一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法

摘要

本发明公开了一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，包括以下步骤：步骤一、数据获取及接口标准化；步骤二、数据操作请求；步骤三、数据操作，具体过程为：步骤301、数据暂存，步骤302、受操作影响数据分析，步骤303、数据结构生成，步骤304、数据缓存，步骤305、数据加密，步骤306、数据存储。本发明方法步骤简单，性能良好，运行稳定，有效防止了数据扩散，应用范围广，使用效果好，便于推广使用。

说明书

技术领域

本发明属于数据库技术领域，具体涉及一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法。

背景技术

随着科学技术的发展，测绘地理信息数据用于信息系统越来越普遍，由于测绘地理信息数据的保密性，政府部门对单机版管理信息系统数据的保密性提出了更高的要求，而目前市场上的手机大多采用的Android、iOS等操作系统，导航仪及电子手簿大多采用WindowsCE操作系统，大多都是通过文件进行管理，数据采用明文存储，这种方式在数据间联系、分析及安全控制方面都较弱，故而限制了地理信息数据在移动端数据库中的应用，而国内甚至国际地理信息产业内，都尚未有解决加密和空间拓展的小型的商用数据库系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其方法步骤简单，性能良好，运行稳定，有效防止了数据扩散，应用范围广，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、数据获取及接口标准化：数据处理设备接收全站仪或航空摄影机采集到的地理信息数据，并传输给移动端设备；移动端设备接收地理信息数据并将空间数据查询函数和空间关系分析函数植入标准的SQL语句中；

步骤二、数据操作请求：移动端设备通过SQL语句连接移动端数据库，进行数据操作请求，内部语法分析模块将SQL语句映射到属性数据操作模块和空间数据操作模块执行SQL语句请求的工作；

步骤三、数据操作，具体过程为：

步骤301、数据暂存：移动端设备调用数据暂存模块对步骤一中新接收到的数据以数据表的形式进行缓存，所述数据表包含数据对象的属性数据和空间数据；

步骤302、受操作影响数据分析：移动端设备调用受操作影响数据分析模块并根据步骤二中完成的SQL语句请求的工作，判断出步骤301中的数据表中所有受操作影响的属性数据和空间数据；

步骤303、数据结构生成：移动端设备调用数据结构生成模块分别生成步骤302中分析出的属性数据和空间数据的数据结构；其中，属性数据的数据结构为B-tree结构，B-tree结构以固定大小的数据块形式向数据文件请求数据，所述数据块的大小为512～65536个字节；空间数据的数据结构为R-tree结构；

步骤304、数据缓存：移动端设备调用数据缓存模块并按照步骤303中的数据结构进行数据缓存；其中，对属性数据通过页面高速缓存执行读、写和缓存数据块，提供回滚和原子提交的抽象，并管理数据文件的锁定；对空间数据通过MBR高速缓存执行读、写和缓存；

步骤305、数据加密：移动端设备调用数据加密模块对属性数据和空间数据进行加密操作；

数据306、数据存储：移动端设备调用数据存储模块将经过步骤305加密后的数据存储到移动端数据库中。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤303中所述数据块的大小为1024个字节。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤304中移动端设备还调用空间数据空间关系分析模块对空间数据几何图形的空间关系进行分析并对分析结果进行存储。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：所述空间数据几何图形的空间关系包括相等、相交、相离、邻接、包含、内含和重合。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤304中移动端设备还调用空间数据空间关系空间分析模块对空间数据几何图形的空间关系进行空间分析并对空间分析结果进行存储。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤304中对空间数据几何图形的空间关系进行空间分析包括缓冲区分析、凸包分析或叠置分析。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤305中移动端设备调用数据加密模块并采用置换盒对属性数据和空间数据进行加密操作。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤305中移动端设备调用数据加密模块对属性数据和空间数据进行加密操作，生成数据页，步骤306中移动端设备调用数据存储模块将步骤305中生成的数据页存储到移动端数据库中。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：步骤305中移动端设备调用数据加密模块对属性数据和空间数据进行加密操作，生成数据页的具体过程为：

步骤Ⅰ、获取用户密码和移动设备硬件码；

步骤Ⅱ、将用户密码通过散列算法进行加密后与移动设备硬件码使用AES256加密算法进行融合，产生加密密钥；

步骤Ⅲ、将加密密钥与属性数据或空间数据采用分页置换算法进行融合，并采用AES256加密算法进行加密。

上述的一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，其特征在于：所述数据处理设备为计算机，所述移动端设备为手机、导航仪或电子手簿。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的移动端数据库是具有国际上先进的加密机制和地理空间分析拓展的小型关系型数据库产品。

2、本发明具备空间运算、空间分析、网络分析、密码加密及小巧等特点，非常适合移动端对空间数据存储和分析应用。

3、本发明资源占用极少，数据处理和空间分析功能却非常强大，为各行各业的信息化建设、地理信息增值应用及服务产业提供了一套完美的数据库解决方案，能够带动各行各业的发展。

4、本发明在不仅解决了地理信息数据在移动端的空间分析及存储，而且结合先进的加密机制对数据加密，有效防止了数据扩散，遏制非法使用者的侵权行为，保护数据生产单位的合法利益。

综上所述，本发明方法步骤简单，性能良好，运行稳定，有效防止了数据扩散，应用范围广，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法，包括以下步骤：

步骤一、数据获取及接口标准化：数据处理设备接收全站仪或航空摄影机采集到的地理信息数据，并传输给移动端设备；移动端设备接收地理信息数据并将空间数据查询函数和空间关系分析函数植入标准的SQL语句中；这样能够使移动端数据库访问具有统一的、简洁的访问接口；

步骤二、数据操作请求：移动端设备通过SQL语句连接移动端数据库，进行数据操作请求，内部语法分析模块将SQL语句映射到属性数据操作模块和空间数据操作模块执行SQL语句请求的工作；

步骤三、数据操作，具体过程为：

步骤301、数据暂存：移动端设备调用数据暂存模块对步骤一中新接收到的数据以数据表的形式进行缓存，所述数据表包含数据对象的属性数据和空间数据；

步骤302、受操作影响数据分析：移动端设备调用受操作影响数据分析模块并根据步骤二中完成的SQL语句请求的工作，判断出步骤301中的数据表中所有受操作影响的属性数据和空间数据；具体实施时，SQL语句为SQL99标准中规定的语句，数据操作为SQL99标准中规定的数据操作，包括：SELECT，从数据库表中检索数据行和列；INSERT，向数据库表添加新数据行；DELETE，从数据库表中删除数据行；UPDATE，更新数据库表中的数据。

步骤303、数据结构生成：移动端设备调用数据结构生成模块分别生成步骤302中分析出的属性数据和空间数据的数据结构；其中，属性数据的数据结构为B-tree结构，B-tree结构以固定大小的数据块形式向数据文件请求数据，所述数据块的大小为512～65536个字节；空间数据的数据结构为R-tree结构；将属性数据在物理上划分成大小相同的块，并在逻辑上划分成一些B-tree，提高了数据查询显示的效率。R-tree由B-tree向多维空间发展生成，用于空间数据结构索引。

步骤304、数据缓存：移动端设备调用数据缓存模块并按照步骤303中的数据结构进行数据缓存；其中，对属性数据通过页面高速缓存(PageCache)执行读、写和缓存数据块，提供回滚和原子提交的抽象，并管理数据文件的锁定；对空间数据通过MBR高速缓存(MBRCache)执行读、写和缓存；

通过对空间数据引入了R-tree和MBRCache，使之能够更有效地进行空间关系分析及空间数据存取。

步骤305、数据加密：移动端设备调用数据加密模块对属性数据和空间数据进行加密操作；

数据306、数据存储：移动端设备调用数据存储模块将经过步骤305加密后的数据存储到移动端数据库中。

本实施例中，步骤303中所述数据块的大小为1024个字节。

本实施例中，步骤304中移动端设备还调用空间数据空间关系分析模块对空间数据几何图形的空间关系进行分析并对分析结果进行存储。

本实施例中，所述空间数据几何图形的空间关系包括相等、相交、相离、邻接、包含、内含和重合。

本实施例中，步骤304中移动端设备还调用空间数据空间关系空间分析模块对空间数据几何图形的空间关系进行空间分析并对空间分析结果进行存储。

本实施例中，步骤304中对空间数据几何图形的空间关系进行空间分析包括缓冲区分析、凸包分析或叠置分析。

本实施例中，步骤305中移动端设备调用数据加密模块并采用置换盒对属性数据和空间数据进行加密操作。

本实施例中，步骤305中移动端设备调用数据加密模块对属性数据和空间数据进行加密操作，生成数据页，步骤306中移动端设备调用数据存储模块将步骤305中生成的数据页存储到移动端数据库中。

本实施例中，步骤305中移动端设备调用数据加密模块对属性数据和空间数据进行加密操作，生成数据页的具体过程为：

步骤Ⅰ、获取用户密码和移动设备硬件码；

步骤Ⅱ、将用户密码通过散列算法进行加密后与移动设备硬件码使用AES256加密算法进行融合，产生加密密钥；

步骤Ⅲ、将加密密钥与属性数据或空间数据采用分页置换算法进行融合，并采用AES256加密算法进行加密。AES256加密算法能快速地加密解密，在各种平台上易于实现，速度快，实现简单，且只需要很少的存储器，它作为新一代数据加密标准，在安全性、代价和算法与实现上都证实了其卓越性能；置换盒的采用，使密文的差分均匀性和线性偏差都达到了较理想的状态，提高了抵御各种攻击的能力，能抵抗所有已知的攻击。

本实施例中，所述数据处理设备为计算机，所述移动端设备为手机、导航仪或电子手簿。

综上所述，本发明将属性数据在物理上划分成缺省1024个字节大小相同的块，逻辑上划分成一些B-tree，使得每个表对应一个B-tree，且空间数据和属性数据作为一条记录存储在同一张表中，提高了数据查询显示的效率。不同类型的数据采用不同的数据处理方式，对于空间矢量数据，引入了动态空间索引R-tree和MBRCache，使之更有效率进行空间关系分析及空间数据存储。数据在底层使用AES256加密，我们在其基础上加入置换盒，将用户密码通过散列算法进行加密后与应用硬件码使用算法融合后产生真正的加密密钥，再与数据采用分页置换算法进行加密，置换盒的采用，使密文的差分均匀性和线性偏差都达到了较理想的状态，提高了抵御各种攻击的能力，能抵抗所有已知的攻击。

本发明的设计符合技术发展需要，性能良好，运行稳定，应用范围广，特别是针对农业规划、林业管理、国土监测、灾害预警、道路交通、土地调查、水污染监测等专业域，在空间数据分析、评价和辅助决策方面有着不可比拟的优势，内嵌的新一代空间数据加密机制，有效地遏制了非法使用者的侵权行为，保护了测绘地理信息数据生产厂商和使用单位的合法利益。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。