一种矢量数据的存储方法、查询方法和管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种矢量数据的存储方法，以及对根据此方法存储的矢量数据进行查询的方法和相应的管理系统。其中该存储方法具体包括下列步骤：１１）将原始ｓｈａｐｅｆｉｌｅ文件的图层进行区域划分；１２）将所述划分的区域进行编码；１３）将原始ｓｈａｐｅｆｉｌｅ文件的所述图层中的几何体根据所属区域的编码进行派分；１４）将派分到相同编号的所述图层中的几何体的集合存储为一个文件；１５）根据所述存储的文件，生成配置文件，用于记录图层的基本信息。本发明专利技术简化了系统实现，在保证基本功能的同时，抛弃了数据库中的冗余功能，弱化了事务语义，节省了系统资源，提高系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种矢量数据的存储方法、查询方法和管理系统
5 本专利技术涉及计算机数据管理方法和系统，特别是地理信息系统中的矢量数据存储方法，相应的查询方法和管理系统。
技术介绍
地理数据是以地球表面作为基本参照框架的空间数据及其属性信息。 10为了便于获取、存储、分析和管理地理数据，建立了地理信息系统，简称GIS系统(geographic information system )。 GIS系统表示了真实世界的各 种目标，如道路、土地、海拔等等。GIS中常用的数据结构包括矢量数据 和栅格数据。矢量数据结构中， 一个区域或一个地图化分为若干个多边形， 每个多边形由若干条线段或弧组成，矢量数据结构数据存储量小、图形精 15度高、容易定义单个空间对象，但是处理空间关系比较费时，常用于描述 图形数据。栅格数据结构中，地理实体用格网单元的行和列为位置标识， 栅格数据简单、容易处理空间位置关系，但数据存储量大，图形精度低， 常用于描述图像和影像数据。当前，多采用文件系统来管理栅格数据，采用数据库来管理矢量数据。20但是矢量数据既包含适合用数据库来管理的结构化数据，也包含用数据库 不易管理的半结构化数据。为了让数据库能够支持对半结构化矢量数据的 存储、查询和操作，就需要对传统的数据库进行扩展，进而形成了被称为空间数据库管理系统(Spatial DataBase Management System _ SDBMS)的扩展数据库。25 尽管各大数据库厂商不断优化对矢量数据的管理，但是依然存在着一些弊端。数据库提供了丰富的SQL语义，支持复杂的查询操作，但是对于相对 简单的空间数据查询而言，这些语义功能很多都是空间数据处理过程中不 会使用到的，反而在入库和查询时造成额外的系统资源浪费； 30 数据库保证了在其中进行的操作都是强事务语义的，但是对于写少读多的空间数据访问模式而言，大多数对空间数据的访问是不需要事务性语义来保证的，保证强事务性语义反而会带来系统运行时较严重的性能损失；数据库系统通常都是运行在 一个节点上的，随着数据规模的不断扩 大，单点的处理能力逐渐成为瓶颈，单点故障问题日趋严重，而支持集群5方式的数据库价格非常昂贵。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为避免系统资源浪费和性能损失，提供一种 在满足矢量数据管理应用的前提下，实现更简单的方法和系统。 10 根据本专利技术的第一方面，提出了一种矢量数据的存储方法，具体包括下列步骤11 )将原始shapefile文件的图层进行区域划分； 12)将所述划分的区域进行编码；13 )将所述原始shapefile文件的图层中的几何体根据所属区域的编码 15 进行派分；14) 将派分到相同编号的所述图层中的几何体的集合存储为 一 个文件；15) 根据所述存储的文件，生成配置文件，用于记录图层的基本信息。 该存储方法中，所述原始shapefile文件的大小大于阈值。20 该存储方法中，所述步骤12)包括下列步骤21 )在X轴和Y轴上，分别给所述划分的区域赋值Xi和Yj; 22)组合所述Xi和Yj，计算所述区域的编码。该存储方法中，所述步骤21 )的Xi和Y」均为二进制值，且 XfXi,wXi,n.2…x,，0， Yj=yj,n.iyj,n-2 yj,0,其中x和y分别表示X和Y的每位 25 的值，n是所述原始shapefile文件的图层在X轴方向和Y轴方向被划分的 份数；所述步骤22)进一步包括221) 对于所述Xi和Yj,根据公式Vij-yj,wXi,n小..yy)Xi,o计算Vij;222) 将所述Vij用十进制表示，根据VF『(y,^,n-Odec…(y」,oX,，o)dec计30 算所述区域的编码。该存储方法中，所述步骤13 )包括下列步骤31)读取所述图层中的几何体，获得所述几何体的最小外包矩形；32 )将所述最小外包矩形的每个顶点所在的区域的编码作为所述最小外包矩形的每个顶点的编码；33)比较所述顶点的编码，从左到右按位扫描，找到第一个值不相等 的位k,如果A^l则此几何体被派分的编号为a^2…a;t"; 5 34 )如果A: = 1,则此几何体^皮派分的编号为"root"。该存储方法中，所述步骤15)的所述图层的基本信息包括所述图层 的名字，所述图层的最小外包矩形，所述几何体的类型，所述几何体的总 数目，所述原始shapefde文件的图层的划分信息。该存储方法中，如果矢量数据的文件不是shapefile格式而是其它格式， io则所述步骤11)还包括将所述矢量数据的文件转为所述原始shapefile文 件。根据本专利技术的第二方面，还提供了 一种管理根据上述的方法存储的矢 量数据的系统，包括面向用户的GIS界面、文件系统和空间数据管理系统 所述面向用户的GIS界面，用于提供访问GIS数据的接口和界面； is 所述文件系统，用于存储shapefile文件和读耳又所述shapefile文件的图层中的几何体，并且根据查询条件判断所述几何体与矩形范围的关系，根 据所述图层的划分信息计算在所述查询范围内的几何体，并返回给所述空 间数据管理系统，其中所述shapefile文件包^"对原始shapefile文件的图层 进行区域划分所得到的所述相同编号的几何体； 20 空间数据管理系统，用于根据图层标识读取所述图层的划分信息，判断所述几何体与不规则图形范围的关系，将所述存储节点返回的几何体传 输给所述面向用户的GIS界面。该管理系统中，所述文件系统是分布式文件系统。 该管理系统中，所述文件系统安装在存储节点中，所述空间数据管理 25系统安装在计算节点中；且至少有两个存储节点。根据本专利技术的第三方面，还提供了 一种查询根据上述存储方法存储的 矢量数据的方法，根据图层标识查询所述图层的基本信息。根据本专利技术的第四方面，还提供了 一种查询根据上述存储方法存储的 矢量数据的方法，根据图层标识和几何体的标识查询所述几何体的信息。 30 根据本专利技术的第五方面，还提供了一种查询根据上述存储方法存储的矢量数据的方法，根据图层标识、矩形范围和标志位查询所述矩形范围内 所有几何体，其中所述标志位标识所述所查询的几何体是被所述矩形范围全部包含或部分包含。在上述根据本专利技术第五方面提供的查询方法中，包括下列步骤 21)根据所述图层标识找到相应的配置文件； 22 )从所述相应的配置文件中读取所述图层的划分信息； 5 23 )根据所述矩形范围以及所述图层的划分信息，生成两个文件列表fllejistl和file—list2,其中，所述文件列表内文件内的几何体所涉及的区 域与所述矩形范围有共同部分，且filejist 1中的文件中的几何体都包含在 矩形中；24) 读取file一listl中的文件，将所有几何体加入到结果列表中；读 io 取file—list2中的文件，判断所述filejist2中的几何体是否和所述矩形范围有共同的部分，如果是，将所述几何体加入结果列表；25) 返回所述结果列表。根据本专利技术的第六方面，还提供了 一种查询根据上述存储方法存储的 矢量数据的方法，其特征在于，根据图层标识、不规则图形范围和标志位， 15 查询所述不^见则图形内所有的几何体，其中所述标志位标识所述所查询的 几何体被所述不失见则图形全部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矢量数据的存储方法，包括下列步骤：１１）将原始ｓｈａｐｅｆｉｌｅ文件的图层进行区域划分；１２）将所述划分的区域进行编码；１３）将所述原始ｓｈａｐｅｆｉｌｅ文件的图层中的几何体根据所属区域的编码进行派分；１４）将派分到相同编号的所述图层中的几何体的集合存储为一个文件；１５）根据所述存储的文件，生成配置文件，用于记录图层的基本信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭辉，张书彬，王楠，韩冀中，贺劲，韩承德，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]