一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法技术

本发明专利技术提供一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，包括S1)、将现实世界的任何时空实体抽象为具备8个方面的对象类，S2)、建立多粒度时空对象逻辑模型，S3)、建立多粒度时空对象物理模型，S4)、设置混搭数据库的访问接口，S5)、建立多粒度时空对象访问接口，包括对象产生、更新与消亡，通过该接口可以实现时空实体的实例化，本发明专利技术的多粒度时空对象数据库拓展了现有对象模型的描述能力，将属性和方法细化拓展为8个方面，能够描述随着时空变化的实体，可以更加全面的表达现实世界，提供更加易于人们理解的直接抽象的数据模型；能够对全空间进行统一的建模，能够兼容传统的多种数据类型，可以描述对象的主动行为和被动行为。

【技术实现步骤摘要】
一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法
本专利技术涉及数据库
，尤其是一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法。
技术介绍
地理信息技术的应用范畴已深入到现实世界的各个领域，而数据模型是其实现利用计算机抽象表达现实世界实体的桥梁。传统的数据模型有矢量模型、栅格模型、时空模型、对象模型等。但是，这些数据模型的应用都有一定的局限性。如矢量、栅格数据模型是采用点、线、面、栅格数据对现实世界进行建模，时空模型主要解决了数据模型对于地理实体随时间变化的描述，对象模型主要侧重对象属性的描述，对于对象的组成、属性的共有性、私有性区分，行为、关系等的描述存在不足。同时，现有的地理信息技术面对的数据类型更加丰富，如矢量、栅格、3d模型、BIM等等。不仅要表达静态的实体，还要表达动态变化的实体，如出租车的轨迹。不仅要描述实体的属性和一些简单的方法，还要要考虑现实世界实体间的关系，如汽车与车主之间的使用关系等，以及属性的共有性和私有性等。不仅要表达单一的实体，还要考虑实体之间的组成结构，如一栋建筑可以作为独立对象，同时也可以看做由楼层、房间等子对象的组成。不仅要表达当前时间的地理实体，还要记录实体的全生命周期等等。但是，现有数据模型不能一体化的解决这些问题。因此，综合以上实际需求和传统数据模型的特点，亟需要设计了一种描述现实世界多粒度时空对象数据模型。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，该方法能够解决现有的地理信息数据模型对于四维时空中的实体全要素以及实体全生命周期建模能力不足，不能有效表达实体在多属性、多形态、多关系、多时空以及行为等粒度方面能力，并且不能表达实体在时空中位置、形态、关系、行为能力等要素的变化粒度能力的问题。本专利技术的技术方案为：一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，包括以下步骤：S1)、建立多粒度时空对象概念模型，其中，所述的多粒度时空对象包括空间对象和数据对象两类；S101)、通过直接建模的方式，将现实世界的任何时空实体抽象并实例化为具备8个方面的对象类，再实例化为该对象类的一个实例，比如定义车类、汽车类和车座类、驾驶员类；S102)、定义对象类之间的关系，包括组成、继承和关联关系；比如定义汽车类与车类是继承关系，车座类与汽车类是组成关系，汽车类与驾驶员类之间有驾驶关系，汽车类之间可以有指挥关系等；S103)、为每一个对象类具体定义8个方面的内容，包括时空参考、位置、属性、关系、组成、形态、行为、认知的内容，一个对象类中可以定义多个属性、关系、形态，形态与位置相同可以直接引用，比如汽车对象类的时空参考为WGS84和UTC，位置为点，形态为点(引用位置)和模型，属性为汽车编码、汽车名称、汽车车主、汽车颜色、汽车里程等；S2)、建立多粒度时空对象逻辑模型通过设计对象类、对象、以及时空参考、位置、属性、关系、组成、形态、行为、认知的数据表结构，实现多粒度时空对象的逻辑模型设计，实现类模板和对象类的设计，以及类模板之间继承、关联关系、组成关系的设计，对象生命周期的设计；S3)、建立多粒度时空对象物理模型通过选用PostGIS、Neo4j、Mongodb、GeoMesa、HDFS搭建混合物理存储环境，实现多粒度时空对象的文件、关系数据、位置数据、图数据、模型数据、动态数据、BIM数据、矢量数据、遥感数据等数据的存储，并基于对象逻辑模型构建物理数据库结构，并基于数据库建立数据库级别索引，并能存储多粒度时空对象的全生命周期版本数据。S4)、混搭数据库访问接口的设置为了实现对混搭多个数据库的访问，基于JAVA语言对每种混搭数据库设置访问接口，包括基于PostGIS实现地理空间数据和对象属性等数据的访问接口、实现基于Neo4j的对象关系数据的访问接口、实现基于Mongodb的对象模型数据的访问接口、实现基于GeoMesa的时空轨迹与传感器时序数据的访问接口、实现基于HDFS的文件数据的访问接口，通过这些类访问接口可以实现对象属性、位置、形态、关系等特征的存储、更新的访问能力。S5)、建立多粒度时空对象访问接口，通过定义多粒度时空对象内存结构并整合集成步骤S4)中的接口，实现多粒度时空对象访问接口，通过将来自多源的对象数据在多粒度时空对象内存结构中以多粒度时空对象整合，并将多粒度时空对象或者多粒度时空对象集传给多粒度时空对象访问接口，实现对象或者对象集合的存储与更新、以及多粒度时空对象的访问能力。优选的，步骤S101)中，所述的8个方面分别为时空参照、空间位置、属性、关系、形态、组成、行为、认知。优选的，步骤S101)中，所述的对象以对象类OType的方式进行管理，即同一类时空实体抽象后属于同一对象类。优选的，步骤S102)中，通过对象类OType定义对象类之间的组成、关联关系、继承关系。优选的，步骤S103)中，通过对象类OType定义8个方面的详细内容。优选的，步骤S1)中，所述的模型通过版本的定义描述一个全动态的现实空间，记录了每个对象的全生命周期，并对其进行管理，其中，对每个对象的进行全生命周期的管理，空间对象SObject和数据对象DObject都继承一个抽象对象AObject，通过抽象对象AObject记录对象的版本信息，将对象8个方面中任意一个方面的增、删、改作为一个动作，该动作通过事件的方式进行描述，并记录事件的过程，对象的每个动作都会新增一个版本信息，通过每一个对象所有的版本，实现对象的全生命周期管理。优选的，步骤S103)中，通过对象的8个方面进行现实世界任何时空实体的描述，具体为：1)、时空参照通过时间、空间参考系统的定义和各参考系之间的转换，将空间系统扩展到了更加宏观和微观的的世界，支持对地球空间以及牛顿定律描述的空间进行所有时空实体的统一建模；其中，所述的时空参照包括时间参考和空间参考，分别记录每个对象的时间参考和空间参考，任何一个多粒度时空对象都有一个时间参照和空间参照。2)、属性所述的属性记录时空实体具有的字段信息，每个对象类OType具有共有属性的定义，每个时空对象SObject除实例化所属对象类共有属性，还可定义自己独特的个性属性信息；其中，对象的属性以属性集合的方式存储，属性集(Attributes)包含所有的属性(Attribute)，每一个属性包含属性字段(Field)及字段取值(Domain)。3)、空间位置和形态空间位置描述对象的空间位置，而对象的形态关联对象的位置，因此，将对象的空间位置模块与对象的形态模块进行一体化的设计。其中，Forms定义对象形态，一个对象可有多个形态，每一个形态都会与某个位置关联。其中，Position位置描述对象在某空间参考系下的空间位置，Form形态描述对象的形态，即时空实体抽象后的表现形式。对象的形态可以选取AForm形态抽象中定义的形态类型，也可以通过ACustomForm自定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1)、建立多粒度时空对象概念模型/nS101)、通过直接建模的方式，将现实世界的任何时空实体抽象为具备8个方面的对象类，所述的对象以对象类OType的方式进行管理，即同一类时空实体抽象后属于同一对象类，一个实体可实例化为该对象类的一个实例；/nS102)、定义对象类之间的关系，包括组成、继承和关联关系；/nS103)、为每一个对象类具体定义8个方面的内容，包括时空参考、位置、属性、关系、组成、形态、行为、认知的内容，一个对象类中可以定义多个属性、关系、形态，形态与位置相同可以直接引用；/nS2)、建立多粒度时空对象逻辑模型/n通过设计对象类、对象、时空参考、位置、属性、关系、组成、形态、行为、认知的数据表结构，实现多粒度时空对象的逻辑模型设计，实现类模板和对象类的设计，以及类模板之间继承、关联关系、组成关系的设计，对象生命周期的设计；/nS3)、建立多粒度时空对象物理模型/n通过选用PostGIS、Neo4j、Mongodb、GeoMesa、HDFS搭建混合物理存储环境，实现多粒度时空对象的文件、关系数据、位置数据、图数据、模型数据、动态数据、BIM数据、矢量数据、遥感数据等数据的存储，并基于对象逻辑模型构建物理数据库结构，基于数据库建立数据库级别索引，并能存储多粒度时空对象的全生命周期版本数据；/nS4)、设置混搭数据库的访问接口/n为了实现对混搭数据库的访问，基于JAVA语言对每种混搭数据库设置访问接口，包括基于PostGIS实现地理空间数据和对象属性等数据的访问接口、实现基于Neo4j的对象关系数据的访问接口、实现基于Mongodb的对象模型数据的访问接口、实现基于GeoMesa的时空轨迹与传感器时序数据的访问接口、实现基于HDFS的文件数据的访问接口，通过这些类访问接口可以实现对象属性、位置、形态、关系特征的存储、更新的访问能力；/nS5)、建立多粒度时空对象访问接口，通过定义多粒度时空对象内存结构并整合集成步骤S4)中的接口，实现多粒度时空对象访问接口，通过将来自多源的对象数据在多粒度时空对象内存结构中以多粒度时空对象整合，并将多粒度时空对象或者多粒度时空对象集传给多粒度时空对象访问接口，实现对象或者对象集合的存储与更新、以及访问能力。/n...

【技术特征摘要】
1.一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)、建立多粒度时空对象概念模型
S101)、通过直接建模的方式，将现实世界的任何时空实体抽象为具备8个方面的对象类，所述的对象以对象类OType的方式进行管理，即同一类时空实体抽象后属于同一对象类，一个实体可实例化为该对象类的一个实例；
S102)、定义对象类之间的关系，包括组成、继承和关联关系；
S103)、为每一个对象类具体定义8个方面的内容，包括时空参考、位置、属性、关系、组成、形态、行为、认知的内容，一个对象类中可以定义多个属性、关系、形态，形态与位置相同可以直接引用；
S2)、建立多粒度时空对象逻辑模型
通过设计对象类、对象、时空参考、位置、属性、关系、组成、形态、行为、认知的数据表结构，实现多粒度时空对象的逻辑模型设计，实现类模板和对象类的设计，以及类模板之间继承、关联关系、组成关系的设计，对象生命周期的设计；
S3)、建立多粒度时空对象物理模型
通过选用PostGIS、Neo4j、Mongodb、GeoMesa、HDFS搭建混合物理存储环境，实现多粒度时空对象的文件、关系数据、位置数据、图数据、模型数据、动态数据、BIM数据、矢量数据、遥感数据等数据的存储，并基于对象逻辑模型构建物理数据库结构，基于数据库建立数据库级别索引，并能存储多粒度时空对象的全生命周期版本数据；
S4)、设置混搭数据库的访问接口
为了实现对混搭数据库的访问，基于JAVA语言对每种混搭数据库设置访问接口，包括基于PostGIS实现地理空间数据和对象属性等数据的访问接口、实现基于Neo4j的对象关系数据的访问接口、实现基于Mongodb的对象模型数据的访问接口、实现基于GeoMesa的时空轨迹与传感器时序数据的访问接口、实现基于HDFS的文件数据的访问接口，通过这些类访问接口可以实现对象属性、位置、形态、关系特征的存储、更新的访问能力；
S5)、建立多粒度时空对象访问接口，通过定义多粒度时空对象内存结构并整合集成步骤S4)中的接口，实现多粒度时空对象访问接口，通过将来自多源的对象数据在多粒度时空对象内存结构中以多粒度时空对象整合，并将多粒度时空对象或者多粒度时空对象集传给多粒度时空对象访问接口，实现对象或者对象集合的存储与更新、以及访问能力。


2.根据权利要求1所述的一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，其特征在于：步骤S101)中，所述的对象具备8个方面特征，分别为时空参照、空间位置、属性、关系、形态、组成、行为、认知。


3.根据权利要求1所述的一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，其特征在于：步骤S102)中，对象类之间可以有组成、关联、继承的关系，创建对象时可以使用该关系建立对象之间关系。


4.根据权利要求1所述的一种实体的多粒度时空对象数据库建立方法，其特征在于：步骤S103)中，通过对象的8个方面进行现实世界任何时空实体的描述，具体为：
1)、时空参照
通过时间、空间参考系统的定义和各参考系之间的转换，将空间系统扩展到了更加宏观和微观的的世界，支持对地球空间以及牛顿定律描述的空间进行所有时空实体的统一建模；
2)、属性
所述的属性记录时空实体具有的字段信息，每个对象类OType具有共有属性的定义，每个时空对象SObject除实例化所属对象类共有属性，还可定义自己独特的个性属性信息；
3)、空间位置和形态
空间位置描述对象的空间位置，而对象的形态关联对象的位置，因此，将对象的空间位置模块与对象的形态模块进行一体化的设计；
其中，Forms定义对象形态，一个对象可有多个形态，每一个形态都会与某个位置关联；
其中，Position位置描述对象在某空间参考系下的空间位置，Form形态描述对象的形态，即时空实体抽象后的表现形式；
4)、关系
多粒度时空对象的关系模块将对象类之间的所有关系抽象为5类，分别为聚合关系、组合关系、继承关系、关联关系、依赖关系；
定义对象之间的关系，前提是其所属的对象类之间已经定义该类关系；对象的关系通过关系网(Network)描述，关系网记录了该对象与其他对象多种关系，每一种由基本构成元素和链接规则两个方面描述；
基本构成元素是用来描述存储对象间关系的，而规则是为了能够实现对象间关系的约束；
连接规则(RelationRule)，主要通过注册的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小春，张亚军，张彦丽，
申请(专利权)人：苏州中科蓝迪软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32