分布式超地图概念

5.4.3　分布式超地图概念

由Clark等定义的超地图概念仅仅是带有空间信息的超媒体。显然，它还不能用于分布式地理信息服务中数据管理、组织服务和用来表达空间信息单元的关系和操作。基于此，本书提出应用服务器中的分布式超地图模型(袁相儒和陈能成等，2000)，用于组织、管理异构地理信息，同时为分布式地理信息服务消费者提供一定标准的地理空间信息。

从面向对象的观点看，分布式超地图模型(distributed hypermap model，DHM)为空间信息对象(spatial object，O^S)的集合，由下面一系列的空间信息对象组成:

　　　(5-4)

其中:i=1，2，3，…。

每一个空间信息对象(O^S)包含有四个基本的内容，即对象唯一标识符(ID)，超媒体(H^M)，超图形(H^G)和超链接(H^L):

O^S={ID^S，H^M，H^G，H^L}　　　(5-5)

其中:ID^S是对象的唯一标识;H^M代表非几何属性，例如多媒体信息(A^M);H^G代表几何属性，例如空间属性(A^S)。H^M和H^G一起组成为O^S的内部状态。H^L为O^S的方法集合，定义了O^S对象内部之间、对象之间以及超地图内部之间、超地图之间的非顺序连接关系和操作方法集合。

空间信息对象O^S满足对象的定义，其由三部分构成:对象标识符ID、内部状态S和方法集合M［Booch，1996］。因此有:

ID(O^S)=ID^s

S(O^S)=H^M∪H^G

M(O^S)=H^L

对于超地图的定义，作以下几点假定:

①对于某一个确定的超地图H_i中所有的空间信息对象O^S，具有相同的时间和比例尺特征，即对于特定H_i中所有的空间信息对象，O^S的属性都是基于某一时间的。其中:i=1，2，3，…。

②由超地图H表示的空间信息，属性由超媒体H^M集中表达，例如为多媒体属性;空间属性、几何特征或空间关系由超图形H^G集中表达。

空间信息对象O^S本身是一个复合对象。H^M，H^G，H^L本身也是对象并且都包含了对象标识符ID、内部状态S和方法集合M:

HM={IDHM，SHM，MHM}

HG={IDHG，SHG，MHG}

HL={IDHL，SHL，MHL}

在式(5-2)中定义的多媒体属性A^M包含文本、图形、图片、图像、录像、视频、音频全息图片、互动电影、注释电影、三维虚拟现实、感觉、气味、触觉和感情等内容。多媒体属性A^M可以分为可显示属性和不可显示属性。其中可显示属性又有数值的属性和非数值的属性之分。与此同时，多媒体属性A^M可以表示为:A^M={A^D{A^DN，A^DU}，A^U}。

其中:A^D代表可显示的多媒体属性;A^U代表不可显示的多媒体属性。对于不可显示属性，目前尚没有确切的表达形式。A^DN为可显示数值的属性，可以进行统计分析、专题制图等操作;A^DU为可显示非数值的属性，主要可以进行表现，如图像显示、音频和视频播放、三维虚拟现实表现等。

H^G用来表达空间信息对象O^S的空间属性(A^S)，例如表达0维、1维、2维和3维的信息。

超链接H^L为空间信息对象O^S的方法集合，定义了对象O^S内部之间、对象O^S之间以及超地图H内部之间、超地图H之间的非顺序连接关系和操作方法集合。这种方法集合通过H^L的内部状态S^HL表现，S^HL由类别标识(TypeID)、类别类型(Type)、类别特征(TypeFeature)和属性特征(AttributeFeature)组成，可以表达为:S^HL={TypeID，Type，TypeFeature，AttributeFeature}。

类别标识TypeID由5个标志组成，即四维4D、多尺度Multi scale、元数据Metadata、数据目录Content和数据仓库Clearhousing:TypeID={4D，Multiscale，Metedata，Content，Clearhousing}。

类别类型Type一般由3个标志组成:数据文件DataFile、部件Component和JDBC，Type={DadaFile，Component，JDBC}。

其中:当Type=DataFile时，表示直接获取远程数据文件，如Web服务上数据提供商提供的原始数据文件;当Type=Component时，表示启动远程的部件服务器上的部件，并由部件获取数据;当Type=JDBC时，表示启动远程的JDBC服务器的服务，并由JDBC服务器连接远程的数据库，通过SQL语句获取数据。

属性特征AttributeFeature主要说明超连接H^L的属性，如名称Name，位置Location和协议Protocol，可以表达为:AttributeFeature={Name，Location，Protocol}。

其中:属性特征的名称Name说明数据文件名称、部件服务器名称和JDBC服务器的名称，例如指示下一个超地图H的名称;属性特征的位置Location指示下一个超地图H所在的位置，即在远程的位置，由IP值表示，如202.112.113.240;属性特征的协议Protocol指示连接下一个超地图H的方式，协议包括TCP/IP、IIOP(Internet Inter ORB Protocol，ORB即对象请求代理，Object Request Broker)和JDBC等。

在上述新模型中，超地图由超媒体、超图形和超链接构成。超图形包括了所有的图形属性，超媒体则定义了超地图的多媒体信息。超媒体和超图形通过超链接相连，形成一个整体。超地图H为超媒体H^M、超图形H^G和超链接H^L的并集:H=H^M∪H^G∪H^L。

超地图与超媒体、超图形和超链接之间的关系如图5-12所示。

分布式超地图模型中定义的超地图关系是指同一个超地图内部关系和两个或多个超地图之间的关系。同一个超地图内部关系体现在超媒体之间、超图形之间以及超媒体和超图形之间的关系。同一个超地图内部关系通过超连接H^L内部状态S^H的类别特征TypeFeature来描述:TypeFeature=F_Currence。

一方面，超媒体H^M内部之间的关系，主要由多媒体属性A^M来表现。例如，多媒体属性的综合、空间分析以及数值性多媒体属性的统计制图等;另一方面，超图形H^G内部之间的关系，主要表现在空间信息表达，如0D、1D、2D、3D等及空间关系(如叠置，缓冲区)。与此同时，空间属性表现为地图空间属性可视化和综合、几何空间查询(如点、线、多边形和缓冲区查询)。

图5-12　超地图的概念图

超媒体H^M和超图形H^G之间的相互关系，即多媒体属性和空间属性之间的关系，主要表现在多媒体属性和空间属性之间的相互查询，如几何查询、SQL查询、专题制图和地图综合(由多媒体属性对空间属性进行综合或由空间属性对多媒体属性进行综合)等。

假设有两个超地图H_i，H_j，其中:H_i为当前的超地图，H_j为H_i下一个超地图，i≠j，那么，超地图H_i和超地图H_j的相互关系有:

①部分和整体关系(∑)。如果H_j为H_i的整体，则H_j∑H_i;反之，H_i∑H_j。如果H_j为H_i的整体，H_j∑H_i，那么，由H_i到H_j，即H_i=＞H_j是通过SQL语句，或通过元数据、数据目录和数据仓库，由当前超地图H_i获得下一个超地图H_j的过程。

②地图概括关系(∏)。H_j为H_i的概括，H_j=∏H_i，或者H_i为H_j的概括，H_i=∏H_j。因此有:

③时间序列(时态)关系(↑)。H_j、H_i为两个时间点上的超地图，它们的特征通过以下公式表达:

图5-13　超地图的时间序列关系

④武断连接关系(Θ)。超地图H_j和超地图H_i之间没有任何直接关系。从H_i到H_j的过程，是一种武断连接的操作过程。超地图之间的横向浏览过程(H_i=＞H_j)，可以视为一种武断连接H_iΘH_j。有:TypeFeature=F_Other。