动态地理现象的数据组织与存储方法、装置制造方法及图纸

本申请提供的动态地理现象的数据组织与存储方法、装置，通过依次建立动态地理现象的地理过程语义表达结构及图结构形式的地理过程表达模型、地理过程存储模型，最终实现了利用图数据库以图结构形式对动态地理现象的地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为(演变关系)信息进行有机组织与统一存储。由此可见，本申请实现了以图结构形式对引起对象变化的行为进行有效表达与存储，由于基于图结构形式的行为表达与存储方式能够从整体上统一、全面、直观、形象地反映动态地理现象的地理对象实体间的演变关系，因此可有效克服现有技术在动态地理现象的数据组织与存储中存在的上述问题，能够更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持。

Data Organization and Storage Methods and Devices for Dynamic Geographical Phenomena

【技术实现步骤摘要】
动态地理现象的数据组织与存储方法、装置
本专利技术属于地理时空数据的组织表达与存储
，尤其涉及一种动态地理现象的数据组织与存储方法、装置。
技术介绍
动态地理现象是指地理世界中具有“产生-发展-消亡”特性的动态现象，比如台风、暴雨、海洋中尺度涡等。综合对地观测和众源数据获取技术为获取具有“产生-发展-消亡”特性的动态地理现象的高时空分辨率数据提供了技术支撑，为进一步分析和挖掘动态地理现象的时空格局及其演变提供了数据基础，但这需要有效的时空数据组织存储模型对动态地理现象的时空数据进行组织与存储。地理时空数据组织存储模型经历了面向对象表达、面向对象变化、面向模拟事件序列以及面向地理过程这几个时空建模理论发展阶段，前三种建模理论由于缺乏对连续动态地理现象的演变关系的描述与刻画，而导致很难进一步分析地理对象实体的演变机制以及对地理对象实体的动态变化进行预测预报；对于上述的面向地理过程的建模理论，现有已开展的研究，在动态地理现象的地理过程对象与地理过程关系的概念逻辑表达及数据库物理存储方面做出了一定尝试，但仍旧存在以下问题：1)对动态地理现象变化行为(也即动态地理现象的演变关系)的组织存储还停留在概念模型层面；2)虽然一些研究尝试利用对象-关系数据库来存储地理对象实体的演变关系，但该存储方式需基于众多数据表进行地理对象实体的演变关系的相关数据存储，该存储特点导致动态地理现象的整体演变关系的数据存储结构较为散乱，未能实现动态地理现象整体演变关系的有机组织与统一存储，进而难以实现地理对象实体演变关系的深入分析，为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制带来了不便，尤其对于复杂的演变关系来说该问题更为凸显。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种动态地理现象的数据组织与存储方法、装置，以克服现有技术在动态地理现象的数据组织与存储中存在的上述问题，更好地为分析和挖掘动态地理现象的时空变化机制提供支持。为此，本专利技术公开如下技术方案：一种动态地理现象的数据组织与存储方法，包括：建立动态地理现象的地理过程语义表达结构；基于所述地理过程语义表达结构，建立动态地理现象的地理过程表达模型；所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型；基于所述地理过程表达模型，建立动态地理现象的地理过程存储模型，并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据；所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型，所存储的动态地理现象的数据包括：地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。上述方法，优选的，所述建立动态地理现象的地理过程语义表达结构，包括：为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构；其中：所述地理过程，用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性，包括动态地理现象的空间结构和属性的演变，由至少一个演变序列组成；所述演变序列，用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列，由两个或以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成；所述时刻状态，用于刻画动态地理现象在相应时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在相应时刻的空间分布。上述方法，优选的：所述时刻状态包括：产生状态、发展状态、合并状态、分裂状态、合并分裂状态及消亡状态；所述时刻状态根据动态地理现象的地理对象的演变关系形成三种基本演变序列：产生序列、消亡序列及发展序列；所述基本演变序列根据所述演变关系形成复杂演变序列，各复杂演变序列构成动态地理现象的整个地理过程；所述演变关系包括：合并关系、分裂关系、发展关系及分裂合并关系。上述方法，优选的，所述基于所述地理过程语义表达结构，建立动态地理现象的地理过程表达模型，包括：基于所述地理过程语义表达结构，构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架；所述地理过程基本表达框架包括四类节点：过程节点、序列节点、状态节点和连接节点，所述四类节点分别用于组织与存储地理过程、演变序列、时刻状态及剧烈变化的时刻状态的信息；所述过程节点处于所述地理过程层，所述序列节点及连接节点处于所述演变序列层，所述状态节点处于所述时刻状态层；基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点、连接节点之间的包含关系，以及演变序列层内部的序列节点、连接节点的演变关系，构建过程图模型；基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系，以及时刻状态层内部的状态节点之间的发展关系，构建序列图模型。由所述过程图模型与所述序列图模型组成所述地理过程表达模型。上述方法，优选的，所述基于所述地理过程表达模型，建立动态地理现象的地理过程存储模型，并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据，包括：确定待存储的目标地理过程；将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息，分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中，并针对每个节点存储输入该节点的边的标识信息以及该节点输出的边的标识信息；将所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点间的包含关系或演变关系组织并存储于相应两个节点之间的边上，得到所述目标地理过程的地理过程存储模型；按照所述地理过程存储模型，利用图数据库对所述目标地理过程的数据进行存储。一种动态地理现象的数据组织与存储装置，包括：语义结构建立单元，用于建立动态地理现象的地理过程语义表达结构；图表达模型建立单元，用于基于所述地理过程语义表达结构，建立动态地理现象的地理过程表达模型；所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型；存储单元，用于基于所述地理过程表达模型，建立动态地理现象的地理过程存储模型，并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据；所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型，所存储的动态地理现象的数据包括：地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。上述装置，优选的，所述语义结构建立单元，具体用于：为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构；其中：所述地理过程，用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性，包括动态地理现象的空间结构和属性的演变，由至少一个演变序列组成；所述演变序列，用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列，由两个或以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成；所述时刻状态，用于刻画动态地理现象在相应时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在相应时刻的空间分布。上述装置，优选的：所述时刻状态包括：产生状态、发展状态、合并状态、分裂状态、合并分裂状态及消亡状态；所述时刻状态根据动态地理现象的地理对象的演变关系形成三种基本演变序列：产生序列、消亡序列及发展序列；所述基本演变序列根据所述演变关系形成复杂演变序列，各复杂演变序列构成动态地理现象的整个地理过程；所述演变关系包括：合并关系、分裂关系、发展关系及分裂合并关系。上述装置，优选的，所述图表达模型建立单元，具体用于：基于所述地理过程语义表达结构，构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架；所述地理过程基本表达框架包括四类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态地理现象的数据组织与存储方法，其特征在于，包括：建立动态地理现象的地理过程语义表达结构；基于所述地理过程语义表达结构，建立动态地理现象的地理过程表达模型；所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型；基于所述地理过程表达模型，建立动态地理现象的地理过程存储模型，并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据；所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点‑边组织结构所构建的图存储模型，所存储的动态地理现象的数据包括：地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。

【技术特征摘要】
1.一种动态地理现象的数据组织与存储方法，其特征在于，包括：建立动态地理现象的地理过程语义表达结构；基于所述地理过程语义表达结构，建立动态地理现象的地理过程表达模型；所述地理过程表达模型为包括节点及用于连接节点的边的图表达模型；基于所述地理过程表达模型，建立动态地理现象的地理过程存储模型，并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据；所述地理过程存储模型为基于所述地理过程表达模型的节点-边组织结构所构建的图存储模型，所存储的动态地理现象的数据包括：地理对象、地理对象变化及引起对象变化的行为的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立动态地理现象的地理过程语义表达结构，包括：为动态地理现象建立“地理过程-演变序列-时刻状态”这一地理过程语义结构；其中：所述地理过程，用于从整体上刻画动态地理现象的产生、发展和消亡特性，包括动态地理现象的空间结构和属性的演变，由至少一个演变序列组成；所述演变序列，用于刻画动态地理现象在生命周期内具有相似演变特征的时间序列，由两个或以上具有相似的空间结构和属性特征的时刻状态组成；所述时刻状态，用于刻画动态地理现象在相应时刻的空间结构和属性特征、描述动态地理现象在相应时刻的空间分布。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述时刻状态包括：产生状态、发展状态、合并状态、分裂状态、合并分裂状态及消亡状态；所述时刻状态根据动态地理现象的地理对象的演变关系形成三种基本演变序列：产生序列、消亡序列及发展序列；所述基本演变序列根据所述演变关系形成复杂演变序列，各复杂演变序列构成动态地理现象的整个地理过程；所述演变关系包括：合并关系、分裂关系、发展关系及分裂合并关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述地理过程语义表达结构，建立动态地理现象的地理过程表达模型，包括：基于所述地理过程语义表达结构，构建包括地理过程层、演变序列层及时刻状态层的地理过程基本表达框架；所述地理过程基本表达框架包括四类节点：过程节点、序列节点、状态节点和连接节点，所述四类节点分别用于组织与存储地理过程、演变序列、时刻状态及剧烈变化的时刻状态的信息；所述过程节点处于所述地理过程层，所述序列节点及连接节点处于所述演变序列层，所述状态节点处于所述时刻状态层；基于地理过程层的过程节点与演变序列层的序列节点、连接节点之间的包含关系，以及演变序列层内部的序列节点、连接节点的演变关系，构建过程图模型；基于演变序列层的序列节点与时刻状态层的状态节点之间的包含关系，以及时刻状态层内部的状态节点之间的发展关系，构建序列图模型；由所述过程图模型与所述序列图模型组成所述地理过程表达模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述地理过程表达模型，建立动态地理现象的地理过程存储模型，并按照所述地理过程存储模型利用图数据库存储动态地理现象的数据，包括：确定待存储的目标地理过程；将所述目标地理过程的地理过程信息、演变序列信息、时刻状态信息以及剧烈变化的时刻状态信息，分别组织并存储于相应的过程节点、序列节点、状态节点及连接节点中，并针对每个节点存储输入该节点的边的标识信息以及该节点输出的边的标识信息；将所述过程节点、序列节点、状态节点和连接节点间的包含关系或演变关系组织并存储于相应两个节点之间的边上，得到所述目标地理过程的地理过程存储模型；按照所述地理过程存...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛存金，刘敬一，伍程斌，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11