[发明专利]一种基于文件系统的三维空间数据存储管理方法

权利要求书

1.一种基于文件系统的三维空间数据存储管理方法，其特征在于：

采用文件系统设计模式，将三维空间对象实体的空间数据和属性数据统一存储在文件中；

概念模型设计中，将地上、地下三维空间数据表示成统一的数据模型进行存储与管理；

逻辑模型设计中，将空间对象的存储级别划分为不同的粒度与类别，并将每个类别进行单独存储，对三维空间数据进行分类存储、增量追加、索引管理、实时调度；

物理模型设计中，采用空间分区、属性分层的方法，将整个三维空间范围建立多个可管理的分块，并在每一个分块内部建立基于对象类型的分层组织与分类管理。

2.根据权利要求1所述的基于文件系统的三维空间数据存储管理方法，其特征在于：

所述逻辑模型设计中，将空间对象的存储级别划分为不同的粒度与类别，分别为：要素集、要素对象、空间数据和属性数据。

所述分类存储为将空间对象按其语义划分为不同的要素类，每个要素类进行单独存储；

所述增量追加为对某一空间对象进行编辑时，在其所在要素类文件的末尾写入编辑后的对象，不进行整个要素类文件的重写；

所述索引管理为对空间对象建立索引，以便于查找和更新；

所述实时调度为在需要空间对象时才调度其空间数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于文件系统的三维空间数据存储管理方法，其特征在于，所述增量追加包括以下步骤：

①根据更新对象的ID，获取其对应的IndexItem信息；

②将该对象的包围盒及相关信息分别从空间索引和根据ID构建的索引中移除，同时更新这两种索引结构；

③将IndexItem信息添加到更新索引结构中；

④将更新后的对象序列化成的数据块写入*.FS文件，并新建一个IndexItem对象实现相关信息的记录；

⑤将更新后的对象的IndexItem信息分别添加到空间索引和根据ID构建的索引中移除，同时更新这两种索引结构。

4.根据权利要求1或2所述的基于文件系统的三维空间数据存储管理方法，其特征在于，所述逻辑模型设计包括以下步骤：

①在创建基于文件系统的数据库时，创建空的*.FDX和*.UDX文件及其他相关数据文件；

②在系统启动时，打开*.FDX和*.UDX文件，把其内部的数据加载到分别由map<FID，IndexItem*>和vector<IndexItem*>所创建的对象_vIndexMap和_uIndexVector中，并根据_vIndexMap中的内容创建空间索引_SpatialIndex，该索引可以是空间R树索引或其它空间索引；

③在添加空间对象时，将空间对象序列化为DataBlock并追加到*.FS文件的末尾，然后将该空间对象对应的IndexItem*添加到_vIndexMap中，并更新_SpatialIndex对象；

④在读取空间对象时，首先根据用户输入的关键字检索_SpatialIndex对象，查找到满足需求的空间对象的ID集合，然后，在_vIndexMap中找到这些ID集合所对应的IndexItem*项，并对其按其所在的要素类分组，最后启动多线程调度程序，分别从不同的*.FS文件中进行DataBlock的读取，并将其反序列化为空间对象；

⑤在编辑空间对象时，将更新前空间对象的IndexItem*从_vIndexMap中转移到_uIndexVector中，将更新后的对象序列化为DataBlock并追加到*.FS文件的末尾，然后将更新后的空间对象对应的IndexItem*添加到_vIndexMap中，并更新_SpatialIndex对象；

⑥在删除空间对象时，将该对象的IndexItem*从_vIndexMap中转移到_uIndexVector中，然后更新_SpatialIndex对象；

⑦当频繁地对空间对象进行编辑、删除操作后，动态监测*.FS文件的长度以及_uIndexVector中对象的个数，当*.FS的长度接近文件系统所管理的极限或者_uIndexVector中对象的个数超过用户设定的数量时，启动文件压缩功能，文件压缩功能将删除_uIndexVector中索引项所指向的数据段，重建*.FS文件和_SpatialIndex对象，同时清空_uIndexVector和*.UDX文件中的内容。