一種基于XML數(shù)據(jù)模型的時空查詢代數(shù)探討

柳曉華，萬幼川，黃解軍

(1.武漢大學遙感信息工程學院,湖北武漢430079；2.武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院,湖北武漢430070)

一種基于XML數(shù)據(jù)模型的時空查詢代數(shù)探討

柳曉華1，萬幼川1，黃解軍2

(1.武漢大學遙感信息工程學院,湖北武漢430079；2.武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院,湖北武漢430070)

時空查詢代數(shù)是一種抽象的時空查詢語言，它利用時空抽象數(shù)據(jù)類型的一部分基本的謂詞、操作、函數(shù)來表達時空查詢。而在時空微觀運算上采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是本源XML數(shù)據(jù)庫 (Native XML Database，NXD)用來存儲半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以對XML查詢代數(shù)-XQuery FS的數(shù)據(jù)類型和查詢操作做了時空擴展，并引入了GML中描述地理特征及其關(guān)系的數(shù)據(jù)類型，定義了一種新的基于XML數(shù)據(jù)模型的時空查詢代數(shù)。

時空查詢代數(shù)；XML數(shù)據(jù)模型；XML查詢代數(shù)

關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢語言，它利用對關(guān)系的運算來表達查詢，這些運算除了基本的集合、比較、邏輯運算，最重要是選擇、投影、連接等專門的關(guān)系運算[1]。與關(guān)系代數(shù)類似，時空查詢代數(shù)是針對基于XML數(shù)據(jù)模型的時空抽象數(shù)據(jù)類型。它的運算對象是時空對象序列(sequence)，而運算符是以FLOWR表達式[2]為代表的選擇、投影、連接運算，運算結(jié)果也是時空對象序列。時空查詢代數(shù)本質(zhì)上是從時空概念模型中抽取時空抽象數(shù)據(jù)類型 (ADT)，擴展出一系列關(guān)于時間、空間、時空數(shù)據(jù)類型的專用運算符、函數(shù)等運算規(guī)則，并能夠與基礎(chǔ)的代數(shù)系統(tǒng)，例如關(guān)系代數(shù)或者XML代數(shù)等結(jié)合起來，解決基于時空數(shù)據(jù)模型的宏觀運算的定義（時空查詢算法的主干部分），即宏觀運算。本文就是對XML查詢代數(shù)-XQuery-FS的數(shù)據(jù)類型和查詢操作做了時空擴展，并引入了GML中描述地理特征及其關(guān)系的數(shù)據(jù)類型，定義了一種新的基于XML數(shù)據(jù)模型的時空查詢代數(shù)。

1 研究進展

從已有的文獻來看，時空查詢主要集中在以成熟的關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)進行時空擴展的比較多，以XML查詢代數(shù)為基礎(chǔ)進行時空擴展的幾乎沒有。例如,文獻[3]以時間和空間量子數(shù)據(jù)類型為基礎(chǔ),提出了一種基于量子時間和空間數(shù)據(jù)模型的時空關(guān)系代數(shù)。文獻[4]在ODMG數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上擴展出點、線、區(qū)域等空間數(shù)據(jù)類型和時刻、時段等時間數(shù)據(jù)類型及其操作，提出了一種面向?qū)ο蟮臅r空代數(shù)。文獻 [5]通過引入時態(tài)邏輯和空間謂詞擴展出了時空謂詞，其數(shù)據(jù)模型是把隨時間演化的時空對象看成是時間的函數(shù)，從而演變出一系列時空數(shù)據(jù)類型。

上述國內(nèi)外已有的時空查詢代數(shù)利用了成熟的關(guān)系代數(shù)、對象代數(shù)的成果；然而關(guān)系代數(shù)方法表達的時空語義和時空類型是有限的[6]，同時也擺脫不了基于專題分層的數(shù)據(jù)組織方式。

眾所周知，XML數(shù)據(jù)模型是一種語義標簽，能夠表達復(fù)雜和不斷發(fā)展的時空語義，同時基于XML規(guī)范定義的地理要素標記語言已經(jīng)廣泛應(yīng)用。本文借鑒上述時空查詢代數(shù)擴展方法，以XML數(shù)據(jù)模型及其查詢代數(shù)-XQuery FS為基礎(chǔ)進行時空擴展。

2 NXD時空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其查詢框架

NXD是專門為存儲XML文檔設(shè)計，也兼有一般數(shù)據(jù)庫 ACID特性。不同之處在于其內(nèi)部存儲模型是基于XML樹模型，而非關(guān)系模型或面向?qū)ο竽Ｐ蚚7]。

在一個NXD時空數(shù)據(jù)庫上進行查詢，其語義是指用戶應(yīng)該既能描述檢索上下文，又能描述返回上下文[7]。而本文XML查詢的返回結(jié)果必須包含具有時空語義的地理要素或者包含地理要素的時空過程組成的XML片段。

一個典型NXD時空數(shù)據(jù)庫及其時空數(shù)據(jù)查詢的框架如圖1所示。從查詢處理的角度來說，XML查詢處理過程大致分 2個階段：第一階段，將查詢語言的表面語法轉(zhuǎn)換成由語義指稱物（數(shù)學符號構(gòu)成的有意義的對象）組成的邏輯表示，即邏輯執(zhí)行計劃，便于語法錯誤和變量靜態(tài)類型的檢查，而這個時候還不依賴XML數(shù)據(jù)，但有可能會導(dǎo)入XML數(shù)據(jù)的模式定義，即XMLSchema；第二階段，查詢的動態(tài)求值階段，本階段基于邏輯表示對查詢結(jié)果的正確性進行推導(dǎo)和基于查詢語義進行查詢優(yōu)化[8]。該階段涉及到具體的查詢策略，例如基于導(dǎo)航、連接、導(dǎo)航和連接混合的XML查詢策略，及具體結(jié)點集的連接、排序、分組，證據(jù)樹構(gòu)造等算法。本文更多的是為第一階段提供時空查詢代數(shù)。該階段側(cè)重于時空數(shù)據(jù)庫的邏輯操作，為時空數(shù)據(jù)庫上的用戶查詢提供形式化的表示和操作手段，包含時空抽象數(shù)據(jù)從查詢算法的輸入狀態(tài)到要求的結(jié)果狀態(tài)之間的一系列判斷、操作、函數(shù)等。

圖1 時空數(shù)據(jù)庫及其時空數(shù)據(jù)查詢的框架

3 時空查詢代數(shù)形式化定義

基于文獻[9]等，W 3C于2001年公布了一個XML查詢代數(shù)標準XQuery1.0FormalSemantics，即XQuery-FS[2]。該標準遵循W 3C官方推薦的XDM數(shù)據(jù)模型[10]和XQuery標準查詢處理流程。XQuery-FS采用嚴格的數(shù)學符號對XQuery查詢語言的語義進行形式化描述，本文時空查詢代數(shù)的形式化描述完全可以借用形式化描述，有助于時空查詢代數(shù)標準化、程序推理和提高軟件可靠性。

對XQuery處理策略有2種方法：一種是基于核心語法一次一結(jié)點的方法；另一種是基于類似關(guān)系代數(shù)的查詢代數(shù)的一次一集合的方法[11]。所謂一次一集合的路線，是一套類似于關(guān)系代數(shù)的代數(shù)體系。每一個代數(shù)操作符的輸入都是一個或者多個XML樹集合，輸出也是一個XML樹集合，但是其間從初始狀態(tài)到要求得結(jié)果狀態(tài)通過代數(shù)的判斷和操作等發(fā)生了事先要求的變化，即達到了查詢的目的。通常，為了生成XML樹集合，從 XQuery語句中生成 1個或多個模式樹(pattern tree)，模式樹表示了該查詢感興趣的 (包括謂詞結(jié)點和目標結(jié)點)一組有祖先后代關(guān)系的變量綁定，然后，用模式樹從輸入的XML樹中抽取實例樹[12]。比如，對于查詢 Q1，會先抽取模式樹 bib(book(price，title))，然后用這個模式樹對 XML樹 (文檔或者片段)進行匹配，得到模式樹的實例樹集。隨后在這個實例樹集上進行謂詞判斷(price<5)，最后輸出希望的結(jié)果。

Q1:FOR$b in(document("bib.xm l"))/bib/book WHERE$b/price<50

RETURN{$b/title}

可以看出，這種一次一集合的處理方式，它最大的優(yōu)點是能夠?qū)壿嫴僮鳂溥M行優(yōu)化。但前提是必須事先存在一個能夠參與運算的XML數(shù)據(jù)模型，這個數(shù)據(jù)模型涵蓋了文檔或者片段中的結(jié)點對象、結(jié)點類型、結(jié)點的在文檔順序(documentorder)中的位置及其蘊含的上下文關(guān)系 (祖先-后裔:a/d或者父-子:p/c)[12]。當然按照此邏輯模型組織的XML文檔數(shù)據(jù)如何映射到線性的物理存儲空間不在本文討論范圍之內(nèi)。

上述數(shù)據(jù)模型只是包含了輸入的XML文檔/片段的數(shù)據(jù)內(nèi)容，但并沒有給出如何獲取單個的文檔結(jié)點及其文檔順序和關(guān)系。定義一套標準的操作符用于對結(jié)點進行操作，獲取結(jié)點及其結(jié)構(gòu)信息，以及構(gòu)造查詢結(jié)果。這些操作在謂詞判斷階段非常有用，相當于時在實例樹的基礎(chǔ)上，在進行一次一結(jié)點的精細操作，最后得到查詢Q1的結(jié)果。

一套代數(shù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)模型和在數(shù)據(jù)模型上定義的一組運算集合。為遵循一定數(shù)據(jù)模型的XML文檔集合定義一套運算，這就是XML查詢代數(shù)（Algebra For XML）。

時空查詢代數(shù)就是在上述XML數(shù)據(jù)模型 (XDM)和運算集合 (XQuery-FS定義的Functions和Operators)的基礎(chǔ)上進行時空擴展，并采用上述一次一集合與一次一結(jié)點相結(jié)合的策略來處理時空查詢代數(shù)。其中運算對象和運算結(jié)果都是XDM中序列對象的時空擴展類型的變量，而運算符將在Functions和Operators基礎(chǔ)上擴展出時空謂詞、時空函數(shù)、時空操作。序列(sequence)本身是一個容器，它的項 (item)要么是一個XML結(jié)點，要么是一個原子數(shù)據(jù)類型。那么序列當然可以容納一個地理要素結(jié)點，即占據(jù)一定空間，有著特殊構(gòu)造，隨時間變化的地理事物或現(xiàn)象在信息世界的模型，即地理實體。

本文將以基于特征的時空數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)類型、查詢操作符以及形式語義3個方面對XQuery-FS給出的XML查詢代數(shù)進行了擴展，使其能夠適應(yīng)時空數(shù)據(jù)的查詢。

3.1 時空數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)

一個NXD時空數(shù)據(jù)庫通常是一個由有根、有序、帶標簽的樹構(gòu)成的森林，其中，每個結(jié)點代表一個元素、屬性、文本，每一條有向邊代表元素之間或者元素與值之間的父子關(guān)系[13]。其邏輯結(jié)構(gòu)相關(guān)定義如下：。

定義1 XML文檔一棵基于標簽的有序的根樹，用T=（N，E，R）表示被標記的結(jié)點和被標記的邊，組成的具有以下性質(zhì)的樹：

——任意結(jié)點N都有四元組作為它的標記；

——每條邊都被pc或者ad標記，其中pc表示2個結(jié)點之間是父子關(guān)系，ad表示2個結(jié)點之間是祖先和后代的關(guān)系，這種標記可以通過四元組推算出來，不需要顯示記錄；

——R是樹的根，當R不是INFOSET中定義的文檔結(jié)點（DOCUMENT）時,XML文檔實際上是一個XML片段。

定義2 XML結(jié)點XML文檔的組成單元，用N= {Label,Type,Value,OID}表示,它是1個四元組。它包括 7類：文檔結(jié)點、元素結(jié)點、屬性結(jié)點、文本結(jié)點、處理指令結(jié)點、注釋結(jié)點，大多數(shù)情況下我們只用前 4類。文檔結(jié)點在所有結(jié)點的前面，可以嵌套一個或者多個相互嵌套和并列的元素結(jié)點，元素結(jié)點可以嵌套零個或多個屬性結(jié)點或者文本結(jié)點，這種嵌套關(guān)系是通過XML文檔的邊（pc或者ad）來表示的。其中：

——Label表示標簽，描述結(jié)點的意義；

——Type表示對象值的類型，一種為原子型；另一種為復(fù)雜類型，在XDM中都有相關(guān)定義，或者通過XDM擴展、限制等方式擴展的自定義類型；

——Value表示屬性的值或者文本；

——OID表示結(jié)點的擴展前綴編碼，用來表達該結(jié)點的文檔順序，取序列中任2個結(jié)點的前綴編碼，可以判斷這2個結(jié)點的相對順序關(guān)系：pc（/）和 ad(//)關(guān)系，以及兄弟關(guān)系；取任意結(jié)點的編碼，可以得到一個從根開始到該結(jié)點的路徑的結(jié)點序列。

定義3序列由零個或者多個項（item）組成，而項由零個或者多個原子值或者XML結(jié)點組成。序列是有序、異構(gòu)、項可重復(fù)、不可嵌套的。同時他也是所有XQuery表達式的值，他可以作為時空代數(shù)操作的中間結(jié)果進行序列推理或者直接作為返回結(jié)果。它的特點如下：

——一個僅含有一項的序列與這一項本身是等價的，例如：序列（1）與原子值1在W 3C數(shù)據(jù)模型表示同一個值；

——一個序列不包含另一個序列-即序列只有一層，例如：在W 3C的XQuery數(shù)據(jù)模型中不存在（l，（2，3），4，5）這樣的序列；

——序列中的項可以是原子值和XML結(jié)點。

定義4時空數(shù)據(jù)庫模式STM=（F，E，R），其中，F(xiàn)=ST?N，ST是表達時空語義的結(jié)點的集合，即時空要素，STM是多個包含時空要素的XML文檔T的集合，時空數(shù)據(jù)模式就是帶標簽的有序樹組成的森林。當序列中包含時空要素結(jié)點時，序列相應(yīng)擴展為時空序列。正如元組和關(guān)系是傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫操作的基本單元一樣，XML文檔/片段和XML文檔集合將是NXD數(shù)據(jù)庫操作的基本單元。

以上引入了時空要素結(jié)點，用戶可以使用它們表達時空數(shù)據(jù)和時空變化，并通過特定的時空操作完成時空查詢。

3.2 類型系統(tǒng)定義

XQuery查詢語言不僅是一種由各種表達式組成的函數(shù)式的語言，而且還是一種強類型的語言，有著嚴格的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)。其嚴格的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)是通過XQuery系列規(guī)范中的XDM規(guī)定的，是XQuery規(guī)范的一部分。XDM規(guī)定了所有表達式的輸入和輸出的數(shù)據(jù)類型，而且表達式可以嵌套。

XQuery/XPath形式語義和數(shù)據(jù)模型 (XDM)規(guī)范中，數(shù)據(jù)模型由原子值 (如 boolean、double等數(shù)據(jù))、XML結(jié)點 (如Document、Element、Attribute等)和序列 (Sequence)組成。而序列的項（Item）可以是原子類型也可以是結(jié)點類型。XDM內(nèi)置定義包括25種基本和派生的類型，但這些類型不足以描述時空數(shù)據(jù)。而為了擴展XDM并在XDM上定義時空查詢代數(shù)，我們引入這些數(shù)據(jù)類型時，必須對其做一些擴展。

空間、時間、地理要素數(shù)據(jù)類型的在GML中已經(jīng)給出了標準化的定義。其中地理要素數(shù)據(jù)類型 gm l:_ Feature[14]是時間、空間、屬性的統(tǒng)一體，是基于特征的時空數(shù)據(jù)模型的核心概念。該模型已經(jīng)在文獻 [15]中進行了闡述，能夠表達特征內(nèi)部和特征級別的時空變化語義，在此不在重復(fù)，本文直接將其中的地理要素作為序列的結(jié)點類型引入XDM，如圖2所示。

圖2 時空數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)類型層次圖

圖2中展示的數(shù)據(jù)類型名稱與GML定義的名稱一致，但內(nèi)容模型都經(jīng)過了擴展，以表達復(fù)雜的時空變化語義，即實體的內(nèi)部變化和實體的更替變化；另外，圖2只給出了部分從GML引用或者擴展出來的時空數(shù)據(jù)類型，為了保證在擴展的XDM上時空查詢代數(shù)的封閉性和完備性，實際應(yīng)用中必須全部引入GML定義的元素和屬性。從圖 2可以看出，序列的項要么是結(jié)點或者在XMLSchema中定義的原子類型，要么是從GML中擴展和引入的復(fù)雜類型結(jié)點。這些定義在gm l命名空間中的結(jié)點與XDM中原有的結(jié)點具有同等地位。

在定義圖2所示的數(shù)據(jù)類型的同時，XDM還定義了一系列存取函數(shù)，用于在查詢處理過程中，查詢引擎能夠快速獲取序列結(jié)點的語義信息，這樣查詢引擎就不會按照XML的語法結(jié)構(gòu)去進行逐結(jié)點進行字面匹配，而會按照類型信息或者語義規(guī)則進行匹配，從而優(yōu)化了查詢語句。由于引入了圖2中的在 gm l命名空間中的時空數(shù)據(jù)類型，我們必須定義一些針對這些新數(shù)據(jù)類型的存取函數(shù)（見表1），便于是空間查詢代數(shù)進行語義優(yōu)化。

表1 新增存取函數(shù)

3.3 查詢操作定義

XQuery FS自身提供了投影、選擇和連接等操作的定義，還引入結(jié)構(gòu)遞歸、條件判斷等編程語言的概念。這些都能應(yīng)用于基于XDM擴展的時空數(shù)據(jù)類型，只不過把含有時空數(shù)據(jù)的XML文檔實例當成結(jié)構(gòu)良好的一般XML文檔處理，而不能進行時空查詢。為了能支持對含有時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的XML文檔實例進行時空查詢和時空分析，我們定義了一系列針對時空數(shù)據(jù)類型的時空關(guān)系謂詞和時空函數(shù)、時空操作符。當然，這些謂詞、操作符、函數(shù)在基于傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的時空查詢中已經(jīng)定義過了，我們要做的是把它們對應(yīng)到基于XDM數(shù)據(jù)模型的時空查詢中來。

基于空間數(shù)據(jù)和時態(tài)數(shù)據(jù)的謂詞、操作符、函數(shù)定義在相當多的關(guān)系數(shù)據(jù)模型上已經(jīng)做了詳細的闡述，只不過操作數(shù)和操作結(jié)果由元組變成了結(jié)點序列（或者單結(jié)點序列），所以本文中不再重復(fù)。

本節(jié)將主要討論基于時空數(shù)據(jù)類型 gm l:_Feature和gm l:_FeatureCollection[15]的構(gòu)造函數(shù)（構(gòu)造子）及其實體內(nèi)部變化和實體級別的動態(tài)變化的基本操作。

由于XML數(shù)據(jù)模型的靈活性，基于某個XML模式的數(shù)據(jù)類型的構(gòu)造比由簡單的幾個域組成一個平面化的關(guān)系數(shù)據(jù)模型要復(fù)雜。一個地理要素可能是一個要素集合也可能是單個要素，而單個要素是時間、空間、屬性及其關(guān)系的復(fù)合。這種復(fù)合會形成一種樹型的結(jié)構(gòu)，這種樹型結(jié)構(gòu)可以通過有序的序列來構(gòu)造。而這種有序可以通過某種編碼，例如前綴編碼來實現(xiàn)[16]。所以我們提供2種時空數(shù)據(jù)類型的構(gòu)造子（如表2所示）。

表2 時空數(shù)據(jù)構(gòu)造子

實體內(nèi)部變化的基本操作包括對地理要素的時空屬性的獲取操作和時空關(guān)系操作（見表3）。

表3 時空屬性獲取操作

實體級別的時空變化的表達對于表達時空過程非常有用，本文也給出了實體級別的時空變化的基本操作（見表4）。

表4 實體級動態(tài)變化基本操作

4 結(jié)語

對已知集合中任意2個元素來做二元運算時，如果所得結(jié)果仍是此集合的元素，則稱此集合關(guān)于運算具有封閉性[17]。本文在XQuery-FS基礎(chǔ)上擴展出來的時空查詢代數(shù)的操作在序列上具有封閉性。這是因為XQuery是以表達式為基礎(chǔ)的函數(shù)式語言，其表達式的運算結(jié)果是一個序列，而這個序列又可以作為另外一個表達式的操作數(shù)，這也是XQuery的表達式可以嵌套的原因，所以時空查詢代數(shù)操作在序列上是封閉的，可以統(tǒng)一地用于時空或者時態(tài)或者空間數(shù)據(jù)的管理。

結(jié)合基于特征的時空數(shù)據(jù)模型的時空語義，通過擴展XQuery-FS查詢代數(shù)的數(shù)據(jù)類型和操作，給出了時空查詢代數(shù)的形式化定義，為后續(xù)在NXD基礎(chǔ)上開展時空查詢引擎以及時空查詢優(yōu)化研究打下了理論基礎(chǔ)。

[1] 王珊,薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第四版)[M].北京：高等教育出版社,2006

[2] World Wide Web Consortium,XQuery 1.0 and XPath 2.0 Formal Semantics. W 3C Recommendation 23 January 2007,http:// www.w3.org/TR/2007/REC-xpath-datamodel-20070123/

[3] Jose R.Rios Viqueira.Relational Algebra forSpatio-temporal Data Management[J].In:Proceedings of the EDBT 2000,PhD Workshop,2000,43-46

[4] Tony Griffiths,A lvaro A,Fern and es A,et al.A Query Calculus for Spatio-temporal Object Databases[J].Eighth International Symposium on Temporal Representation and Reasoning (TIME-01)Claudio Bettini and Angelo Montanari(eds.),IEEE Computer Society Press,Civdale del Friuli,Italy,2001:101-110

[5] Martin Erw ig,Markus Schneider.Spatio-temporal predicates[J]. IEEETransactions on Know ledge and DataEngineering(TKDE), 2002,14(4):881-901

[6] 周英華,金培權(quán),岳麗華.一種基于對象關(guān)系模型的時空查詢代數(shù)stro-algebra[J].中國科學技術(shù)大學學報,2006,36(11): 1190-1195

[7] 萬常選,劉喜平.XML數(shù)據(jù)庫技術(shù)[M],清華大學出版社,2008

[8] 孟小峰,王宇 .XML查詢優(yōu)化研究[J].Journal of Software, 2006,17(10):2069-2086

[9] Mary Fern_ and ez,et al.A Data Model and A lgebra for XML Query [J/OL], http://www.cs.bell-labs.com/wadler/topics/ xm l.htm l#algebra:1～16

[10]World Wide Web Consortium.XQuery 1.0 and XPath 2.0 Data Model(XDM).W 3C Recommendation 23 January 2007.http:// www.w3.org/TR/2007/REC-xpath-datamodel-20070123/

[11]孟小峰,羅道峰.OreintXA:一種有效的XQuery查詢代數(shù)[J].軟件學報,2004,15(11):1648-1660

[12]Jagadish H.V,Laks V.S,Lakshmanan,et al.TAX:A Tree Algebra for XML[J].Lecture Notes in Computer Science,2002,Volume 2397/2002:149-164

[13]羅道峰,孟小峰.OrientStore:Native XML存儲方法[J].計算機科學,2003,30(10):105-110

[14]Open Geospatial Consortium Inc.OpenGIS?Geography Markup Language(GML)Encoding St and ard.OpenGIS?St and ard.http:/ /www.opengeospatial.org/st and ards//gm l.

[15]LIU Xiaohua,WAN Youchuan.Logical Expression of Feature-Based Spatio-temporal Data Model Research[DB/OL],2nd International Conference on Information Engineering and Computer Science-Proceedings,ICIECS 2010.

[16]LIU Xiaohua,WAN Youchuan.Storing Spatio-Temporal Data in XML Native Database[DB/OL],2010 2nd International Workshop on Database Technology and Applications,DBTA2010-Proceedings.

[17]沈以淡.簡明數(shù)學詞典[Z].北京：北京理工大學出版社,2003

Spatio-temporal Query Algebra Based on XML Data Model

by LIU Xiaohua

The spatio-temporal query algebra is one kind of abstract spatio-temporal querylanguage;it uses the subset of basic predicates, operations,the functions of spatio-temporal abstract data type to express the spatio-temporal query.While the data model of the spatiotemporal microscopic operates employed the XML data model which the Native XML Database(NXD)adopt to store semi-structured spatial-temporal data,therefore this article held the space and time expansion to the XML query algebra-XQuery FS data type and the query, and introduced in GML to describe the geography feature and it's relationships,has defined one kind newly based on the XML data model space and time inquiry algebra.

spatio-temporal queryalgebra，XML datamodel，XMLquery algebra

2011-03-04

項目來源：國家自然科學基金資助項目（41071104）；武漢市青年科技晨光計劃資助項目（200950431203）。

P208

B

1672-4623(2011)03-0081-05

柳曉華，博士，研究方向為時空數(shù)據(jù)庫、時空建模。