时间模式宣贯标准内容殷红梅

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1、中华人民共和国国家标准 GB/T 22022-2008/ISO 19108:2002地理信息 时间模式Geographic information-Temporal schema(ISO 19108:2002,IDT)标准内容n范围 n构成 n结构n地理信息时间概念模式n时间几何n时间参照系n时间位置n时间和地理信息组分n附录标准范围 本标准定义了描述地理信息时间特性的概念。本标准以现有的时间信息交换的信息技术标准为依据，提供用于定义时间要素属性、要素操作、要素关联和定义地理信息时间特性的元数据的基础。本标准主要考虑从现实世界抽象出来的地理信息时间特性，它强调有效时间，而不是事务处理时间。 标

2、准构成前言引言1 范围2 一致性3 规范性引用文件4 术语、定义和缩略语5 地理信息时间概念模式附录A(规范性附录)：抽象测试套件附录B(资料性附录)：应用模式中时间的应用附录C(规范性附录)：元数据中时间参照系的描述附录D(资料性附录)：历法描述附录E(资料性附录)：本标准中的类名中英文对照表标准结构 本标准以UML图描述标准的内容，除术语等章节外，多数章节由UML图及该图的文字描述构成。时间对象时间参照系n 标准用一个UML包图描述时间模式的结构。 n 包图由时间对象和时间参照系两个包构成，时间对象依赖于时间参照系，即时间对象的位置值由有关的时间参照系指定。地理信息概念模式n 时间几何n

3、时间维n 时间对象n 时间几何单形n 时间拓扑对象n 时间参照系n 时间参照系类型n 日历和时钟n 时间坐标系n 顺序时间参照系 n 时间位置n 基于日历和时钟的位置n 基于时间参照系的位置n 基于顺序时间参照系的位置n 时间和地理信息组分n 要素属性n 要素操作n 时间和要素的关联时间几何n 时间维 时间具有单一维，有几何特征和拓扑特征； 时间的一个点占据一个位置，该位置基于时间坐标系确定； 时间的距离可以度量，度量时间可采用顺序标度和间隔标度两种类型的标度。顺序标度仅提供关于时间相对位置的信息，间隔标度提供度量持续时间的基础。时间几何n 时间对象 TM_GeometricPrimitive

4、(TM_几何单形):提供关于时间位置的信息TM_TopologicalPrimitive(TM_拓扑单形):提供关于时间连通性的信息 时间几何n 时间几何单形类 两个子类：TM_Instant（TM_时刻）TM_Period（TM_时段） 时间几何时间几何单形类n TM_ Instant（TM_时刻）时刻是表示时间位置的0维几何单形。它相当于空间的点，是持续时间小于时间标度分辨率的时间间隔。时刻的时间位置应与一个时间参照系关联。 表示时间长度的一维几何单形，等效于空间的一条曲线。位置由起点和终点时刻的时间位置描述，长度等于这两个时间位置之间的时间距离 关联： Beginning将TM_Peri

5、od连接到开始时的TM_Instant。 Ending将TM_Period连接到结束时的TM_Instant。时间几何时间几何单形类n TM_Period（TM_时段）时间几何时间几何单形类n TM_Order(TM_顺序) 提供一个TM_Primitive相对于另一个TM_Primitive位置的操作，并返回TM_相对位置值时间几何时间几何单形类n TM_RelativePosition（TM_相对位置）提供相对位置的值。 为便于直观理解和记忆，对标准中的时间相对位置设计了图示表达列 规则：规则：a. 设实心点为该时刻；b. 设空心点为另一时刻；c. 设由一对实心点为起点和终点的实线为该时段

6、；d. 设由一对空心点为起点和终点的虚线为另一时段 时刻与时刻相对位置 时间几何时间几何单形类时段与时刻相对位置 时间几何时间几何单形类时刻与时段相对位置 时间几何时间几何单形类时刻与时段相对位置 时间几何时间几何单形类时间几何时间几何单形类n TM_Separation（TM_间隔） 提供计算长度和距离的操作,返回类型TM_Duration（TM_持续时间） a) length 返回TM_几何单形的持续时间。TM_时刻的长度为0。当TM_几何单形是TM_时段时，该操作返回由TM_时段.begin和TM_时段.end确定的时间位置之间的距离。 b）distance返回一个TM_几何单形到另一T

7、M_几何单形的距离 时间几何时间几何单形类n TM_Duration（TM_持续时间） 用于描述时间维长度或距离的数据类型,有两个子类型 用年、月、日、时、分、秒等表示如：5日4小时30.7分钟表示为P5DT4H30.7M 用时间单位的倍数表示如：unite=“秒”，radix=10，factor=3，value=7 时间几何时间拓扑对象提供对象之间在时间域连通性的信息 拓扑复形是一组相连的拓扑单形 相关的两类拓扑单形： 0维的结点TM_Node 1维的边TM_Edge 时间几何时间拓扑对象n TM_Order（TM_顺序）提供一个TM_Primitive相对于另一TM_Primitive位置

8、的操作,并返回一下TM_RelativePosition值： Before 、Meets 、Begins 、BegunBy 、Equals、Ends 、EndedBy 、MetBy 、After时间参照系n 时间参照系类型包括三种公共时间参照系类型：日历与时钟、时间坐标系和顺序时间参照系 时间参照系n 日历与时钟 日历和时钟均基于间隔标度。日历提供了分辨率为一日的定义时间位置的基础。时钟提供定义1日内的时间位置基础。每种日历提供依据一系列元素，如：年、月、日，构成日历日期的一系列规则。 时间参照系n 时间坐标系 属性： origin：提供标度原点。 Interval：时间间隔度量单位名称 操作

9、： transformCoord：返回时间坐标系内的一个坐标值在公历和UTC中的等效DateTime transformDateTime：接受公历和UTC的日期时间，并返回一个等效的坐标值时间参照系n 顺序时间坐标系 在大量的地理信息的应用中，例如：地质和考古，认为时间的相对位置比持续时间更准确。事件时间的相对位置可以充分确定，但是事件之间时间间隔的量不易准确确定。这种情况应采用顺序时间参照系。 顺序时间参照系基于顺序标度，是事件的一个顺序序列。通常具有层次结构。时间位置时间参照系不同，标识时间位置的方法不同。时间位置n 基于日历和时钟的位置 日历日期：标识日历中的时间位置 例：在公历中序列1

10、999,09,03 表明1999年第9个月第3日的时间位置。按GB/T 7408格式可表示为19990903 时钟时间 ：标识一日内时间位置例：在近代24小时时间中序列中22, 15, 30.5定义的是第22点第15分开始后30.5秒的时间位置。在GB/T 7408格式中可表示为221530.5。 日历日期和时钟时间 ：识别小于一日分辨率的时间位置时间位置n 基于时间坐标系的位置 TM_Coordinate ：在时间坐标系中表示时间位置儒略日期 ：儒略日记数系统是一个时间坐标系，约定儒略历起算点为公元前4713年1月1日格林尼治平正午。儒略日数是一个整数值，儒略日期是一个允许更高分辨率的小数值

11、。时间位置n 基于顺序时间参照系的位置 在顺序时间参照系中，时刻的时间位置是它发生在最短的顺序时代的位置 代纪世新生代第四纪全新世更新世第三纪上新世中新世渐新世始新世古新世中生代白垩纪侏罗纪三叠纪例：表是地质年代表的一部分，它是一个顺序时间参照系。在新生代中某个时刻的时间位置应用该时刻所在的世标识；而在中生代某一时刻的时间位置应用它所在的纪标识 时间和地理信息组分 n 时间要素属性 描述与时间位置有关的要素特性， 静态时间特性有两类： a) 事件:发生在某一时刻的行为 值类型为TM_时刻、TM_结点、TM_时间位置 b) 状态 :持续一个时段的要素或数据集的特性 值类型为TM_时段或TM_边

12、时间和地理信息组分 n 时间要素操作 描述要素一个或多个方面的值随时间函数变化的方式 例：给出一个要素类型类RoadIntersection，通过该交叉口的交通流可由UML操作描述为：TrafficFlow (tMin:Integer, tMax:Integer,time: TM_ClockTime) : Integer 时间和地理信息组分 n 时间和要素的关联 两种方式：n 时间要素关联要素生存期之间的关联的描述。n 要素关联的时间特性 提供关联开始和结束的时刻或其持续时段的信息。时间和地理信息组分 n 时间要素关联 两个子类型：简单时间要素关联继承标识两个或多个要素的时间相对位置 时间和地

13、理信息组分 n 要素更替：一个要素实例集由另一个要素实例集取代。即第一个要素实例集的生存期在第二个要素实例集生存期开始的时刻结束 三类要素更替：n 要素置换：一个要素实例由另一个相同或不同要素类型的要素实例取代。一对一的关联。n 要素分割：单一要素分离为两个或多个相同类型的要素实例。一对多的关联。n 要素融合：两个或多个相同类型的要素实例融合为单一要素实例。多对一的关联。 例：林地的空旷地与邻接的牧场融合为牧场是“置换和融合”的示例 附 录 附录A(规范性附录)：抽象测试套件附录B(资料性附录)：应用模式中时间的应用附录C(规范性附录)：元数据中时间参照系的描述附录D(资料性附录)：历法描述附

14、录E(资料性附录)：本标准中的类名中英文对照表附录B:应用模式中时间的应用n 时间要素属性 模式描述：建筑物Building被表示为UML类 属性： 建筑日期：数据类型为TM_时刻 使用日期：数据类型为TM_时段附录B:应用模式中时间的应用模式描述：建筑物要素属性 使用时期(periodOfOccupancy)表示为一个UML类，数据类型为时段，该类与Building 关联，描述建筑物的各个使用阶段。 附录B:应用模式中时间的应用模式描述：考古遗址用某文化团体占据该遗址的一系列时段描述。这些时段的顺序是已知的，但是时间位置是未知的。 附录B:应用模式中时间的应用n 时间要素关联 模式描述：道路

15、在服务站存在之前存在 附录B:应用模式中时间的应用BuildingconstructionMaterialheightdateOfConstructionA砖45 m1982B钢铁4 m1967C木8 m1941D砖30 m1967n 时间要素关联 建筑物模式： 假定根据该模式建立的一个数据集包括4个建筑物实例 属性值： 返回 TM_RelativePosition 值源源实例例 ABCDA等于之后之后之后B之前等于之后等于C之前之前等于之前D之前等于之后等于附录B:应用模式中时间的应用n 时间要素关联 田地更替的示例 ：灌木林地松木林地栎林 草地附录B:应用模式中时间的应用n 时间要素关联

16、牧场总部与其管理的出租牧场之间关联的应用模式。RangelandTract通过租约Lease关联到RanchHeadquarters。租约有一个属性leasePeriod标识该租约的有效时段 。附录 D：历法描述n 儒略历 儒略历从公元前45年开始记日，平年有365天，每4年插入一个闰日，该年被作为闰年。月名平年长度闰年长度1月31312月28293月31314月30305月31316月30307月31318月31319月303010月313111月303012月3131儒略年各月 附录 Dn 中国农历中国采用的传统历法，安排一年中的年、月日历日以及二十四节气等要素，供民众日常生活使用，特别用

17、以指导农事活动名称参考事件参考日期公历儒略参考日期时代使用时段开始结束2009春节正月初一辛未1月26日2454857.3332454857.3332455241.3332008春节正月初一丁丑2月07日2454503.3332454503.3332454857.3332007春节正月初一癸未2月18日2454149.3332454149.3332454503.3332006春节正月初一戊午1月19日2453764.3332453764.3332454149.3332005春节正月初一甲子2月09日2453410.3332453410.3332453764.3332004春节正月初一庚子1月2

18、2日2453026.3332453026.3332453410.3332003春节正月初一乙巳2月01日2452671.3332452671.3332453026.3332002春节正月初一辛亥2月12日2452317.3332452317.3332452671.3332001春节正月初一丁亥1月24日2451933.3332451933.3332452317.3332000春节正月初一癸巳2月05日2451579.3332451579.3332451933.3331999春节正月初一己亥2月16日2451225.3332451225.3332451579.3331998春节正月初一乙亥1月2

19、8日2450841.3332450841.3332451225.3331997春节正月初一庚辰2月07日2450486.3332450486.3332450841.3331996春节正月初一丙戌2月19日2450132.3332450132.3332450486.3331995春节正月初一壬戌1月31日2449748.3332449748.3332450132.3331994春节正月初一丁卯2月10日2449393.3332449393.3332449748.3331993春节正月初一甲辰1月23日2449010.3332449010.3332449393.3331992春节正月初一庚戌2月0

20、4日2448656.3332448656.3332449010.3331991春节正月初一丙辰2月15日2448302.3332448302.3332448656.3331990春节正月初一壬辰1月27日2447918.3332447918.3332448302.333附录 D：历法描述名称参考事件参考日期儒略参考日期时代使用时段开始结束明治Meiji采用公历明治6.1.1240516024051602419614大正Taisho新天皇登基大正1.7.31241961524196152424875昭和Showa新天皇登基昭和1.12.26242487624248762447534平成Heisei新天皇登基平成1.1.824475352447535至今n 近代日本历 附录 D：历法描述n 全球定位系统历 全球定位系统使用特殊的用于描述GPS有关数据的时间位置的日历和时钟。日期由周数确定，以开始于1980年1月6日午夜(00:00:00 UTC)的日历时代计算，日由在周中的顺序日数确定 它以周的时间而不是以日的时间规定表示秒的时钟时间。GPS一周包括604800秒。GPS时间与UTC不同于两点：GPS时间是连续标度的，而UTC是用增加闰秒与地球自转时间进行周期性调整的；相对于UTC，GPS时间是以一微秒级变化的。