[发明专利]GIS的空间对象描述方法和基于映射的对象处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及对地观测与导航技术领域，特别是地理信息系统，更具体地说是涉及一种空间对象的描述方法和应用按照该方法描述对象来实现对象处理的方法。

背景技术

GIS(地理信息系统)是一种存储、分析和显示空间与非空间数据的信息技术。地理信息系统的操作对象是地理数据，其具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。其中，空间特征是指地理实体的空间位置及相互关系；属性特征表示地理实体的名称、类型和数量等；时间特征指实体随时间而发生的相关变化。根据地理实体的空间图形表示形式，一般可将空间数据抽象为点、线和面三类元素，它们的数据表达可以采用矢量或者栅格两种组织形式，分别称为矢量数据结构和栅格数据结构。

GIS数据具有数据量大，空间数据和属性数据具有不可分割的联系，以及空间数据之间具有显着的拓扑结构等特点。对于GIS数据的存储和操作，除了常规的数据操作之外，还有许多自身的特点，因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎，致使传统的关系数据库不能满足需要。

因此近年来发展出面向对象的GIS，并且经过成长成熟，现已成为GIS的主流发展方向。面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了直观、结构清晰、组织有序的方法。使用面向对象的GIS较之传统GIS有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类结构和组装结构使GIS可以直接定义和处理复杂的地物类型；(4)根据面向对象后编译的思想，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强系统的开发性和可扩充性。

所谓空间对象是对现实世界中具有空间(或地理)位置的现象的抽象，如一条道路、一幢房子、一条河流等。地理信息系统则主要用于空间对象的描述、存储、管理、分析与应用。其中，对空间对象的描述和空间对象的处理机制是GIS系统可满足不同需要、提高效率和实用性的关键。

对于空间对象的描述有多种途径，基于XML的描述方式是当前最先进的方式之一。XML格式自1998年由W3C提出以来，随着Web技术的发展，发展至今已经成为了网络数据传输与交换的一种最为广泛采用的标准。同时由于XML良好的结构化，能实现结构、内容、表现的分离；具有开放性和可扩充性；以及其自描述的特性，易于理解和支持跨平台操作，使得XML同时在网络之外的更为广阔的领域得到应用。特别是2000年OGC(Open Geospatial Consortium，开放地理信息联盟)推出了XML DTD的GML，它是一种基于XML、并用于表示地理空间对象的空间数据和非空间属性数据的地理标记语言，并很有可能将成为空间信息传输与交换的标准格式。

但是，上述的现有技术只是提供了对空间对象的描述和空间对象的处理机制的框架或思路，对于具体的实现形式，并没有一种良好的描述和处理方法。这主要是因为，现有的空间对象的描述结构要比关系数据库来得复杂，且对于不同的空间对象可能还会涉及不同的描述方式，结构繁冗而缺乏通用性；并且对象处理也很困难。由于GIS数据量往往很大，在进行数据处理时要占用大量的内存空间，无论是对象本身在内存空间的占位还是对象操作的线程所需的额外内存池空间都是相当大的系统开销。

发明内容

本发明的目的是提供一种灵活的可以描述任何空间对象的方法，克服现有描述空间对象过于限制的缺点，同时，提供一种基于上述描述的对象处理方法，以通过合理平衡地开销计算机内存空间，提高空间对象处理的速度。

为此，本发明提供了一种地理信息系统的空间对象描述方法，将一个空间对象描述分为“特性”和“操作”两部分，“特性”用于描述空间对象的数据，“操作”用于空间对象的处理；并且，所述“特性”进一步分为基本特性和可扩展特性，所述”操作”分为基本操作和可扩展操作。

其中，所述可扩展特性通过解释——数据对的语义规则进行定义，每一可扩展特性包括数据单元和解释单元，其中，数据单元用于描述该可扩展特性对应的具体数据，而解释单元用于对数据单元内的数据进行解释。

较佳地，其中，所述可扩展特性包括一几何特性，所述几何特性使用解释串和坐标串分别为解释单元和数据单元对其进行描述，其中，坐标串为一个数组，存放坐标信息；解释串为另一个数组，用于解释存放坐标的方式。

其中，所述可扩展操作通过关键词——值对的语义规则进行定义，其中，“关键词”表示操作类型，“值”表示操作参数。