述輔助信息位于所述空間幾何數(shù)據(jù)的末尾處并與其連接，數(shù)據(jù)分析裝置生成的視圖集包括根據(jù)所述地理信息系統(tǒng)一預定的應用需求對所述屬性數(shù)據(jù)進行的分析、分類以及建立的臨時索引。
10.如權利要求7所述的構建方法，其特征在于，所述步驟d的數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置使所述輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成的數(shù)據(jù)關系表是多維數(shù)據(jù)關系表。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其構建方法，包括空間數(shù)據(jù)倉庫，存儲地理空間實體的空間幾何數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)倉庫，存儲地理空間實體的屬性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析裝置，根據(jù)預定的應用需求生成空間幾何數(shù)據(jù)的輔助信息以及生成屬性數(shù)據(jù)的視圖集；數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置，使輔助信息和視圖集關聯(lián)并生成多維數(shù)據(jù)關系表。采用本發(fā)明的技術方案，數(shù)據(jù)分析裝置可預先生成新的數(shù)據(jù)空間關系(主要是拓撲關系)供系統(tǒng)所用，提高了系統(tǒng)的速度和效率。而數(shù)據(jù)關聯(lián)裝置生成的多維數(shù)據(jù)關系表描述了數(shù)據(jù)的空間關系和網(wǎng)絡關系，當用戶進行數(shù)據(jù)空間分析或查詢時，系統(tǒng)利用這些多維數(shù)據(jù)關系表可在最短時間內(nèi)提供給用戶準確的數(shù)據(jù)查詢和分析結果。
文檔編號G06F17/30GK101075249SQ20071004247
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權日2007年6月22日
發(fā)明者張殊南, 陳忠, 夏曄, 徐強, 胡大金, 王智博 申請人:上海眾恒信息產(chǎn)業(yè)有限公司