一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法技术

本发明专利技术公开了一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法。该方法用以提高时空数据库历史检索的效率和精度，设计双基态的存储模式管理时空数据库的最初始状态和最现势状态，在双基态之间，采用事件修正的方式对现势基态进行即时更新，并以此为单位组织历史负增量数据，构建历史时空序列；在历史久远时，按需动态地创立多组相对于初始基态的修正版本，用于构建中间历史态的临时基态。事件修正的组织方式能以较低的数据冗余实现详细的、精确的时空演变记录，修正版本的建立能实现高效的时空定位，两者协同作用能大大提高模型的历史维护功能，完成历史时空的高效、无级检索。

【技术实现步骤摘要】
一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法
本专利技术属于时空数据库管理
，特别涉及一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法。
技术介绍
地理时空对象本身包含了大量的特有属性信息和空间信息，同时还隐含连续不断地时态信息以及其与周边环境拓扑关系的变化，在现实生活中地理时空要素总是处于离散的动态更新中。时空地理对象的历史更新过程对于数据库的历史检索、变化跟踪以及分析预测具有重要的借鉴意义，因此时空数据库不仅要存储和维护现势的数据状态，还需要能实现即时的动态更新和高效的历史时空数据操作。地理时空对象结合了图形信息、拓扑关系、属性描述和时态描述信息，自时空对象的概念提出以来，一直是各界研究者的关注热点，如何有效地实现空间对象与时态信息的有机融合、实现时空对象属性与时空语义的合理组织和管理，并能行之有效地应用到现实需求中是建立时空数据模型的关键。“修正”思想是时空数据模型研究的一个里程碑式理念，基态修正模型采用修正的方法记录历史数据，大大降低了历史数据的冗余度，然而纯粹修正数据的记录又带来了一个很严峻的问题：历史时空拓扑关系难以维护，因此也造成历史检索难以高效的实现。基态修正模型理论技术和实践应用的发展使得其在土地利用和地籍数据管理领域具有举足轻重的地位，然而，随着时态地理信息系统整体知识结构的逐步发展，以及人们对时空数据运算的精度、效率和解析能力的要求逐步提高，基态修正模型的历史时空维护功能需要更进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的基态修正模型在历史低冗余存储和高效率检索方面的矛盾，提出一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法。基于基态修正模型的高效时空数据检索方法的步骤如下：1)设计双基态的存储模式管理时空数据库的最初始状态和最现势状态，分别称为初始基态和现势基态，初始基态是数据库的最原始状态，一旦存储则保持不变；现势基态是时空演变的结果，表达数据库在当下的状态，现势基态总是随着现实世界的变化而时时更新以保持其现势性，即现势基态时刻处于动态更新中以保持其与当下状态的一致性；2)采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新；3)当历史信息久远时，设计相对于初始基态的高级修正，即修正版本，对一定历史时间段之间的事件负增量进行集合、逆转，构建特定时刻相对于初始基态的整体修正，建立数据库在该时刻的逻辑快照；4)在进行历史检索时，根据修正版本的时间属性获取距离目标点最近的正向修正版本和逆向修正版本；5)根据修正版本与目标点之间的事件负增量荷载，从步骤4)中得到的两个修正版本中选取距离目标点最近的修正版本；6)以最邻近修正版本为基础，结合该修正版本与目标点之间的事件负增量，通过逻辑计算获取目标点的要素状态。所述的步骤2)为：事件是对现实世界一系列变化的集合、描述，并将其映射到数据库中，采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新，即现时世界一旦发生了可识别的变化，即以事件的形式驱动时空数据库的演变；而事件引起的旧现势基态相对于新现势基态之间的变化量以事件负增量的形式进行存储组织，在历史时空序列中，以事件负增量的方式组织每次事件引发的变化量，以低冗余的修正方式存储详细的历史轨迹。所述的步骤3)包括：当历史信息久远时，设计相对于初始基态的高级修正，即修正版本，对一定历史时间段之间的事件负增量进行集合、逆转，构建特定时刻相对于初始基态的整体修正，建立数据库在该时刻的逻辑快照；修正版本在构建的时候需要依赖初始基态或者上一个修正版本，结合两者之间的事件负增量生成，实现过程如下：3.1设置初始基态或者上一个修正版本作为计算基础基态；3.2获取基础基态与需要建立的修正版本两者之间所有事件的集合；3.3遍历上述的事件集合，获取每个事件的负增量并累积；3.4通过基础基态和累积负增量的逻辑计算，获取目标修正版本状态。所述的步骤5)为：根据修正版本与目标点之间的事件负增量荷载，从步骤4)得到的正向和逆向两个修正版本中选取距离目标点最邻近的修正版本，即操作数最少的修正版本，实现过程如下：4.1获取前版本和后版本距离目标点的事件集合，并通过事件集合分别获取两种版本距离目标点的负增量容量，即负增量条数；4.2选取负增量容量最小的版本作为距离目标点最邻近的修正版本。所述的步骤6)为：通过步骤5)获取到的最邻近版本，以最邻近修正版本为基础，获取该修正版本和目标点之间的事件负增量，通过最邻近版本和负增量之间的正向或逆向逻辑计算得到目标点的要素状态，实现过程如下：5.1获取最邻近修正版本距离目标点的事件集合并累积每个事件的负增量；5.2当最邻近修正版本建立在目标点时间之后，则用最邻近修正版本逻辑加上过程5.1中获取的负增量集合，得到目标点的要素状态；5.3当最邻近修正版本建立在目标点时间之前，则用最邻近修正版本逻辑减去过程5.1中获取的负增量集合，得到目标点的要素状态。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：1)采用双基态的存储模式管理时空数据库的最初始状态和最现势状态，首先，初始基态记录了数据库的原始状态，在进行历史检索时不需要从现状逆向计算获取历史状态，提高了历史检索的效率和精度；其次，现势基态总是处于动态的更新中以保持与现实世界的一致，更加契合人们对时空数据库的现实需求。2)事件修正的增量更新方式能以较小的数据冗余完整的记录数据库的时空演变过程，为无级历史检索提供了可能，最大程度地保留了时空数据库的历史价值。3)修正版本的组织方式，在历史时间轴上为时空数据库创立多组逻辑快照，实现了高效的时空定位和信息检索。附图说明图1是本专利技术中事件组织对现势基态的修正过程；图2是事件负增量的组织结构示意图；图3表达了事件修正与版本修正之间的关系。具体实施方式基于基态修正模型的高效时空数据检索方法的步骤如下：1)设计双基态的存储模式管理时空数据库的最初始状态和最现势状态，分别称为初始基态和现势基态，初始基态是数据库的最原始状态，一旦存储则保持不变；现势基态是时空演变的结果，表达数据库在当下的状态，现势基态总是随着现实世界的变化而时时更新以保持其现势性，即现势基态时刻处于动态更新中以保持其与当下状态的一致性；2)采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新；3)当历史信息久远时，设计相对于初始基态的高级修正，即修正版本，对一定历史时间段之间的事件负增量进行集合、逆转，构建特定时刻相对于初始基态的整体修正，建立数据库在该时刻的逻辑快照；4)在进行历史检索时，根据修正版本的时间属性获取距离目标点最近的正向修正版本和逆向修正版本；5)根据修正版本与目标点之间的事件负增量荷载，从步骤4)中得到的两个修正版本中选取距离目标点最近的修正版本；6)以最邻近修正版本为基础，结合该修正版本与目标点之间的事件负增量，通过逻辑计算获取目标点的要素状态。所述的步骤2)为：事件是对现实世界一系列变化的集合、描述，并将其映射到数据库中，采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新，即现时世界一旦发生了可识别的变化，即以事件的形式驱动时空数据库的演变；而事件引起的旧现势基态相对于新现势基态之间的变化量以事件负增量的形式进行存储组织，在历史时空序列中，以事件负增量的方式组织每次事件引发的变化量，以低冗余的修正方式存储详细的历史轨迹，如图1所示。所述的步骤3)包括：当历史信息久远本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法，其特征在于它的步骤如下：1)设计双基态的存储模式管理时空数据库的最初始状态和最现势状态，分别称为初始基态和现势基态，初始基态是数据库的最原始状态，一旦存储则保持不变；现势基态是时空演变的结果，表达数据库在当下的状态，现势基态总是随着现实世界的变化而时时更新以保持其现势性，即现势基态时刻处于动态更新中以保持其与当下状态的一致性；2)采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新；3)当历史信息久远时，设计相对于初始基态的高级修正，即修正版本，对一定历史时间段之间的事件负增量进行集合、逆转，构建特定时刻相对于初始基态的整体修正，建立数据库在该时刻的逻辑快照；4)在进行历史检索时，根据修正版本的时间属性获取距离目标点最近的正向修正版本和逆向修正版本；5)根据修正版本与目标点之间的事件负增量荷载，从步骤4)中得到的两个修正版本中选取距离目标点最近的修正版本；6)以最邻近修正版本为基础，结合该修正版本与目标点之间的事件负增量，通过逻辑计算获取目标点的要素状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于基态修正模型的高效时空数据检索方法，其特征在于它的步骤如下：1）设计双基态的存储模式管理时空数据库的最初始状态和最现势状态，分别称为初始基态和现势基态，初始基态是数据库的最原始状态，一旦存储则保持不变；现势基态是时空演变的结果，表达数据库在当下的状态，现势基态总是随着现实世界的变化而时时更新以保持其现势性，即现势基态时刻处于动态更新中以保持其与当下状态的一致性；2）采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新；所述的步骤2）为：事件是对现实世界一系列变化的集合、描述，并将其映射到数据库中，采用事件修正的方式对现势基态进行即时的更新，即现时世界一旦发生了可识别的变化，即以事件的形式驱动时空数据库的演变；而事件引起的旧现势基态相对于新现势基态之间的变化量以事件负增量的形式进行存储组织，在历史时空序列中，以事件负增量的方式组织每次事件引发的变化量，以低冗余的修正方式存储详细的历史轨迹;3）当历史信息久远时，设计相对于初始基态的高级修正，即修正版本，对一定历史时间段之间的事件负增量进行集合、逆转，构建特定时刻相对于初始基态的整体修正，建立数据库在该时刻的逻辑快照；修正版本在构建的时候需要依赖初始基态或者上一个修正版本，结合两者之间的事件负增量生成，实现过程如下：3.1设置初始基态或者上一个修正版本作为计算基础基态；3.2获取基础基态与需要建立的修正版本两者之间所有事件的集合；3.3遍历上述的事件集合，获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丰，杜震洪，刘仁义，刘校妍，方涯盼，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33