本發(fā)明專利涉及一種四個維度的地理信息系統(tǒng)的設(shè)計方法，尤其是一種以信息空間為第四維度的地理信息系統(tǒng)的設(shè)計方法。

背景技術(shù)：
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地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息有狹義的和廣義的之分。狹義的地理信息只包括了物理三維世界中的實體信息，而廣義的地理信息除了包括物理三維世界中的實體信息之外還包括了這些實體信息內(nèi)部所包含的虛擬信息。

早期的三維地理信息采用的主要技術(shù)為Digital Orthophoto Map，或又簡稱DOM。DOM是利用經(jīng)掃描處理的數(shù)字化的航空像片和高分辨率衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)，DOM對逐像元進行幾何改正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。數(shù)字正射影像圖具有精度高、信息豐富、直觀真實、獲取快捷等優(yōu)點，可作為背景控制信息，評價其它數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)實性和完整性都很優(yōu)良；可從中提取數(shù)字城市所需要的各種類別的海量地理信息、自然資源信息和社會經(jīng)濟發(fā)展信息，為城市現(xiàn)代化建設(shè)、防治災(zāi)害和公共城市建設(shè)規(guī)劃各種調(diào)查和管理等提供可靠依據(jù)；還可從中提取和派生新的信息，實現(xiàn)地圖的修測更新。DOM的基本特點：與傳統(tǒng)的符號化線劃圖相比，DOM所表達(dá)的信息更為豐富、直觀，具有更大的開發(fā)應(yīng)用價值。

到了本世紀(jì)的2005年，美國的谷歌公司開始在三維的DOM基礎(chǔ)上推出谷歌地球的服務(wù)，谷歌地球在傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)嵌入了大量的相關(guān)信息服務(wù)，使傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)逐漸演變成了一種對出行者來說更有價值的，不僅能夠查詢物理上的地理位置，而且能夠查詢與地理位置相關(guān)的商業(yè)信息或其他相關(guān)信息的綜合性服務(wù)，以此為里程碑，地理信息開始突破三維的模式，向四維發(fā)展。

四維空間的地理信息系統(tǒng)要求能夠表現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的一些內(nèi)在的而非表面的信息內(nèi)容。在城市地理信息系統(tǒng)中，四維空間的城市地理信息所包含的信息內(nèi)容除了三維的城市街道的外部物理特征信息之外還包含了每條街道上所內(nèi)含的內(nèi)在信息，主要包括旅游信息(旅游景點信息，旅游線路信息，旅游費用信息，旅游服務(wù)提供商信息等)，交通信息(公交線路信息，線路運營時間信息，線路費用信息，線路主要?？空军c信息，任意二點之間的換乘信息等)，商業(yè)信息(商業(yè)或服務(wù)的名稱，主營范圍，主要特色商品或服務(wù)，聯(lián)系方式和地址等)，以及公共設(shè)施信息等。

由于信息不能單獨存在，信息必須存在在某個空間中，而這個信息賴以存在的空間就是信息空間，但美國的谷歌公司在將大量的地理位置有關(guān)的信息加入到傳統(tǒng)三維的DOM中去的時候，卻并沒有量化地提出如何界定一個信息空間的方法和定義。至今為止，信息空間只是以一種簡單以顯示屏幕的大小決定的視野范圍。由于在同等尺寸的顯示屏幕上，不同的分辨率做形成的視野范圍是不同的，因此這種模糊的信息空間表示方法無法幫助用戶將其感興趣的信息精確地限制在一個特定的地理范圍內(nèi)，從而帶來了三個嚴(yán)重制約四維空間的地理信息系統(tǒng)在商用領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展問題：

1.盈利模式的問題。由于所提供的地理信息無法精確定位到某個特定的區(qū)域，而只能以用戶當(dāng)前的整個屏幕為范圍來提供，因此無法實現(xiàn)以所提供的地理信息的覆蓋范圍大小量化地來決定服務(wù)收費的標(biāo)準(zhǔn)(比如說按某個建筑內(nèi)所含信息量、按某條街道上所含的信息量、按某個特定區(qū)域內(nèi)所含的信息量、按整個城市所含的信息量來分別收費)，而是只能以使用的次數(shù)來收費，從而無法體現(xiàn)地理信息本身在不同信息量上的不同價值，同時也在需要不同信息量的用戶之間造成收費上的不公平；

2.無法為應(yīng)用服務(wù)提供商提供個性化服務(wù)的問題。應(yīng)用服務(wù)提供商往往需要根據(jù)自己的應(yīng)用特點來為用戶提供特定類型的地理信息服務(wù)，比如在搜房服務(wù)中，應(yīng)用服務(wù)提供商希望為潛在的購房者提供目標(biāo)房源周邊區(qū)域的虛擬網(wǎng)上實地勘察服務(wù)，包括周邊的視頻化街道場景、圖標(biāo)化的商業(yè)分布和數(shù)字化公共交通信息等，以便購房者不需要前往實地進行勘察就能對目標(biāo)房源周邊的整體情況有個體驗式的了解；又比如在公共線路服務(wù)中，應(yīng)用服務(wù)提供商希望得到上車站，和換乘站的站牌在某個路段上的具體位置及周邊參照物的圖片場景，以便乘車者可以很方便地找到車站；又比如在導(dǎo)航服務(wù)中，應(yīng)用服務(wù)提供商希望某個路口或某個城市高架出入口的視頻化場景，以便駕車者進行識別；又比如在地方政府主導(dǎo)的數(shù)字化城市建設(shè)中，旅游局的智能城市旅游導(dǎo)航公共服務(wù)平臺希望提供整個城市的四維空間的下一代電子數(shù)字地圖服務(wù)。所有這些服務(wù)都具有非常明顯的個性化需求(有的需要一個區(qū)域內(nèi)的服務(wù)，有的只需要一個路段上的服務(wù)，有的僅僅需要一個點上的服務(wù)，而有的則需要整個城市范圍的服務(wù))，但顯然目前谷歌的基于云計算的地理信息平臺并不能提供這樣的個性化服務(wù)；

3.使用上的不友好造成出行者感到缺乏實際使用的價值。出行者在出行時所感興趣的往往是某個特定地理位置周邊的某些特定的地理信息，但由于美國谷歌目前提供的地理信息服務(wù)只能提供視野內(nèi)的搜索，因此無法做到精確定位和精確分類，比如出行者需要知道工商銀行在某個地理位置附近的分行信息，他在美國谷歌地理信息服務(wù)平臺上通過搜索得到的將會是覆蓋整個顯示屏幕的大量的有關(guān)工商銀行分行的信息，甚至包括典當(dāng)行分行的信息，因為在信息關(guān)鍵詞中銀行和典當(dāng)行都包含有分行二字！因此出行者必須通過人工方法在這大量的信息中找到自己所需要的信息，這對出行者，特別是當(dāng)出行者在馬路上通過狹小的手機屏幕來使用這樣的服務(wù)的時候往往會選擇放棄。而不幸的是在馬路上通過手機查詢城市地理信息恰恰是地理信息系統(tǒng)在商用領(lǐng)域中的最大應(yīng)用之一！此外，對于臺式電腦用戶來說，搜索可能是最方便的地理信息獲取方法，但對于手機用戶來說，可能更需要經(jīng)過精確分類，包括預(yù)置關(guān)鍵詞或搜索標(biāo)簽的地理信息以便進行快速的檢索查詢。

然而，精確界定一個信息空間存在以下困難：

1.首先，由于對一個城市而言，整個城市的地理信息將被分散地存儲在各個信息空間里，從這個意義上而言，一個城市就是該城市中所包含的所有的信息空間的集合。因此，信息空間究竟應(yīng)該多大？信息空間之間又是如何耦合才能使城市的地理信息內(nèi)容實現(xiàn)無縫融合？所有這些問題都沒有解決。

2.其次，一個城市的地理信息系統(tǒng)的最大價值體現(xiàn)在其對于用戶的實用價值。但不同的用戶對信息空間的顆粒細(xì)度的要求，換句話說也就是一個空間信息所覆蓋的范圍大小很可能是不同的，因此如何解決城市中的信息空間的顆?；瘑栴}也沒有解決。

3.最后，一個城市的地理信息系統(tǒng)對用戶的實用價值決定了信息空間的分隔不可能是線性的，這是因為城市中的街道的路段長短是不同的，每個路口附近的路段所構(gòu)成的幾何拓?fù)鋮^(qū)域也是隨機的，而街道的路段又恰恰是用戶在使用城市地理信息時的習(xí)慣性度量單位，比如我們經(jīng)?？梢月牭饺藗?nèi)绱嗣枋鲆粋€城市地理信息所在的地理位置：“XX商店在A路上，靠近B路”。有時還會加上一句：“就在B路和C路之間”。因此，如何解決信息空間的非線性問題，特別是能夠根據(jù)不同路口所關(guān)聯(lián)的路段的不同拓?fù)涮攸c，智能化地將信息空間精確地界定在一個以路口為中心，以一個路段為長度，由該路口所有關(guān)聯(lián)路段共同構(gòu)成一個任意幾何形狀的區(qū)域內(nèi)，并由此形成一個智能化非線性的信息空間數(shù)據(jù)索引的問題沒有解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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為了解決以上問題，我們提出了基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法。

本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法的適用范圍為城市地理信息系統(tǒng)。

本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法將信息空間內(nèi)所必須包含的信息內(nèi)容分為7個大類：1)大類A為商業(yè)信息，包括數(shù)字化的商品或服務(wù)提供者的名稱，主要的經(jīng)營范圍，聯(lián)系電話和具體的地址，以及視頻化、圖片化或數(shù)字化的產(chǎn)品或服務(wù)信息等；2)大類B為公交信息，包括數(shù)字化的公交站點名稱和視頻化或圖片化的公交站點所在地理位置及周邊參照物場景以及公交點所包括的各條公交線路的公交站牌以及站牌上的沿線?？空军c等信息；3)大類C為街道信息，包括數(shù)字化的街道所在路段的名稱和視頻化或圖片化的街道二邊場景和路口場景，路口場景還必須包括路口進入和離開二個方向的場景；4)大類D為標(biāo)志性建筑物，包括數(shù)字化的標(biāo)志性建筑的名稱和視頻化或圖片化的標(biāo)志性建筑及周邊參照物場景；5)大類E為地鐵出入口，包括數(shù)字化的地鐵出入口名稱和視頻化或圖片化的地鐵出入口及周邊參照物場景；6)大類F為城市高架道路的出入口，包括數(shù)字化的城市高架道路出入口名稱和視頻化或圖片化的城市高架道路出入口和周邊參照物場景；7)大類G為旅游信息，包括數(shù)字化的旅游景點名稱和視頻化或圖片化的旅游景點場景。這7個大類的信息表現(xiàn)形式可以是數(shù)字化的，圖片化的或者是視頻化的。其中視頻化的信息的編碼方式為H.264，3GP，3GPP2和FLASH四種格式，分辨率不低于450X380，碼流為400Kbps-512Kbps，幀率為15-25。其中圖片化的信息通過JPG和GIF二種格式提供，分辨率為不低于450X380。

本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法將信息空間分成三個等級的顆粒：1)點；2)線；3)面。其中點狀的信息空間是指城市街道上的一個建筑物。線狀信息空間是指城市中的一個路段。所謂路段就是一個被二條相鄰的相交街道所截的那段街道。面狀的信息空間是以一個路口為中心，以一個路段為長度，由所有與此路口相關(guān)聯(lián)的路段共同形成的一個任意拓?fù)湫螤畹膸缀蔚乩韰^(qū)域。點、線、面三者之間的關(guān)系是點從屬于線，線從屬于面。但是，點不是構(gòu)成線的充分必要條件，而線是構(gòu)成面的充分必要條件。換句話說，線狀的信息空間可以獨立存在，因此線狀的信息空間不一定包含點狀的信息空間。而面狀的信息空間不能獨立存在，面狀的信息空間一定包含線狀的信息空間。在確定一個路段的信息空間時，路段的定義必須服從發(fā)明專利201010172080.0中的路段定位法則。在確定一個面狀的信息空間時，一個路口所關(guān)聯(lián)的路段的確定必須服從發(fā)明專利201010172080.0中的關(guān)聯(lián)路段判斷法則。其中一個路口的表示格式為街道名稱加“/”符號加街道名稱。

本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法通過關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)庫表格將信息空間與信息空間所包含的內(nèi)容融合到一起：

1.信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格。每一個信息空間所包含的信息內(nèi)容都是信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中的一條記錄。該記錄包含了該信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段、信息名稱數(shù)據(jù)庫表格字段和其他的數(shù)據(jù)庫表格字段，其中該信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段和信息名稱數(shù)據(jù)庫表格字段是不可缺省的，而其他的數(shù)據(jù)庫表格字段視不同的應(yīng)用是可以酌情缺??；

2.街道數(shù)據(jù)庫表格。城市中每一個街道及其所包含的路段都是路名數(shù)據(jù)庫表格中的一條記錄。該記錄包含了代表該街道的名稱的數(shù)據(jù)庫表格字段，該街道所包含的所有路段的數(shù)據(jù)庫表格字段，其他數(shù)據(jù)庫表格字段。其中代表該街道的名稱的數(shù)據(jù)庫表格字段和該街道所包含的所有路段的數(shù)據(jù)庫表格字段是不可缺省的，而其他的數(shù)據(jù)庫表格字段視不同的應(yīng)用是可以酌情缺?。?/p>

3.由于每個街道所包含的路段在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的隨機性，包括物理上和邏輯上的不對稱性，比如一條街道包含了2個路段，但最多可以由四個邏輯上的名稱，因為一條街道由二個方向組成，即路東和路西，或路北和路南等，而每個路向的路段都可以有自己的街道名稱，因此，在該街道所包含的所有路段的數(shù)據(jù)庫表格字段中，每個路段的表示格式和先后次序必須服從發(fā)明專利201010172080.0中的路段定位法則、接頭接尾法則和順序法則；

4.如果用戶需要的是點狀的信息空間內(nèi)的內(nèi)容，根據(jù)用戶提供的建筑物名稱直接在信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中通過在“信息名稱數(shù)據(jù)庫表格字段”中以該建筑物名稱為關(guān)鍵詞搜索到與該建筑物名稱相符合的相關(guān)數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的記錄中的相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表格字段中獲得相關(guān)的內(nèi)容；

5.如果用戶需要的是線狀的信息空間內(nèi)的內(nèi)容，根據(jù)用戶提供的路段名稱，直接在信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中通過在“信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段”中以該路段名稱為關(guān)鍵詞搜索所有與該路段名稱相符合的相關(guān)數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的記錄的中的相關(guān)數(shù)據(jù)庫表格字段得到相關(guān)的內(nèi)容；

6.如果用戶需要的是面狀的信息空間的內(nèi)容，根據(jù)用戶提供的組成一個路口的二個街道名稱采用發(fā)明專利201010172080.0中的關(guān)聯(lián)路段判斷法則找到所有與此路口相關(guān)聯(lián)的路段，然后將每一個路段作為一個線狀的信息空間來看待，逐一將這些路段在信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中通過在“信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段”中以該路段名稱為關(guān)鍵詞搜索所有與該路段名稱相符合的相關(guān)數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的記錄中的相關(guān)數(shù)據(jù)庫表格字段中獲得所需的內(nèi)容。由于線是構(gòu)成面的充分必要條件，因此找到了一個面狀的信息空間中所包括的所有的線狀信息空間中的信息內(nèi)容就等于找到了這個面狀的信息空間中的信息內(nèi)容。

本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法通過關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)庫表格將信息空間與傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)耦合到一起：

1.物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫。其中物理位置指的是具體的地理經(jīng)緯度，邏輯名稱指的是一個建筑物，一個路段或一個路口的名稱。一個建筑物，一個路段或一個路口在地理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫中分別對應(yīng)了三個表格：1)建筑物表格；2)路段表格；3)路口表格。在建筑物表格、路段表格或路口表格中包含有邏輯名稱數(shù)據(jù)庫表格字段和物理位置數(shù)據(jù)庫表格字段。在邏輯名稱數(shù)據(jù)庫字段中所存放的是一個建筑物，一個路段或一個路口的名稱。在一個物理位置數(shù)據(jù)庫表格字段中所存放的是一個建筑物、一個路段或一個路口所在的地理位置的經(jīng)緯度范圍和海拔高度。其中海拔高度可以缺省。

2.基于信息空間的四維地理信息系統(tǒng)。在一個傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)中，首先建立一個物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫，在一個具體的應(yīng)用中只要知道了一個物理位置的具體經(jīng)緯度和可以缺省的海拔高度以及具體的目標(biāo)對象，比如是一個建筑，一個路段或一個路口，就能以具體的目標(biāo)對象在物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫中確定一個對應(yīng)的表格，然后在這個表格中以該物理位置的具體經(jīng)緯度和可以缺省的海拔高度為關(guān)鍵詞，在物理位置數(shù)據(jù)庫表格字段搜索得到相關(guān)的數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的數(shù)據(jù)庫記錄中的邏輯名稱數(shù)據(jù)庫表格字段中得到對應(yīng)的邏輯名稱，然后再根據(jù)用戶提供的具體目標(biāo)對象來確定所需要的信息空間的類型是點狀的還是線狀的還是面狀的，然后再通過信息空間的信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格和街道數(shù)據(jù)庫表格就可以獲得對應(yīng)的信息空間中的信息內(nèi)容，從而實現(xiàn)了四個維度的地理信息系統(tǒng)。具體通過信息空間的信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格和街道數(shù)據(jù)庫表格獲得對應(yīng)的信息空間中的信息內(nèi)容的方法見上述“本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法通過關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)庫表格將信息空間與信息空間所包含的內(nèi)容融合到一起”中的第4，第5和第6節(jié)。

本發(fā)明所涉及的基于信息空間的四維地理信息系統(tǒng)中所用到的發(fā)明專利201010172080.0中的路段定位法則、接頭接尾法則和順序法則和關(guān)聯(lián)路段判斷法則的具體表述如下：

1.路段定位法則。每個路段的坐標(biāo)定位可以表示為：“所在的街道名～相交的街道名-下一個相鄰的相交的街道名”。一條街道可以有若干個路段，也可以只有一個路段。如果一條街道A只有一條與之相交的街道B，則該路段的定位可以表示為：“所在的街道名～相交的街道名-所在街道的街道名加源頭二字”或所在的街道名～所在街道的街道名加源頭二字-相交的街道名”。其中“～”和“-”為特定的連接符號；

2.接頭接尾法則。如果一條街道A的起點是另一條街道B，則此街道A的第一個路段是另一條街道B的最后一個路段。則該路段的坐標(biāo)定位可以表示為：“街道A名～與街道B相交的街道名-與街道B下一個相鄰的相交的街道名@街道B名”。如果一條街道A的終點連著另一條街道B，則此街道A的最后一個路段是連著的另一條街道B的第一個路段。則該路段的坐標(biāo)定位可以表示為：“街道A名～與街道B相交的街道名-與街道B下一個相鄰的相交的街道名@街道B名”。其中“～”和“-”為特定的連接符號；

3.順序法則。每條街道上的路段的劃分嚴(yán)格按照該街道上與之相交的街道的出現(xiàn)順序進行。如果出現(xiàn)不規(guī)整的相交情況，則按以下法則進行排列：

1)同頭異尾排列法則。如果一條街道以一條二端相同的路名的相交街道開始，而以一條二端不相同路名或只有一端的相交街道結(jié)束，且中間在街道的一邊是只有一個較大的路段，而另一半則包含有多條較小的路段，則路段的排列順序從多條較小的路段開始，以一條較大的路段結(jié)束；

2)異頭同尾排列法則。如果一條街道以一條二端不相同路名或只有一端的相交街道開始，以一條二端相同的路名的相交街道結(jié)束，且中間在街道的一邊是只有一個較大的路段，而另一半則包含有多條較小的路段，則路段的排列順序從一條較大的路段開始，然后在從另一半則包含有多條較小的路段按較大路段的相同順序方向按順序進行。

3)同頭同尾排列法則。如果一條街道以一條二端相同的路名的相交街道開始，以一條二端相同的路名的相交街道結(jié)束，且中間在街道的一邊是只有一個較大的路段，而另一半則包含有多條較小的路段，則路段的排列順序可以從較大的路按同方向開始，也可以從較小的路段按同方向按順序開始。

4)異頭異尾排列法則。如果一條街道以一條二端不相同的路名或只有一端的相交街道開始，以一條二端不相同的路名或只有一端的相交街道結(jié)束，則按相交路段出現(xiàn)的順序出現(xiàn)先后進行。

4.關(guān)聯(lián)路段判斷法則

1)判斷路段相關(guān)的法則1。在一條街道上，在一條與之相交的街道名第一次出現(xiàn)后到第二次再次出現(xiàn)前中間所有的其他路段都是含有第二次出現(xiàn)相交街道名的路段的關(guān)聯(lián)路段；

2)判斷路段相關(guān)的法則2。在一條街道上，在一條與之相交的下一個相鄰街道名第一次出現(xiàn)后到第二次再次出現(xiàn)前中間所有的其他路段都是含有第二次出現(xiàn)的下一個相鄰的相交街道名的路段的關(guān)聯(lián)路段；

3)判斷路段相關(guān)的法則3。在一條街道上，二個相鄰的路段但相交的街道的二端路名不相同或下一個相鄰的相交的街道的二端路名不相同的二個路段是相關(guān)聯(lián)路段；

4)判斷路段相關(guān)的法則4。在十字路口，凡是符合接頭接尾法則的路段都是關(guān)聯(lián)路段；

5.目標(biāo)信息搜索法則。凡是出現(xiàn)在與目標(biāo)地理位置關(guān)聯(lián)路段中的目標(biāo)信息等同于位于目標(biāo)地理位置中。

附圖說明：

附圖是本發(fā)明所述基于信息空間的四維度的數(shù)字化城市設(shè)計方法實施過程中的示意圖。附圖1是信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格；附圖2是街道數(shù)據(jù)庫表格；附圖3是物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫中的建筑物表格；附圖4是物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫中的路段表格；附圖5是物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫中的路口表格；圖6是路段的定義；圖7是面狀的信息空間的定義。

具體實施方式：

1.在傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)中建立一個物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫。其中物理位置指的是具體的地理經(jīng)緯度，邏輯名稱指的是一個建筑物，一個路段或一個路口的名稱。一個建筑物，一個路段或一個路口在地理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫中分別對應(yīng)了三個表格：1)建筑物表格；2)路段表格；3)路口表格。在建筑物表格、路段表格或路口表格中包含有邏輯名稱數(shù)據(jù)庫表格字段和物理位置數(shù)據(jù)庫表格字段。在邏輯名稱數(shù)據(jù)庫字段中所存放的是一個建筑物，一個路段或一個路口的名稱。在一個物理位置數(shù)據(jù)庫表格字段中所存放的是一個建筑物、一個路段或一個路口所在的地理位置的經(jīng)緯度范圍和海拔高度。其中海拔高度可以缺省。

2.建立一個信息空間數(shù)據(jù)庫。信息空間數(shù)據(jù)庫包含有二個關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫表格：1)信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格；2)街道數(shù)據(jù)庫表格。其中：

1)信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格。每一個信息空間所包含的信息內(nèi)容都是信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中的一條記錄。該記錄包含了該信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段、信息名稱數(shù)據(jù)庫表格字段和其他的數(shù)據(jù)庫表格字段，其中該信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段和信息名稱數(shù)據(jù)庫表格字段是不可缺省的，而其他的數(shù)據(jù)庫表格字段視不同的應(yīng)用是可以酌情缺省的；

2)街道數(shù)據(jù)庫表格。城市中每一個街道及其所包含的路段都是路名數(shù)據(jù)庫表格中的一條記錄。該記錄包含了代表該街道的名稱的數(shù)據(jù)庫表格字段，該街道所包含的所有路段的數(shù)據(jù)庫表格字段，其他數(shù)據(jù)庫表格字段。其中代表該街道的名稱的數(shù)據(jù)庫表格字段和該街道所包含的所有路段的數(shù)據(jù)庫表格字段是不可缺省的，而其他的數(shù)據(jù)庫表格字段視不同的應(yīng)用是可以酌情缺省的；

3)由于每個街道所包含的路段在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的隨機性，包括物理上和邏輯上的不對稱性，比如一條街道包含了2個路段，但最多可以由四個邏輯上的名稱，因為一條街道由二個方向組成，即路東和路西，或路北和路南等，而每個路向的路段都可以有自己的街道名稱，因此，在該街道所包含的所有路段的數(shù)據(jù)庫表格字段中，每個路段的表示格式和先后次序必須服從發(fā)明專利201010172080.0中的路段定位法則、接頭接尾法則和順序法則。

具體應(yīng)用時，只要知道了一個物理位置的具體經(jīng)緯度和可以缺省的海拔高度以及具體的目標(biāo)對象，比如是一個建筑，一個路段或一個路口，通過物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫就能在對應(yīng)的物理位置和邏輯名稱數(shù)據(jù)庫表格中，如建筑物表格，路段表格或路口表格中以該物理位置的具體經(jīng)緯度和可以缺省的海拔高度為關(guān)鍵詞，在物理位置數(shù)據(jù)庫表格字段搜索得到相關(guān)的數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的數(shù)據(jù)庫記錄中的邏輯名稱數(shù)據(jù)庫表格字段中得到對應(yīng)的邏輯名稱。同時根據(jù)這個具體的目標(biāo)對象又可以確定所需要的信息空間的類型是點狀的還是線狀的還是面狀的。然后通過信息空間的信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格和街道數(shù)據(jù)庫表格就可以獲得對應(yīng)的信息空間中的信息內(nèi)容：

1.如果用戶需要的是點狀的信息空間內(nèi)的內(nèi)容，根據(jù)搜索得到的建筑物名稱直接在信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中通過在“信息名稱數(shù)據(jù)庫表格字段”中以該建筑物名稱為關(guān)鍵詞搜索到與該建筑物名稱相符合的相關(guān)數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的記錄中的相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表格字段中獲得相關(guān)的內(nèi)容；

2.如果用戶需要的是線狀的信息空間內(nèi)的內(nèi)容，根據(jù)搜索得到的路段名稱，直接在信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中通過在“信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段”中以該路段名稱為關(guān)鍵詞搜索所有與該路段名稱相符合的相關(guān)數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的記錄的中的相關(guān)數(shù)據(jù)庫表格字段得到相關(guān)的內(nèi)容；

3.如果用戶需要的是面狀的信息空間的內(nèi)容，根據(jù)搜索得到的一個路口名稱得到組成該路口的二個街道名稱，然后采用發(fā)明專利201010172080.0中的關(guān)聯(lián)路段判斷法則找到所有與此路口相關(guān)聯(lián)的路段，然后將每一個路段作為一個線狀的信息空間來看待，逐一將這些路段在信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫表格中通過在“信息所在路段的數(shù)據(jù)庫表格字段”中以該路段名稱為關(guān)鍵詞搜索所有與該路段名稱相符合的相關(guān)數(shù)據(jù)庫記錄，然后在搜索到的記錄中的相關(guān)數(shù)據(jù)庫表格字段中獲得所需的內(nèi)容。由于線是構(gòu)成面的充分必要條件，因此找到了一個面狀的信息空間中所包括的所有的線狀信息空間中的信息內(nèi)容就等于找到了這個面狀的信息空間中的信息內(nèi)容。

效益分析

社會效益：建設(shè)數(shù)字化城市是未來趨勢，地方政府的有關(guān)職能部門(旅游局，交通局，測繪局等)在建設(shè)本地的數(shù)字化城市過程中需要更為個性化的城市空間數(shù)據(jù)服務(wù)，并以此為基礎(chǔ)來為社會提供智能化的城市旅游服務(wù)，智能化的城市交通服務(wù)，智能化的城市商業(yè)服務(wù)和智能化的電子數(shù)字地圖服務(wù)，然而目前傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)并不能提供這樣個性化的超媒體城市空間數(shù)據(jù)服務(wù)，但是在引進了本發(fā)明的基于信息空間的四維度地理信息系統(tǒng)設(shè)計方法后，傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)將能夠迅速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，為地方政府的數(shù)字化城市建設(shè)和管理提供更為個性化的城市地理信息服務(wù)。

經(jīng)濟效益：根據(jù)國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2010年我國旅游出行人次達(dá)到人均1.5次，換句話說全年有出行人次20億。同時根據(jù)國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)我國目前有手機用戶7億戶，目前3G用戶有6千萬戶，到十二五結(jié)束時3G手機將會得到普及，屆時將有80％的用戶會轉(zhuǎn)換為3G用戶。因此，根據(jù)我們的商業(yè)模式，凡是在本地通過3G手機使用四維空間的超媒體城市地理信息服務(wù)的用戶全部是免費的，但如果出了本地使用則需要支付漫游費。漫游費可以是按使用一次收費￥1元，也可以是包出行一次收費￥5元，全國僅按旅游出行人次計算整個市場的前景為￥200億元每年。