一种移动地理信息空间索引方法技术

本发明专利技术公开了一种移动地理信息空间索引方法，其特征在于，所述的方法主要分三个步骤：(1)移动地理信息空间数据的存储；(2)移动地理信息空间索引结构的建立；(3)移动地理信息空间索引方法的设计。该方法具有使用简便、存储效率高的特点能，广泛适用于电信增值业务和计算机应用技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电信增值业务和计算机应用
，具体涉及。
技术介绍
传统的空间索引理论的背景是在以资源丰富的PC机或服务器这样的硬件条件， 存储量、CPU计算速度、屏幕显示、有线电源等都和移动设备具有很大的不同。如果直接将这些空间索引技术应用到移动GIS中，往往性能达不到原来设计的要求。现有的技术缺点(1)现有的技术方法较多依赖于预先知道空间索引区域；(2)现有的技术方法具有固定的空间区域划分，缺乏灵活性；(3)现有的技术方法在空间数据量发生变化后需要重新建立整个空间索引结构， 浪费了大量计算时间；(4)现有的技术方法主要以硬件性能较好的台式机为平台，在移动设备上则缺乏适应性；(5)现有的技术方法因以台式机为平台考虑，允许空间对象具有不同程度的重复存储，浪费了一定的存储量。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本专利技术解决的技术问题是提供一种使用简便、存储效率高的移动地理信息空间索引方法。其技术方案如下，所述的方法主要分三个步骤(1)移动地理信息空间数据的存储主要包括图形数据和属性数据的存储，图形数据采用本地文件的方式进行存储，采用用户系统定制的序列化二进制文件，所述序列化二进制文件在进行读存时的必须按照相同的步骤，存入的数据的类型、顺序必须与读取的该数据的数据类型、顺序相同，属性数据采用嵌入式数据系统存储，本地文件中的图形数据通过唯一标识ID与嵌入式数据库中的图形文件对应的属性表ID进行管理；(2)移动地理信息空间索引结构的建立D0QR索引树核心利用空间对象的外接矩形MBR代表空间对象的本身所占区域范围，按照空间区域和空间区域存储空间对象的个数进行组织存储，利用空间区域的索引，可以在进行空间信息查询、显示、分析时，从大量空间分布不均勻的空间对象中检索出某一特定区域的空间对象；(3)移动地理信息空间索引方法的设计在一张建有空间索引的表中，若进行空间数据插入、删除、或修改，那么在索引中也要插入，删除、或修改相应的索引记录项。进一步优选，在步骤O)中DOQR核心包括四个步骤A、在没有工作范围边界限定的全开放空间范围(简称开放空间)上，将空间对象聚集到一个开放的空间区域中，整个开放空间的根节点对应1个叶节点LNode (LeafNode)，并且将空间对象的索引记录(0ID，MBR)存放到该叶节点的存储桶里即存放索引记录(0ID，MBR)集合的地方；B、当空间对象聚集到一定数量时，当再增加1个空间对象，假定四分节点阈值QM =4，总空间对象个数增加到5个时，以包含当前空间对象集的MBR中心为分割点，将空间区域划分为四个子空间，整个空间的根节点变为一个中间节点，或称四分节点，四个子空间对应四个子节点，且四个子空间也是动态开放的；C、然后将步骤A存储桶中空间对象集中的空间对象重新进行分配，分配规则是 利用每一个空间对象的MBR，判断每一个空间对象是否与中心分割线相交；如相交，则将空间对象索引记录(0ID，MBR)保存到属于中间节点的R树结构中存储桶中；如不相交，先判断每一个空间对象位于四个子空间的哪一个空间区域中，然后把每一个空间对象索引记录保存到该子空间区域对应的子节点存储桶中，以此类推，分配所有的空间对象；D、根据空间对象分配规则，当四个子节点的任何一节点中的空间对象聚集到一定数量时，把子节点空间区域再划分为四个子空间，按照B、C、D步骤以此类推。进一步优选，在步骤(3)中包括以下算法插入算法当把一个新增的空间实体加入到建有空间索引的实体集时，需要把该实体生成的索引记录项加入到相应的空间索引DOQR树中，如果开放空间节点未“满”，则直接将新索引记录项添加到节点相应数组中；如果已“满”，则需四分开放节点，并将数组中的索引记录项同新增条目一起依次添加到新的子开放节点和R树中；删除算法当从空间实体集中删除了一个空间实体时，需要将相应的DOQR树中指向该实体的索引记录项也一同删除，即删除对象前先获取其索引记录项，然后利用索引记录的MBR来判断其所在的开放节点，最后进行OID匹配，匹配成功，则删除该索引项，同样地，在删除后为了维护DOQR树的性质，需要对DOQR树进行调整；查询算法空间查询又称空间检索、空间查找，是指从空间数据库或空间数据集合中查找出满足某一条件的空间目标的过程。根据查找的条件的不同，一般空间查询可以分为点查询和区域查询两种，点查询与区域查询过程基本相同，不同点在于，点查询结果为0 或1条记录，而区域查询结果则是多条记录，在DOQR树中，空间查询是先通过查询条件筛选出候选集合，再对候选集合进行精确几何判断，从而得到查询结果；更新策略算法当空间实体的形状发生改变时，如果这种改变没有影响其MBRJP 么对于空间索引来说，这个实体在索引中的位置不变，如果空间实体的形状变化导致其MBR 的变化，那么该实体的索引记录在空间索引的位置也需要做相应的调整，一般空间索引更新方法都采用先删除旧的索引记录项，然后插入更新后的索引记录项，DOQR树删除操作是局部定位调整更新，不会影响整个索引结构的稳定性。本专利技术的有益效果(1)本专利技术移动地理信息空间索引方法具有不受空间索引区域限制的特点，可以不预先知道需要索引的地理信息的区域边界，适合移动GIS采集数据动态变化的需要；(2)本专利技术移动地理信息空间索引方法具有动态开放性，空间索引的外接矩形区域边界随着空间数据的变化而动态变化，符合移动GIS采集数据动态变化的需要；(3)本专利技术移动地理信息空间索引方法具有相对的稳定性，空间数据发生了变化， 空间索引结构不需要重新构建，对移动设备而言，减少了索引结构频繁操作的时间；(4)本专利技术移动地理信息空间索引方法具有较好的逻辑结构组织效率，具有较快的空间数据索引结构构建、查询、插入、删除算法速度，适合移动设备的硬件特性；(5)本专利技术移动地理信息空间索引方法具有非冗余的空间索引存储结构，适应不同类型的空间对象(点状、线状、面状)，同一空间对象在空间索引结构中不重复存储，适合移动设备存储量小的特点。附图说明图1是本专利技术移动地理信息空间索引方法中DOQR核心思想示意图；图2是本专利技术移动地理信息空间索引方法中DOOR树二维空间划分平面图；图3是本专利技术专利技术移动地理信息空间索引方法中图2对应的DOOR结构图；图4是本专利技术专利技术移动地理信息空间索引方法中DOQR树UML关系图；图5是本专利技术移动地理信息空间索引方法中比较DQQR树与R树的性能随机数据运行点对象随机生成图；图6是本专利技术移动地理信息空间索引方法中比较DQQR树与R树的性能随机数据运行线对象随机生成图；图7是本专利技术移动地理信息空间索引方法中比较DQQR树与R树的性能随机数据运行面对象随机生成图；图8是本专利技术移动地理信息空间索引方法中比较DQQR树与R树的性能真实数据运行全局真实地图数据图；图9是本专利技术移动地理信息空间索引方法中比较DQQR树与R树的性能真实数据运行放大后真实地图；图10是本专利技术移动地理信息空间索引方法中二维地图数据插入测试结果图；图11是本专利技术移动地理信息空间索引方法中二维地图数据查询测试结果图。具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细地说明。专利技术移动地理信息空间索引方法主要分三个步骤(1)移动地理信息空间数据的存储；(2)移动地理信息空间索引结构的建本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种移动地理信息空间索引方法，其特征在于，所述的方法主要分三个步骤：（１）移动地理信息空间数据的存储：主要包括图形数据和属性数据的存储，图形数据采用本地文件的方式进行存储，采用用户系统定制的序列化二进制文件，所述序列化二进制文件在进行读存时的必须按照相同的步骤，存入的数据的类型、顺序必须与读取的该数据的数据类型、顺序相同，属性数据采用嵌入式数据系统存储，本地文件中的图形数据通过唯一标识ＩＤ与嵌入式数据库中的图形文件对应的属性表ＩＤ进行管理；（２）移动地理信息空间索引结构的建立：ＤＯＱＲ索引树核心利用空间对象的外接矩形ＭＢＲ代表空间对象的本身所占区域范围，按照空间区域和空间区域存储空间对象的个数进行组织存储，利用空间区域的索引，可以在进行空间信息查询、显示、分析时，从大量空间分布不均匀的空间对象中检索出某一特定区域的空间对象；（３）移动地理信息空间索引方法的设计：在一张建有空间索引的表中，若进行空间数据插入、删除、或修改，那么在索引中也要插入，删除、或修改相应的索引记录项。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田根，李二芳，李建，李晋芳，王芳，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：41