本发明专利技术公开了一种四维地理信息系统设计方法。该方法将信息空间分成三个等级的颗粒：点；线；面；信息空间和信息空间所包含的内容通过一个关联性的数据库表格将信息空间与信息空间所包含的内容融合到一起；通过关联性的数据库表格将信息空间与传统的三维地理信息系统耦合到一起。本发明专利技术提出了全新的信息空间的概念，并提出了具体的如何界定信息空间的方法以及如何在传统的三维地理信息系统中嵌入第四维的信息空间，从而使之升级成为一个四维度的下一代地理信息系统的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及一种四个维度的地理信息系统的设计方法，尤其是一种以信息空间为第四维度的地理信息系统的设计方法。
技术介绍
地理信息系统是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息有狭义的和广义的之分。狭义的地理信息只包括了物理三维世界中的实体信息，而广义的地理信息除了包括物理三维世界中的实体信息之外还包括了这些实体信息内部所包含的虚拟信息。·早期的三维地理信息采用的主要技术为Digital Orthophoto Map (数字正射影像图，简称D0M)。DOM是利用经扫描处理的数字化的航空像片和高分辨率卫星遥感图像数据，DOM对逐像元进行几何改正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实、获取快捷等优点，可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良；可从中提取数字城市所需要的各种类别的海量地理信息、自然资源信息和社会经济发展信息，为城市现代化建设、防治灾害和公共城市建设规划各种调查和管理等提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。与传统的符号化线划图相比，DOM所表达的信息更为丰富、直观，具有更大的开发应用价值。到了本世纪的2005年，美国的谷歌公司开始在三维的DOM基础上推出谷歌地球的服务，谷歌地球在传统的三维地理信息系统服务内嵌入了大量的相关信息服务，使传统的地理信息系统逐渐演变成于一种对出行者来说更有价值的，不仅能够查询物理上的地理位置，而且能够查询与地理位置相关的商业信息或其他相关信息的综合性服务，以此为里程碑，地理信息开始突破三维的模式，向四维发展。四维空间的地理信息系统要求能够表现地理信息系统的一些内在的而非表面的信息内容。在城市地理信息系统中，四维空间的城市地理信息所包含的信息内容除了三维的城市街道的外部物理特征信息之外还包含了每条街道上所内含的内在信息，主要包括旅游信息(旅游景点信息，旅游线路信息，旅游费用信息，旅游服务提供商信息等)，交通信息(公交线路信息，线路运营时间信息，线路费用信息，线路主要停靠站点信息，任意二点之间的换乘信息等)，商业信息(商业或服务的名称，主营范围，主要特色商品或服务，联系方式和地址等)，以及公共设施信息等。由于信息不能单独存在，信息必须存在在某个空间中，而这个信息赖以存在的空间就是信息空间，但美国的谷歌公司在将大量的地理位置有关的信息加入到传统三维的DOM中去的时候，却并没有量化地提出如何界定一个信息空间的方法和定义。至今为止，信息空间只是以一种简单以显示屏幕的大小决定的视野范围。由于在同等尺寸的显示屏幕上，不同的分辨率做形成的视野范围是不同的，因此这种模糊的信息空间表示方法无法帮助用户将其感兴趣的信息精确地限制在一个特定的地理范围内，从而带来了三个严重制约四维空间的地理信息系统在商用领域中的应用发展问题第一、盈利模式的问题。由于所提供的地理信息无法精确定位到某个特定的区域，而只能以用户当前的整个屏幕为范围来提供，因此无法实现以所提供的地理信息的覆盖范围大小量化地来决定服务收费的标准(比如说按某个建筑内所含信息量、按某条街道上所含的信息量、按某个特定区域内所含的信息量、按整个城市所含的信息量来分别收费)，而是只能以使用的次数来收费，从而无法体现地理信息本身在不同信息量上的不同价值，同时也在需要不同信息量的用户之间造成收费上的不公平；第二、无法为应用服务提供商提供个性化服务的问题。应用服务提供商往往需要根据自己的应用特点来为用户提供特定类型的地理信息服务，比如在搜房服务中，应用服务提供商希望为潜在的购房者提供目标房源周边区域的虚拟网 上实地勘察服务，包括周边的视频化街道场景、图标化的商业分布和数字化公共交通信息等，以便购房者不需要前往实地进行勘察就能对目标房源周边的整体情况有个体验式的了解；又比如在公共线路服务中，应用服务提供商希望得到上车站，和换乘站的站牌在某个路段上的具体位置及周边参照物的图片场景，以便乘车者可以很方便地找到车站；又比如在导航服务中，应用服务提供商希望某个路口或某个城市高架出入口的视频化场景，以便驾车者进行识别；又比如在地方政府主导的数字化城市建设中，旅游局的智能城市旅游导航公共服务平台希望提供整个城市的四维空间的下一代电子数字地图服务。所有这些服务都具有非常明显的个性化需求，比如有的需要一个区域内的服务，有的只需要一个路段上的服务，有的仅仅需要一个点上的服务，而有的则需要整个城市范围的服务，但显然目前谷歌的基于云计算的地理信息平台并不能提供这样的个性化服务；第三、使用上的不友好造成出行者感到缺乏实际使用的价值。出行者在出行时所感兴趣的往往是某个特定地理位置周边的某些特定的地理信息，但由于美国谷歌目前提供的地理信息服务只能提供视野内的搜索，因此无法做到精确定位和精确分类，比如出行者需要知道工商银行在某个地理位置附近的分行信息，其在美国谷歌地理信息服务平台上通过搜索得到的将会是覆盖整个显示屏幕的大量的有关工商银行分行的信息，甚至包括典当行分行的信息，因为在信息关键词中银行和典当行都包含有分行二字。因此出行者必须通过人工方法在这大量的信息中找到自己所需要的信息，这对出行者，特别是当出行者在马路上通过狭小的手机屏幕来使用这样的服务的时候往往会选择放弃。但是在马路上通过手机查询城市地理信息恰恰是地理信息系统在商用领域中的最大应用之一。此外，对于台式电脑用户来说，搜索可能是最方便的地理信息获取方法，但对于手机用户来说，可能更需要经过精确分类，包括预置关键词或搜索标签的地理信息以便进行快速的检索查询。然而，精确界定一个信息空间存在以下困难首先，由于对一个城市而言，整个城市的地理信息将被分散地存储在各个信息空间里，从这个意义上而言，一个城市就是该城市中所包含的所有的信息空间的集合。因此，信息空间究竟应该多大？信息空间之间又是如何耦合才能使城市的地理信息内容实现无缝融合？所有这些问题都没有解决。其次，一个城市的地理信息系统的最大价值体现在其对于用户的实用价值。但不同的用户对信息空间的颗粒细度的要求，换句话说也就是一个空间信息所覆盖的范围大小很可能是不同的，因此如何解决城市中的信息空间的颗粒化问题也没有解决。最后，一个城市的地理信息系统对用户的实用价值决定了信息空间的分隔不可能是线性的，这是因为城市中的街道的路段长短是不同的，每个路口附近的路段所构成的几何拓扑区域也是随机的，而街道的路段又恰恰是用户在使用城市地理信息时的习惯性度量单位，比如我们经常可以听到人们如此描述一个城市地理信息所在的地理位置“xx商店在A路上，靠近B路”。有时还会加上一句“就在B路和C路之间”。因此，如何解决信息空间的非线性问题，特别是能够根据不同路口所关联的路段的不同拓扑特点，智能化地将信息空间精确地界定在一个以路口为中心，以一个路段为长度，由该路口所有关联路段共同构成一个任意几何形状的区域内，并由此形成一个智能化非线性的信息空间数据索引的问题没有解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决以上问题，提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于信息空间的四维地理信息系统的设计方法，其特征在于：将信息空间分成三个等级的颗粒：①点；②线；③面；所述点状的信息空间是指城市街道上的一个建筑物；所述线状信息空间是指城市中的一个路段；所述路段是一个被二条相邻的相交街道所截的那段街道；所述面状的信息空间是以一个路口为中心，以一个路段为长度，由所有与此路口相关联的路段共同形成的一个任意拓扑形状的几何地理区域；点、线、面三者之间的关系是点从属于线，线从属于面；点不是构成线的充分必要条件，线是构成面的充分必要条件；在确定一个路段的信息空间时，路段的定义必须服从路段定位法则；在确定一个面状的信息空间时，一个路口所关联的路段的确定必须服从关联路段判断法则；其中一个路口的表示格式为街道名称加“/”符号加街道名称；信息空间和信息空间所包含的内容通过一个关联性的数据库表格将信息空间与信息空间所包含的内容融合到一起，所述数据库表格包括信息内容数据库表格和街道数据库表格；每一个信息空间所包含的信息内容都是信息内容数据库表格中的一条记录；该记录包含了该信息所在路段的数据库表格字段、信息名称数据库表格字段和其他的数据库表格字段，其中该信息所在路段的数据库表格字段和信息名称数据库表格字段不可缺省，而其他的数据库表格字段视不同的应用可以酌情缺省；城市中每一个街道及其所包含的路段都是街道数据库表格中的一条记录；该记录包含了代表该街道的名称的数据库表格字段，该街道所包含的所有路段的数据库表格字段，其他数据库表格字段；其中代表该街道的名称的数据库表格字段和该街道所包含的所有路段的数据库表格字段不可缺省，而其他的数据库表格字段视不同的应用可以酌情缺省；每个街道最多可以有四个逻辑上的名称，在该街道所包含的所有路段的数据库表格字段中，每个路段的表示格式和先后次序必须服从路段定位法则、接头接尾法则和顺序法则；1)如果用户需要的是点状的信息空间内的内容，根据用户提供的建筑物名称直接在信息内容数据库表格中通过在“信息名称数据库表格字段”中以该建筑物名称为关键词搜索到与该建筑物名称相符合的相关数据库记录，然后在搜索到的记录中的相关的数据库表格字段中获得相关的内容；2)如果用户需要的是线状的信息空间内的内容，根据用户提供的路段名称，直接在 信息内容数据库表格中通过在“信息所在路段的数据库表格字段”中以该路段名称为关键词搜索所有与该路段名称相符合的相关数据库记录，然后在搜索到的记录的中的相关数据库表格字段得到相关的内容；3)如果用户需要的是面状的信息空间的内容，根据用户提供的组成一个路口的二个街道名称，采用关联路段判断法则找到所有与此路口相关联的路段，然后将每一个路段作为一个线状的信息空间来看待，逐一将这些路段在信息内容数据库表格中通过在“信息所在路段的数据库表格字段”中以该路段名称为关键词搜索所有与该路段名称相符合的相关数据库记录，然后在搜索到的记录中的相关数据库表格字段中获得所需的内容；由于线是构成面的充分必要条件，因此找到了一个面状的信息空间中所包括的所有的线状信息空间中的信息内容就等于找到了这个面状的信息空间中的信息内容。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：奚伟祖，
申请(专利权)人：奚伟祖，
类型：发明
国别省市：
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