GB/T 22022-2008 地理信息 时间模式

07040

ICS

A75

鳕园

中华人民共和国国家标准

191

GB／T22022--2008／ISO08：2002

地理信息时间模式

schema

Geographicinformation--Temporal

(ISO

19108：2002，IDT)

2008—06-20发布

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局辔士

中国国家标准化管理委员会及仲

GB／T191

22022--2008／ISO08：2002

目次

前言…………………··

引言………………-………………·

1范围…………………

2一致性………-…--……………

2．1一致性类和要求…………-··

2．2数据传输应用模式……………--………………·

2．3带操作的数据应用模式………--…--…………

2．4要素目录…………

2．5元数据元素规范…………………

2．6数据集元数据…-……………·

3规范性引用文件……

4术语、定义和缩略语………-·-…··…

4．1术语和定义--…-………………

42缩略语……-…………-……·-ⅢⅣ●，，，，●●●，0：0

5地理信息时间概念模式·…………·o

5．1地理信息时间概念模式结构…

5．2时间几何…………i

5．3时间参照系………--……-…··

5．4时间位置-·-…··-………-…--…·

5．5时间和地理信息组分…--………

附录A(规范性附录)抽象测试套件…--……………

附录B(资料性附录)应用模式中时间的使用……··

附录(：(规范性附录)在元数据中描述时间参照系--

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

参考文献……·H增肋粥盯驼踮们¨

19108：2002

GB／T22022--2008／IS0

刖舌

本标准等同采用Is()19108：2002{地理信息时间模式》(英文版)。

为便于使用，本标准作了下列编辑性修改：

a)本标准的编写格式执行GB／T1．12000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规

则》的要求。

b)将“本国际标准”一词改为“本标准”。

C)删除了原国际标准的前言。

d)为适应我国国情，在资料性附录I)中增加r条文D．3．2。

e)为便于理解，增加了资料性附录E。

f)s”。

5．2．3．5中增加了注释；5．2．3．7示例中增加了注释“译者注：7×10—3

l

g)由于Is()19107、ISO9lll和lSO19115国际标准已经出版，在本标准规范性引用文件中删

去j，原国际标准中标识即将出版的角标。

本标准的附录A和附录c是规范性附录，附录B、附录D和附录E是资料性附录。

本标准由全国地理信息标准化技术委员会提出。

本标准由全国地理信息标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：中国测绘科学研究院、国家基础地理信息中心、中国地质调查局发展研究中心。

本标准主要起草人：苏山舞、姜作勤、李莉、殷红梅。

19108：2002

GB／T22022--2008／IS0

引言

本标准定义描述从现实世界中抽象出来的地理信息的时间特性所需要的标准概念。地理信息的时

间特性包括要素属性、要素操作、要素关联以及在时间域中取值的元数据元素。

计算机和地理信息系统的广泛应用增强了多学科地理空间数据的分析能力。地理空间数据不再限

定在三维空间域，许多地理信息系统需要时问特性的数据。时间特性的标准概念模式将增强地理信息

适应特定类型应用的能力，如：仿真和预测模拟。

作为一个基本的自然存在，时间与所有科学技术领域有关。本标准所描述的许多概念也适用于地

理信息之外的领域。国际标准化组织地理信息标准化技术委员会(ISO／TC211)无意制定独立的描述

时间标准，但lsO／Tc211认为需要制定一个描述地理数据集和要素时间特性的标准。地理信息系统

和地理信息软件开发者及用户将使用这个模式，提供一致的可理解的时间数据结构。

过去，要素的时间特性已经被作为专题要素的属性。例如，要素“建筑物”可以有属性“建筑日期”。

然而，将要素的行为作为时间函数进行描述的需求越来越大。当将时间独立于空间处理时，这种需求可

以得到有限程度的支持。例如，一个移动目标的运动路径可以用一个称为“路径点”的要素集来描述，被

当作点描述的每一个路径点有一个属性，该属性提供该目标在相应空间位置的时间。如果时间维与空

间维相结合，时间行为的描述可能更容易，因此，一个要素可以用一个时空对象来表示。例如：一个移动

目标的路径可以表示为用一条ny、f坐标描述的曲线。本标准是为使要素的时间属性的应用标准化而

制定的。在本标准中虽然没有采用空间和时间坐标的组合来描述要素几何特性，但是已经为在

IS()19100系列中制定相应标准奠定了基础。

19108：2002

GB／T22022--2008／IS0

地理信息时间模式

1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j；；}j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。

2一致性

2．1一致性类和要求

本标准根据测试项的特点定义5种类别一致性。

2．2数据传输应用模式

为与本标准保持一致，数据传输应用模式应满足附录A中A．1的要求。

2．3带操作的数据应用模式

为与本标准保持一致，支持数据操作的应用模式应满足附录A中A．2的要求。

2．4要素目录

为与本标准保持一致，要素目录应满足附录A中A．3的要求。

2．5元数据元素规范

为与本标准保持一致，元数据规范应满足附录A中A．4的要求。

2．6数据集元数据

为与本标准保持一致，数据集元数据应满足附录A中A．5的要求。

3规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注El期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

1822l独立于语言的数据类型

GlUT2000信息技术程序设计语言、环境与系统软件接f_】

11

(idtISO／IEC404：1996)

GB3102．11Is()311：1992)

993空间和时间的量和单位(eqv

ISO992)

GB31001000：1

1993国际单位制及其应用(eqv

74088601：2000，IDT)

GB／T2005数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法(ISO

1

GB／’F97102005地理信息元数据(Is()19115：2003，MOD)

schemalan—

1SO／TS19103information—Conceptual

地理信息概念模式语言(Geographic

guage)

schema)

information

ISOSpatial

19107地理信息空间模式(Geographic

informationRulesforschema)

ISO19109地理信息应用模式规则(Geographicapplication

informationFeaturemethodolo—

1s()1cataloguing

9110地理信息要素编目方法(Geographic

gY)

ls()19¨1地理信息基于坐标的空间参照(GeographicbyCO

ordinares)

11

22022--2008／IS0908：2002

GB／T

4术语、定义和缩略语

4．1术语和定义

本标准采用以下术语与定义。

4．11

日历calendar

不连续的时间参照系，为定义分辨率为一日的时间位置提供基础。

41．2

era

日历时代calendar

从特定事件起算的，日历中使用的一类时段序列。

4．1．3

UniversalTime

协调世界时UTC；Coordinated

山国际计量局与国际地球自转服务局(IERS)维护的时标，它构成协调发布标准频率和时间信号的

RRec．TF．686

基础。E1’’1U1(1997)]

4．14

日day

相当于地球自转周期的持续时间的时段。

4．15

边edge

91

一维拓扑单形。[Is()107]

注：边的几何实现足曲线。在一个拓扑复形中一条边的边界是关联到该边的一个或两个节点的集合。

4，1．6

事件event

在某时刻发生的活动。

41．7

要素feature

现实世界现象的抽象。E1so19101]

注：要素町以作为类型或实例出现。具体应用时只能使用其中·种含义。

4．1．8

要素关联featureassociation

连接一种要素类型的实例与相同或不同要素类型实例的关系。Cls()l91】o]

注1：要素关联可以作为类型或实例出现．具体应用时只能使川其中一种含义。

注2：要素关联包括要素聚集。

4．19

attribute

要素属性feature

要素的特性。!IS()l9101]

注：要素属性有名称、数据类型和与之相关的值域等。

4．1．10

要素分割featuredivision

一个先前存在的要素被两个或多个相同要素类型的不同要素实例取代时的要素更替。

示例：要素类型为“地块”的一个实例，在该地块被合法细分后．被更替为两个同类实例。

191

22022--2008／IS008：2002

GB／T

41．11

fusion

要素融合feature

两个或多个先前存在的属于同一要素类型的实例被另一个相同要素类型的实例所取代的要素

更替。

示例：要素类型为“牧场”的两个实例，当牧场间的栅栏被移开时．被更替为一个同要素类型的实例。

4．1．12

要素操作feature

operation

1

要素类型的每个实例可以执行的操作。EISO9110]

示例：对“水坝”进行升高水坝的操作，其结果是该“水坝”的高度和“水库”水位的上升。

注：要素操作是提供要素类型定义的一种依据。

4．1．13

substitution

要素置换feature

一个要素实例被另一个相同或不同要素类型的要素实例所取代的一种要素更替。

示例：要素类型为“建筑物”的一个实例，在其被拆除后．被更替为要素类型为“停车场”的实例。

4．1．14

feature

要素更替succession

一个或多个要素实例被其他要素实例取代，被取代的要素实例不再存在。

4．1．15

几何单形geometric

primitive

表不空间上单一的、连通的、同质元素的几何对象。EISO19107]

注：几何单形是描述几何结构信息不能再分解的对象。它们包括点、曲线、面和体。

4．1．16

公历calendar

Gregorian

1582年引人的通用日历，所定义的年比儒略历的更接近回归年。[改编自Is()8601：2000]

注：公历的；1人消除了儒略年的累积误差。在公历中，历年或为平年，或为闰年，均分为12个顺序月。

4．117

时刻instant

表示时问位置的0维几何单形。

注：时间几何在5．2阐述。

4．1．18

间隔标度intervalscale

具有任意原点的标度，它既用于描述值的顺序，又用于描述值之间的距离。

注：在lhJ隔标度上度量值的比率没有意义。

4．119

date

儒略日期Julian

儒略日数加上从前一个平正午起已经消逝的该日的十进制小数。

4．1．20

number

儒略日数Julianday

3

约定儒略历从公元前47lq‘1月1日格林尼治平正午起算的时间消逝的日数。

41．21

生存期lifespan

某事物存在的时段。

注：有效时间生存期是在现实模型中对象存在的时段。事务处理时间生存期是数据库对象在数据库中处在当前状

态的时段。

GB／T22022--2008／IS019108：2002

4．1．22

月month

约等于月亮朔望周期时间所持续的时段。

注：一个月持续时间是整日数。一个月中的日数由特定的日历规则确定。

4．1．23

结点node

0维拓扑单形。Elso19107]

注：结点的边界是空集。

41．24

era

顺序时代ordinal

按时间排序命名的时段集合中的一个时段。

4．1．25

scale

顺序标度ordinal

仅为度量对象相对位置提供基础的标度。

41．26

顺序时间参照系ordinalreference

temporalsystem

由顺序时代构成的时间参照系。

4．127

时段period

表示时间范围的一维几何单形。

注：时段以两个不同的时间位置为边界。

4．1．28

time

时段时间periodic

31

一个周期的持续时间。[改编自ISO2：1992]

4．1．29

点point

1

表示位置的0维几何单形。Etso9107]

注：点的边界是空集。

4．1．30

coordinate

时间坐标temporal

到作为时间坐标系基础的间隔标度原点的距离。

4．1．31

coordinate

时间坐标系temporalsystem

基于间隔标度的时间参照系，在间隔标度上的距离是以1个时间单位的倍数度量的。

4．1．32

featureassociation

时间要素关联temporal

与时间或时间约束有关的要素关联。

4．1．33

feature

时间要素操作temporaloperation

以时间函数定义的要素操作。

4．1．34

时间位置temporalposition

相对于时间参照系的位置。

GB／T22022--2008／IS019108：2002

4．1．35

reference

时间参照系temporalsystem

度量时间的参照系。

4．1．36

拓扑复形topologicalcomplex

在边界操作中闭合的拓扑单形的组合。Ds()1

91071

注：在边界操作中闭合，意味着如果一个拓扑单形在该拓扑复形中，则它的边界对象也在该拓扑复形中

4．1．37

拓扑单形topologicalprimitive

1

单一的、不可分解的拓扑对象。USO9107]

注：在几何实现中一个拓扑单形对应于一个同维的几何单形的内部。

4．1．38

事务处理时间transactiontime

et

事项在数据库中处于被处理并可能被查询的时间。[Jensena1．(1994)]

4．1．39

有效时间validtime

et

在抽象世界中，事项为“真”的时间。Densena1．(1994)]

4．2缩略语

下列缩略语适用于本标准。

AD公元后(AnnoDomini)

HC公元前(BeforeChrist)

GPS全球定位系统(Global

PositioningSystem)

ofWeek)

TOW周时间(Time

UMI，统～建模语言(Unified

ModellingLanguage)

UTC协调世界时(CoordinatedUniversalTime)

Number)

wN周数(Week

5地理信息时间概念模式

5．1地理信息时间概念模式结构

Man—

本条提出描述地理信息时间特性的概念模式，它是用统一建模语言(UMI．)定义的E(Ohject

agement

Group(1999)]。IS(0／7Ts

UMI一类的三项基本内gK-N性、操作和关联，本模式使用了全部三者。本模式是一个抽象模型。为与

本标准一致，实现应提供由本抽象模型所描述的能力，但是并不需要以同样方式实现。

———7三]

图1时间模式的结构

模式由两个包构成(图¨。时问对象包(见5．2)定义时间的几何和拓扑对象，应被用作要素和数据

集时间特性的值。对象的时间位置应相对于时间参照系确定。时间参照系包(5．3，5．4)提供描述时间

参照系的元素。5．5阐述5．2～5．4描述的概念如何在地理信息的相关环境中应用。

在IS()1

9100系列标准中定义的UMI，类的名称都冠以前缀，它以两个字符开头并紧接一个下划

线，以便标识按这些类定义的特定标准或包。TM一用于标识本标准定义的类。

19108：2002

GB／T22022--2008／IS0

5．2时间几何

5．2．1时间维

hen是一个类似于空问维的维。像空间一样，时间也有几何特征和拓扑特征。时间的一个点占据

一个位置，这个位置可以基于时间坐标系确定。时间的距离可以度量。但是，与空间不同，时间具有单

一维。时间参照系类似于一些应用中用于描述空间位置的线性参照系。虽然时间具有一个绝对的方

向，即时间的运动总是向前，但是时间却可以从两个方向度量。

注：虽然在概念层面上时间总是具有几何特征和拓扑特征．但有时可能或需要仅描述几何特征或仅描述拓扑特征。

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。

5．2．2时间对象

时间的几何和拓Cbx寸‘象应被用作时间要素和数据集时间特性的值。解释和示例见5．5和附录B。

icaIPrimitive的聚集。

图2时间对象

52．3时间几何单形

5．2．31时间几何单形类

时间维有两个几何单形，分别是时刻和刚段。其定义与度量时间的方法有关，当用时间的间隔标度

个在TM

持为接门定义的任一操作，但不需要支持全部操作。

19108：2002

GB／T22022--2008／IS0

《l

nlerface二》

TM

0rder

r：TM

‘telatirePosition(othePrimitiverTMRelativePosili。n

《Interface：》

TM

Separanon

TMPrimillve

Duration

+distance(other：TMGeometricPrimitive)：TM

Duration

叫ength()：TMT

b墼一J，邺…。。。。。。

T

b。gJnI1Beginning

k。。…。。。一。神一一竺J…”“

enal，-。·+endedBv

图3时间几何单形

5．2．3．2TMjnstant

时刻是表示时间位置的0维几何单形。它相当于空间的点。实际上，时刻是持续时间小于时间标

度分辨率的时间间隔。

属性：

TM—Instant有一个属性。

以被与不同时间参照系关联的一个等效TM

TemporalPosition更替。

5．2．3．3TM_Period

时段是表示时间长度的一维几何单形。时段等效于空间的一条曲线。像曲线一样，它是由起点和

终点(时刻)为界的开区间并且具有长度(持续时间)。在时间卜它的位置由起点和终点时刻的时间位置

描述，它的长度等于这两个时间位置之间的时间距离。

由于存一个顺序标度上持续时间是无法度量的，因此无法在时段中区分时刻。实际上以顺序标度

度量时州_c．单一事件发生的时间可以看作时刻。一系列顺序事件一定占据一个时间间隔，即时段。

“时段”通常用于区分具有共同特性的事件的顺序。

19108：2002

GB／T22022--2008／IS0

关联：

a)Beginning将TM—Period连接到开始时的TM—Instant。

b)Ending将TM—Period连接到结束时的TM—Instant。

由于多种原因，以起点或终点规定的TM—Instant的位置可能是不确定的。有关不确定的时间位

置的讨论见5．4．3。

约束：

a)

束的时间位置。

5．2．3．4TM_order

这个TM—Primitive相对于另一个TM—Primitive位置的操作。

操作：

a)relativePosition(other：TMPrimitive)：TM

为输入并按5．2．3．5的规定返回TM—RelativePosition(TM一相对位置)值。

5．2．3．5TM——RelativePosition

1

tion值，如下：

a)如果两个TM—Primitive都是TM—Instant，该操作应返回如下TMRelativePosition值：

返回值：条件：注释：

Beforeself．position<other．position该时刻早于另一时刻

Equalsself．position--other．position该时刻等于另一时刻

After该时刻晚于另一时刻

self．position>other．position

b)如果该TMPrimltive是TMPeriod，而另一TM

下TM—RelativePosition值：

返回值：条件：注释：

Before该时段结束时刻早于另一时刻

self．end．position<other．position

EndedByself．end．position--other．position该时段结束时刻等于另一时刻

，，self．begin．position<other．position该时段开始时刻早于另一时刻并且

AND

self．end>other．position该时段结束时刻晚于另一时刻

BegunByself．begin．position--other．position该时段开始时刻等于另一时刻

Afterself．begin．position>other．position该时段开始时刻晚于另一时刻

c)如果该TM—Primitive是TMInstant而另一TMPrimitive是TMPeriod，该操作应返阿如

下TM—RelativePosition值：

返回值：条件：注释：

Beforeself．position<other．begin．position该时刻早于另一时段开始时刻

Beginsself．position--other．begin．position该时刻等于另一时段开始时刻

一self．position>other．begin．position该时刻在另一时段开始时刻与结束时

。

AND

self．position<other．end．position刻之间

Endsself．position--other．end．position该时刻等于另一时段结束时刻

After该时刻晚于另一一时段结束时刻

self．position『=>other．end．position

R

1910812002

GB／T22022--2008／IS0

TMRelallvePosnlon

+BeforeCode

+Atier：Code

+Begins：Code

+EndsCode

Code

+During

+EqualtCode

+Comains：Code

+Overlaps：Code

上MeetsCode

+OverlappedBy：Code

+Me“，Code

+BegunBy：Code

+EndedBvCode

图4TM—RelatjvePos“ion

d)

斟可值条件注释：

附0mself．end．position<other．begin．po—该时段结束时刻早于另一时段开始

sition时刻

№ebself．end．position—other．begin．po该时段结束时刻等于另一时段开始

sition时刻

self．begin．position<other．begin．该时段开始时刻早于另一时段开始

AND

positionself．end．position>时刻，并且该时段结束时刻在另一

ANDself．end．

other．begin．position时段开始与结束时刻之间

position<other．end．position

self．begin．position—other．begin．该时段开始时刻等于另一时段开始

AND

positionself．end．position<时刻，并且该时段结束时刻早于另

other．end．position一时段结束时刻

self．begin．position—other．begin．该时段开始时刻等于另一时段开始

AND

positionself．end．position>时刻，并且该时段结束时刻晚于另

other．end．position一时段结束时刻

self．begin．position>other．begin．该时段开始时刻晚于另一时段开始

AND

positionself．end．position<时刻，并且该时段结束时刻早于另

other．end．position一时段结束时刻

serf．begin．position<other．begin．该时段开始时刻早于另一时段开始

AND

positionself．end．position>时刻，并且该时段结束时刻晚于另

other．end．position一时段结束时刻

self．begin．position=other．begin．该时段开始时刻等于另一时段开始

AND

self．end—other．

position时刻，并且该时段结束时刻等于另

end．position一时段结束时刻

GB／T19108：2002

22022--2008／IS0

该时段开始时刻在另一时段开始与

昭m结束时刻之间，并且该时段结束时

盯刻晚于另一时段结束时刻

m

该时段开始时刻晚于另一时段开始

瞎mk㈣h、_耋仰时刻，并且该时段结束时刻等于另

蛐一时段结束时刻

㈨削吐>№A山nm訾～r㈣汕∞m该时段开始时刻早于另一时段开始

昭m_苎呐时刻，并且该时段结束时刻等于另

锄一时段结束时刻

MetBy唧A山m畔恍篡善篙№篙m∞m麓篡翟=一-兽该时段开始时刻等于另一时段结束

滋裟然黧竺瓣笳烹篡篡一时刻

Ah盯SbnSon_暑_詈r∽d

曙∞>印该时段开始时刻晚于另一时段结束

S肌：星n时刻

如果任一TM—Position输入值是不确定的，操作将导致例外。

5．2．3．6TM_Separation

操作。TM—Duration(TM一持续时间)(图5)是一个包括那些操作返回值的数据类型。

相关联，操作将导致例外。

tion是基于TM—OrdinalRe{erenceSystem。

5．2．3．7TM—Duration

TM—Duration(图5)是用于描述时间维长度或距离的数据类型。它有两个子类型。

7408

2005规定的时段持续时间的信息

TM—PeriodDuration(TM一时段持续时间)使用由GB／T

交换格式。它允许用多个时间单位，确切地说是用年、月、日、时、分、秒等表示持续时间。尽管个体值是

可选的，但一个值至少应提供一个单位。

属性：

b)years[0．．1]：characterstring为正整数，后接字符“Y”，指明时段的年数。

c)months[0．．1]：characterstring为正整数，后接字符“M”，指明时段的月数。

d)days[0．．1]：CharacterString为正整数，后接字符“D”，指明时段的日数。

该属性。

10

GB／T22022--2008／ISO19108：2002

f)hours[0．．1]：characterstrlng为正整数，后接字符“H”，指明时段的小时数。

g)minutes[0．．1]：characterstring为正整数，后接字符“M”，指明时段的分钟数。

h)seconds[0．．1]：characterstrlng为正整数，后接字符“s”，指明时段的秒数。

最末位时间单位的值也可以采用非正整数的十进制小数值。

示例：持续时间8日4小时30．7分钟被表示为PSI)T4H307M。

7408

注：尽管在GB／T2005中定义的这种格式用于公历的日期和UTC的时间，TMLPeriodDuration也可以作为

描述长度与距离的数据类型，只要时间位置是基于年、月、日描述日期的日历和用时、分、秒描述时间的时钟。

图5TMDuration

18221

2000规定用于表

此处在UMI．中表示的TM-IntervalLength(TM一间隔长度)是由GB／T

示时间间隔的数据类型。它用一个时间单位的倍数表示持续时间。

属性：

a)unite：characterstring是表示间隔长度度量单位的名称。

}))radix：Integer是一个正整数，是单位因数的底数。

c)factor：Integer是一个整数，是底数的指数。

d)value：Integer是时间间隔的长度，是指定radix。‘“”’的整倍数。

示例：unite一“秒”，radix一10，factor一3，value一7，表示7ms的时间间隔长度(译者注：7xlo‘s)。

5．2．4时间拓扑对象

5．2．4．1概述

拓扑提供有关对象之问在时间域中连通性的信息，有时也提供关于对象在时间域中的顺序信息。

它不提供关于时间位置的信息。拓扑关系通常源于几何信息，然而时间位置的数据有时不能充分表示

拓扑关系，因此，需要拓扑显式地表示。拓扑关系可以派生，但是拓扑仍可在要求显式描述拓扑关系的

应用中使用。

示例：在一个顺序时代中，观测几个事件或状态的顺序是可能的．但是顺序时间参照系不支持为这些事件或状态

赋予不同的时间位置。可以用拓扑单形建立这些事件或状态的模型来描述顺序。

5．2．4．2TM—T—opologicalPrimitive

拓扑单形