Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN ISO 19108:2018 Thông tin địa lý - Lược đồ thời gian

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN ISO 19108:2018

ISO 19108:2002

THÔNG TIN ĐỊA LÝ- LƯỢC ĐỒ THỜI GIAN

Geographic information - Temporal schema

MỤC LỤC

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Sự phù hợp

2.1  Các lớp và các yêu cầu phù hợp

2.2  Lược đồ ứng dụng cho truyền dữ liệu

2.3  Lược đồ ứng dụng cho các thao tác dữ liệu

2.4  Danh mục đối tượng địa lý

2.5  Yêu cầu kỹ thuật của các phần tử siêu dữ liệu

2.6  Siêu dữ liệu cho tập dữ liệu

3  Tài liệu viện dẫn

4  Thuật ngữ, định nghĩa và các từ viết tắt

4.1  Thuật ngữ và định nghĩa

4.2  Các từ viết tắt

5  Lược đồ khái niệm về các khía cạnh thời gian của thông tin địa lý

5.1  Cấu trúc của lược đồ

5.2  Hình học của thời gian

5.2.1  Thời gian là một chiều

5.2.2  Đối tượng thời gian

5.2.3  Nguyên thủy hình học thời gian

5.2.4  Đối tượng topo thời gian

5.3  Các hệ quy chiếu thời gian

5.3.1  Các kiểu hệ quy chiếu thời gian

5.3.2  Lịch và đồng hồ

5.3.3  Các hệ tọa độ thời gian

5.3.4  Các hệ tham chiếu thời gian thứ tự

5.4  Vị trí thời gian

5.4.1  Giới thiệu

5.4.2  TM_Position

5.4.3  TM_TemporalPosition

5.4.4  Vị trí tham chiếu đến lịch và đồng hồ

5.4.5  Vị trí tham chiếu đến một hệ tọa độ thời gian

5.4.6  Vị trí tham chiếu đến hệ tham chiếu thời gian thứ tự

5.5  Thời gian và các hợp phần của thông tin địa lý

5.5.1  Các khía cạnh thời gian của các hợp phần thông tin địa lý

5.5.2  Thuộc tính đối tượng thời gian

5.5.3  Các thao tác đối tượng thời gian

5.5.4  Thời gian và các liên kết đối tượng

5.5.5  Các phần tử siêu dữ liệu thời gian

Phụ lục A

A.1  Lược đồ ứng dụng cho truyền dữ liệu

A.2  Lược đồ ứng dụng cho dữ liệu với các phép toán

A.3  Danh mục đối tượng

A.4  Yêu cầu kỹ thuật các phần tử siêu dữ liệu

A.5  Siêu dữ liệu cho tập dữ liệu

Phụ lục B

B.1  Các thuộc tính đối tượng thời gian

B.1.1  TM_GeometricPrimitive là kiểu dữ liệu

B.1.2  TM_GeometricPrimitive là thuộc tính thời gian

B.1.3  TM_TopologicalComplex là thuộc tính

B.1.4  Các giá trị thuộc tính tuần hoàn

B.2  Các liên kết đối tượng thời gian

B.2.1  Các liên kết thời gian đơn

B.2.2  Kế tiếp đối tượng

B.3  Các liên kết đối tượng với đặc điểm thời gian

Phụ lục C

C.1  Siêu dữ liệu cho hệ quy chiếu thời gian

Phụ lục D

D.1  Cấu trúc bên trong các lịch

D.2  Mô tả lịch

D.3  Ví dụ

D.3.1  Lịch Julian

D.3.2  Lịch Nhật Bản hiện đại

D.3.3  Lịch Babylon cổ đại

D.3.4  Lịch hệ thống định vị toàn cầu

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN ISO 19108:2018 hoàn toàn tương đương ISO 19108:2002 và Đính chính kỹ thuật 1:2006.

TCVN ISO 19108:2018 do Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này định nghĩa các khái niệm chuẩn cần thiết để mô tả các đặc tính thời gian của thông tin địa lý được trừu tượng hóa từ thế giới thực. Đặc điểm thời gian của thông tin địa lý bao gồm các thuộc tính đối tượng, các thao tác đối tượng, các liên kết đối tượng, và các phần tử siêu dữ liệu có giá trị trong miền thời gian.

Các ứng dụng phổ biến của máy tính và hệ thống thông tin địa lý đã làm cho việc phân tích dữ liệu không gian địa lý trong nhiều lĩnh vực ngày càng được phát triển. Thông tin địa lý không chỉ giới hạn trong không gian ba chiều. Nhiều hệ thống thông tin địa lý yêu cầu dữ liệu kèm theo phải có đặc tính thời gian. Một lược đồ khái niệm chuẩn hóa các đặc tính thời gian sẽ mở rộng khả năng sử dụng thông tin địa lý trong một số ứng dụng như mô hình giả định và dự báo.

Cũng như trong vật lý cơ bản, thời gian là yếu tố được quan tâm trong tất cả các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật. Nhiều khái niệm mô tả trong Tiêu chuẩn này cũng được áp dụng ngoài lĩnh vực thông tin địa lý. ISO/TC 211 không hướng tới phát triển các tiêu chuẩn độc lập mô tả về thời gian, nhưng Ủy ban kỹ thuật tin rằng đây là tiêu chuẩn cần thiết để chuẩn hóa cách mô tả các đặc tính thời gian của tập dữ liệu địa lý và các đối tượng địa lý. Hệ thống thông tin địa lý, các nhà phát triển phần mềm và người sử dụng sử dụng lược đồ này để cung cấp các cấu trúc dữ liệu thời gian hợp chuẩn.

Trong lịch sử, đặc tính thời gian của các đối tượng đã được coi là thuộc tính chủ đề của đối tượng. Ví dụ, đối tượng địa lý "Toà nhà" có thể có thuộc tính "ngày xây dựng". Tuy nhiên, việc dùng hàm thời gian để mô tả đối tượng ngày càng tăng. Điều này có thể hỗ trợ với mức độ giới hạn khi thời gian được xử lý độc lập với không gian. Hàm này có thể được hỗ trợ ở một phạm vi hẹp khi thời gian độc lập với không gian. Ví dụ, đường đi của một thực thể có thể được biểu thị bằng một tập hợp các đối tượng được gọi là "Way point", chứa một thuộc tính thời gian tại vị trí đối tượng đó đã đi qua. Diễn biến về thời gian có thể được mô tả dễ dàng hơn nếu chiều thời gian được kết hợp với các chiều không gian. Do đó, một đối tượng có thể được biểu diễn dưới dạng một đối tượng không gian - thời gian. Ví dụ, đường đi của một đối tượng di chuyển có thể được biểu diễn là một đường cong được mô tả bởi các tọa độ x, y, t. Tiêu chuẩn quốc tế này đã được xây dựng để chuẩn hóa việc sử dụng thời gian trong các thuộc tính đối tượng. Mặc dù nó không mô tả sự kết hợp tọa độ không gian và thời gian của đối tượng hình học, nhưng nó được thể hiện bằng văn bản để thiết lập cơ sở cho một chuẩn tương lai thuộc bộ tiêu chuẩn ISO 19100.

THÔNG TIN ĐỊA LÝ - LƯỢC ĐỒ THỜI GIAN

Geographic information - temoral schema

Thông tin địa lý - Lược đồ thời gian

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này định nghĩa các khái niệm sử dụng để mô tả đặc tính thời gian của thông tin địa lý. Tiêu chuẩn này phụ thuộc vào các chuẩn công nghệ thông tin hiện hành về việc trao đổi thông tin theo thời gian. Tiêu chuẩn này cung cấp cơ sở cho việc xác định các thuộc tính đối tượng thời gian, phép toán đối tượng, các liên kết đối tượng, và xác định các khía cạnh thời gian của siêu dữ liệu thông tin địa lý. Do Tiêu chuẩn này liên quan với các đặc tính thời gian của thông tin địa lý khi chúng được trừu tượng hóa từ thế giới thực, thời gian hợp lệ là trọng tâm xem xét, thay vì thời gian giao tác.

2  Sự phù hợp

2.1  Các lớp và các yêu cầu phù hợp

Tiêu chuẩn này định nghĩa năm lớp phù hợp, phụ thuộc vào bản chất của các mục kiểm tra.

2.2  Lược đồ ứng dụng cho truyền dữ liệu

Để phù hợp với Tiêu chuẩn này, một lược đồ ứng dụng cho truyền dữ liệu phải đáp ứng các yêu cầu thuộc khoản A.1 của Bộ thử nghiệm rút gọn trong Phụ lục A

2.3  Lược đồ ứng dụng cho các thao tác dữ liệu

Để phù hợp với Tiêu chuẩn này, một lược đồ ứng dụng hỗ trợ các phép toán trên dữ liệu phải đáp ứng các yêu cầu thuộc khoản A.2 của Bộ thử nghiệm rút gọn trong Phụ lục A.

2.4  Danh mục đối tượng địa lý

Để đáp ứng với Tiêu chuẩn này, một danh mục đối tượng địa lý phải thỏa mãn các yêu cầu thuộc khoản A.3 của Bộ thử nghiệm rút gọn trong Phụ lục A.

2.5  Yêu cầu kỹ thuật của các phần tử siêu dữ liệu

Để phù hợp với Tiêu chuẩn này, một yêu cầu kỹ thuật siêu dữ liệu phải đáp ứng các yêu cầu thuộc khoản A.4 của Bộ thử nghiệm rút gọn trong Phụ lục A.

2.6  Siêu dữ liệu cho tập dữ liệu

Để phù hợp với Tiêu chuẩn này, siêu dữ liệu cho một tập dữ liệu phải đáp ứng các yêu cầu thuộc khoản A.5 của Bộ thử nghiệm rút gọn trong Phụ lục A

3  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng Tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có). Các thành viên của ISO và IEC duy trì đăng ký Tiêu chuẩn quốc tế hiện đang có hiệu lực.

ISO 31-1: 1992, Đại lượng và đơn vị - Phần 1: Không gian và thời gian

ISO 1000: 1992, Các đơn vị SI và khuyến nghị cho việc sử dụng các bội số của chúng và của một số đơn vị khác

TCVN ISO 8601:2000, Phần tử dữ liệu và dạng thức trao đổi - Trao đổi thông tin - Biểu diễn thời gian

ISO/IEC 11404: 1996, Công nghệ thông tin - Ngôn ngữ lập trình, môi trường và giao diện phần mềm hệ thống - Ngôn ngữ - kiểu dữ liệu độc lập

TCVN ISO/TS 19103: ^-1), Thông tin địa lý - Ngôn ngữ lược đồ khái niệm

TCVN ISO 19107: ^-1), Thông tin địa lý - Lược đồ không gian

TCVN ISO 19109:^-1), Thông tin địa lý - Các quy tắc đối với lược đồ ứng dụng

ISO 19110: ^-1), Thông tin địa lý - Phương pháp lập danh mục đối tượng

TCVN ISO 19111:^-1), Thông tin địa lý - Quy chiếu không gian bằng tọa độ

TCVN ISO 19115:^-1), Thông tin địa lý - Siêu dữ liệu

4  Thuật ngữ, định nghĩa và các từ viết tắt

4.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

4.1.1  lịch

hệ quy chiếu theo thời gian riêng biệt cung cấp cơ sở để xác định vị trí thời gian đối với sự phân bố thời gian của một ngày

4.1.2  niên đại

chuỗi các các khoảng thời gian của một trong các kiểu được sử dụng trong một lịch, được tính từ một sự kiện xác định

4.1.3  UTC

Giờ quốc tế

thang đo thời gian do Văn phòng Cân đo Quốc tế và Cơ quan giám sát chuyển động quay của Trái đất (IERS) duy trì tạo nên cơ sở thống nhất đồng bộ về tần số và thời gian chuẩn.

[ITU-R Rec.TF.686-1 (1997)].

4.1.4  ngày

Khoảng thời gian trên danh nghĩa tương đương với chu kỳ thời gian trái đất quay quanh trục của nó.

4.1.5  cạnh

nguyên thủy topo 1 chiều

[ISO 19107]

CHÚ THÍCH: Phép thể hiện hình học của cạnh là một đường cong. Đường bao cạnh là tập của một hoặc hai nút liên quan đến cạnh trong phức hợp hình học topo.

4.1.6  sự kiện

hành động xảy ra tại một thời điểm

4.1.7  đối tượng địa lý

sự trừu tượng hóa sự vật, hiện tượng trong thế giới thực [ISO 19101]

CHÚ THÍCH  Một đối tượng địa lý có thể xuất hiện là một kiểu hoặc một thực thể. Kiểu đối tượng hay thực thể chỉ được sử dụng khi chỉ có một nghĩa.

4.1.8  liên kết đối tượng

Mối quan hệ liên kết các thực thể của một kiểu đối tượng với các thực thể của cùng hoặc khác kiểu đối tượng [ISO 19110]

CHÚ THÍCH 1  Liên kết đối tượng có thể xảy ra là một kiểu hoặc một thực thể. Kiểu liên kết đối tượng hoặc thực thể liên kết đối tượng được sử dụng khi chỉ có một ý nghĩa.

CHÚ THÍCH 2  liên kết đối tượng bao gồm tập hợp các đối tượng.

4.1.9  thuộc tính đối tượng

đặc tính của đối tượng

[ISO 19101]

CHÚ THÍCH thuộc tính đối tượng có tên, kiểu dữ liệu và một miền giá trị liên quan đến nó.

4.1.10  phân chia đối tượng

Kế tiếp đối tượng, trong đó đối tượng có trước được thay thế bằng hai hoặc nhiều thực thể đối tượng khác biệt của cùng kiểu đối tượng

VÍ DỤ Một thực thể của kiểu đối tượng "thửa đất" được thay thế bằng hai thực thể cùng kiểu khi thửa đất được chia một nhỏ cách hợp pháp.

4.1.11  hợp nhất đối tượng

Kế tiếp đối tượng mà trong đó hai hay nhiều thực thể có trước của một kiểu đối được thay thế bởi một thực thể của cùng kiểu đối tượng

VÍ DỤ  Hai thực thể của kiểu đối tượng địa lý “đồng cỏ” được thay thế bởi một thực thể khi hàng rào giữa các đồng cỏ được bỏ ra.

4.1.12  thao tác đối tượng

Thao tác mà tất cả các thực thể của kiểu đối tượng có thể thực hiện được [ISO 19110]

VÍ DỤ Một thao tác được thực hiện trên một "đập" nhằm nâng cao đập. Kết quả của thao tác này là nâng chiều cao của "đập" và mực nước trong "hồ chứa".

CHÚ THÍCH  thao tác đối tượng cung cấp cơ sở để định nghĩa kiểu đối tượng.

4.1.13  thay thế đối tượng

Kế tiếp đối tượng mà trong đó một thực thể đối tượng được thay thế bởi thực thể đối tượng khác có cùng hoặc khác kiểu đối tượng

VÍ DỤ Một thực thể của kiểu đối tượng địa lý “tòa nhà” được xóa và thay thế bởi một thực thể của kiểu đối tượng địa lý “bãi đỗ xe.”

4.1.14  Kế tiếp đối tượng

thay thế một hoặc nhiều thực thể đối tượng bằng các thực thể đối tượng khác, khiến cho các thực thể đối tượng đầu tiên chấm dứt tồn tại

4.1.15  nguyên thủy hình học

đối tượng hình học biểu thị một phần tử đơn, kết nối, đồng nhất của không gian [ISO 19107]

CHÚ THÍCH  nguyên thủy hình học là đối tượng không bị phân tách mà thể hiện thông tin về hình thể hình học. Chúng bao gồm điểm, đường cong, bề mặt và khối.

4.1.16  lịch Gregorian

lịch sử dụng chung; lần đầu tiên được đưa ra vào năm 1582 để xác định năm gần sát với dương lịch hơn lịch Julian [được điều chỉnh từ ISO 8601: 2000]

CHÚ THÍCH 1  Sự ra đời của lịch Gregorian bao gồm việc hủy bỏ các điểm không chính xác lũy kế của lịch Julian. Trong lịch Gregorian, năm dương lịch là một năm thường hoặc là một năm nhuận, mỗi năm được chia thành 12 tháng nối tiếp.

4.1.17  tức thời

nguyên thủy hình học 0-chiều thể hiện vị trí theo thời gian

CHÚ THÍCH: hình học theo thời gian được đề cập trong 5.2.

4.1.18  thang khoảng giá trị

thang với gốc tùy ý có thể được sử dụng để biểu diễn thứ tự các giá trị và cả khoảng cách giữa các giá trị

CHÚ THÍCH: tỷ lệ các giá trị đo trên một thang khoảng giá trị không có ý nghĩa.

4.1.19  ngày Julian

Số ngày Julian cộng với phần thập phân của ngày đã trôi qua kể từ 12 giờ

4.1.20  số ngày Julian

số ngày trôi qua kể từ 12 giờ trưa giờ Greenwich ngày 1 tháng 1 năm 4713 trước công nguyên theo lịch tiên đoán Julian

4.1.21  tuổi thọ

Khoảng thời gian mà trong đó một cái gì đó tồn tại

CHÚ THÍCH  Tuổi thọ có hiệu lực khoảng thời gian mà một đối tượng tồn tại trong thực tế được mô hình hóa. Thời gian tiến trình của tuổi thọ là khoảng thời gian một đối tượng cơ sở dữ liệu được đưa vào cơ sở dữ liệu.

4.1.22  tháng

Khoảng thời gian xấp xỉ bằng với thời gian tiên đoán của một vòng chu kỳ mặt trăng

CHÚ THÍCH  Thời gian của một tháng là một số nguyên các ngày, số ngày trong một tháng được xác định bởi các qui tắc của lịch cụ thể.

4.1.23  nút

Hình học nguyên thủy topo 0-chiều [ISO 19107]

CHÚ THÍCH đường bao của một nút là tập rỗng.

4.1.24  kỷ nguyên thứ tự

một trong một tập các khoảng thời gian có tên gọi được sắp xếp theo thời gian

4.1.25  thang đo thứ tự

Thang đo cung cấp cơ sở cho việc đo lường chỉ mang tính vị trí tương đối của một đối tượng

4.1.26  hệ tham chiếu thời gian thứ tự

hệ tham chiếu thời gian kết hợp các kỷ nguyên thứ tự

4.1.27  khoảng thời gian

nguyên thủy hình học 1-chiều biểu thị phạm vi thời gian

CHÚ THÍCH: Một khoảng thời gian được giới hạn bởi hai vị trí thời gian khác nhau

4.1.28  chu kỳ thời gian

Khoảng thời gian của một chu kỳ [chấp nhận ISO 31-2:1992]

4.1.29  điểm

nguyên thủy hình học 0-chiều, biểu thị một vị trí [ISO 19107]

CHÚ THÍCH  ranh giới của một điểm là tập rỗng.

4.1.30  tọa độ thời gian

khoảng cách từ gốc của thang khoảng giá trị được sử dụng là cơ sở cho hệ tọa độ thời gian

4.1.31  hệ tọa độ thời gian

hệ tham chiếu thời gian dựa trên một thang khoảng giá trị với khoảng cách được đo là bội số của một đơn vị thời gian đơn lẻ

4.1.32  liên kết đối tượng thời gian

Mối liên kết đối tượng được đặc trưng bởi một tham chiếu đến thời gian hoặc một ràng buộc về thời gian

4.1.33  phép toán đối tượng thời gian

Phép toán đối tượng được quy định như một hàm của thời gian

4.1.34  vị trí thời gian

vị trí tương đối so với hệ quy chiếu thời gian

4.1.35  hệ quy chiếu thời gian   

hệ quy chiếu mà dựa vào đó thời gian được đo lường

4.1.36  phức hợp topo

tập hợp các nguyên thủy topo khép kín theo các hoạt động ranh giới [ISO 19107]

CHÚ THÍCH: “đóng với các phép toán đường biên” nghĩa là nếu nguyên thủy topo nằm trong phức hợp topo thì đối tượng đường bao của chúng cũng sẽ nằm trong phức hợp topo đó.

4.1.37  đối tượng topo nguyên thủy

đối tượng topo biểu thị phần tử đơn lẻ và đồng nhất [ISO 19107]

CHÚ THÍCH: Một nguyên thủy topo tương đương với phần bên trong của nguyên thủy hình học có cùng kích thước trong một phép thể hiện hình học.

4.1.38  thời gian tiến trình

thời gian mà một sự kiện được đưa vào cơ sở dữ liệu hiện tại và có thể khai thác [Jensen et al. (1994)]

4.1.39  thời gian hợp lệ

Thời gian mà một sự kiện đúng trong mô hình thực tế [Jensen et al. (1994)]

4.2  Các từ viết tắt

Để phục vụ các mục đích của Tiêu chuẩn này, các từ viết tắt sau đây áp dụng.

AD Sau công nguyên

BC Trước công nguyên

GPS Hệ thống định vị toàn cầu

TOW Thời gian trong tuần

UML Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất

UTC Giờ quốc tế

WN Số hiệu tuần

5  Lược đồ khái niệm về các khía cạnh thời gian của thông tin địa lý

5.1  Cấu trúc lược đồ

Điều khoản này thể hiện một lược đồ khái niệm mô tả các khía cạnh thời gian của thông tin địa lý. Các lược đồ được quy định tại Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (UML) [Nhóm quản lý đối tượng (1999)]. TSO/TS 19103 mô tả cách thức mà UML được sử dụng trong bộ tiêu chuẩn này. Ba khía cạnh chính của một lớp UML là các thuộc tính, phép toán và các liên kết. Lược đồ này sử dụng cả ba khía cạnh. Lược đồ này là một mô hình trừu tượng và để phù hợp với Tiêu chuẩn này, việc thực hiện lược đồ sẽ cung cấp những khả năng mà các phần tử của mô hình trừu tượng mô tả, nhưng không cần phải thực hiện các khả năng này theo cùng một cách. Lược đồ bao gồm hai gói (xem Hình 1). Các gói đối tượng thời gian (mô tả trong 5.2) xác định các đối tượng hình học và topo thời gian được sử dụng như các giá trị cho các đặc tính thời gian của các đối tượng và các tập dữ liệu. Các điểm thời gian của một đối tượng được quy định trong mối quan hệ với một hệ quy chiếu thời gian. Các gói hệ quy chiếu thời gian (5.3, 5.4) cung cấp các phần tử để mô tả hệ quy chiếu thời gian.

Điều 5.5 mô tả các khái niệm quy định tại 5.2 đến 5.4 sẽ được sử dụng trong ngữ cảnh thông tin địa lý như thế nào.

Tên của các lớp UML định nghĩa trong bộ tiêu chuẩn ISO 19100 bắt đầu với một tiền tố hai chữ cái tiếp theo một gạch dưới để xác định các tiêu chuẩn cụ thể, và có thể là gói, trong đó chúng được xác định. TM được sử dụng để xác định các lớp được định nghĩa trong Tiêu chuẩn này.

Hình 1: Cấu trúc lược đồ thời gian

5.2  Hình học của thời gian

5.2.1  Thời gian là một chiều

Thời gian là một chiều tương tự với bất kỳ các chiều không gian. Giống như không gian, thời gian có dạng hình học và topo. Một điểm trong thời gian chiếm một vị trí có thể được xác định trong mối quan hệ với một hệ quy chiếu thời gian. Khoảng cách có thể đo được.Tuy nhiên không giống như không gian, thời gian có một chiều duy nhất - hệ quy chiếu thời gian cũng tương tự các hệ quy chiếu tuyến tính được sử dụng để mô tả vị trí không gian cho một số loại ứng dụng. Mặc dù thời gian có hướng tuyệt đối - với chuyển động thời gian luôn luôn hướng về phía trước - thời gian có thể được đo lường theo hai hướng.

CHÚ THÍCH  Mặc dù thời gian luôn luôn có tính chất hình học và topo ở mức khái niệm, đôi khi nó có thể hoặc mong muốn để mô tả riêng hình học, hoặc riêng topo. Thời gian được đo bằng hai kiểu thang đo, thứ tự và khoảng cách. Một thang đo thứ tự cung cấp thông tin về vị trí tương đối trong thời gian, trong khi thang đo khoảng giá trị cung cấp một cơ sở cho khoảng thời gian đo.

5.2.2  Đối tượng thời gian

Đối tượng hình học và topo thời gian sẽ được sử dụng như là các giá trị của đặc tính thời gian của các đối tượng và các tập dữ liệu. Xem giải thích và ví dụ tại mục 5.5 và Phụ lục B. TM_Object (xem Hình 2) là một lớp trừu tượng có hai lớp con. TM_Primitive là một lớp trừu tượng đại diện cho một phần tử hình học hay topo của thời gian không tách rời. Có hai lớp con của TM_Primitive.

TM_GeometricPrimitive (5.2.3) cung cấp thông tin về vị trí thời gian.

TM_TopologicalPrimitive (5.2.4.2) cung cấp thông tin về kết nối trong thời gian.

TM_Complex là một tập hợp của TM_Primitives. TM_TopologicalComplex (5.2.4.5) là các lớp con duy nhất của TM_Complex được xác định trong tiêu chuẩn này; nó là một tập hợp các kết nối TM_TopoIogicalPrimitives.

Hình 2: Đối tượng thời gian

5.2.3  Nguyên thủy hình học thời gian

5.2.3.1  Các lớp nguyên thủy hình học thời gian

Hai nguyên thủy hình học trong chiều thời gian là thời điểm tức thời và quãng thời gian. Những nguyên thủy này được xác định theo phương pháp phân tích trong trường hợp thời gian được đo dựa trên thang khoảng giá trị và tương tự trong trường hợp thời gian đo dựa trên thang đo thứ tự. TM_GeometricPrimitive là một lớp trừu tượng với hai lớp con, TM_lnstant đại diện cho một tức thời và TM_Period đại diện cho một giai đoạn (xem hình 3). TM_GeometricPrimitive kế thừa từ TM_Primitive phụ thuộc vào các giao diện TM_Order, và cũng có một sự phụ thuộc vào các giao diện TM_Separation. Khuôn mẫu «uses» trong sự phụ thuộc có nghĩa là lớp có thể hỗ trợ bất kỳ phép toán được xác định cho giao diện, nhưng không nhất thiết hỗ trợ tất cả chúng.

Hình 3 - Nguyên thủy hình học thời gian

5.2.3.2  TM_lnstant

Tức thời là nguyên thủy hình học 0 - chiều thể hiện vị trí trong thời gian. Nó tương đương với một điểm trong không gian. Trong thực tế, tức thời là một khoảng thời gian có thời gian nhỏ hơn độ phân giải của thước đo thời gian.

Các thuộc tính:

TM_lnstant có một thuộc tính.

a) position:TM_TemporalPosition sẽ cung cấp vị trí của TM_lnstant. TM_TemporalPosition sẽ được liên kết với một hệ quy chiếu thời gian duy nhất, như quy định trong mục 5.3. Một trường hợp của TM_lnstant là một đối tượng nhận dạng, trong khi một thể hiện của TM_TemporalPosition là một giá trị dữ liệu. Các TM_TemporalPosition của một TM_lnstant nhất định có thể được thay thế bởi một TM_TemporalPosition tương đương liên kết với một hệ quy chiếu thời gian khác nhau.

5.2.3.3  TM_Period

Khoảng thời gian là nguyên thủy hình học một chiều, thể hiện phạm vi trong thời gian. Giai đoạn tương đương với một đường cong trong không gian. Giống như một đường cong, nó được giới hạn bằng một điểm bắt đầu và điểm kết thúc (thời điểm tức thời), và có độ dài (khoảng thời gian). Vị trí của nó trong thời gian được mô tả bởi các vị trí theo thời gian của tức thời bắt đầu và kết thúc; độ dài của nó bằng khoảng cách thời gian giữa hai vị trí thời gian. Vì không thể đo khoảng thời gian trên một thang đo thứ tự, do đó, một thời điểm tức thời không thể phân biệt được với một khoảng thời gian trên cơ sở này. Trên thực tế, thời gian mà một sự kiện đơn lẻ xảy ra có thể được coi như thời điểm tức thời khi thời gian được đo trên một thang đo thứ tự. Một loạt các sự kiện liên tiếp chiếm một khoảng thời gian, đó là một giai đoạn thời gian. Thuật ngữ giai đoạn thường được áp dụng cho chuỗi các sự kiện có tính chất đặc thù chung.

Các liên kết:

a) Các liên kết khởi đầu TM_Period đến TM_Instant tại điểm nó bắt đầu.

b) Các liên kết cuối TM_Period đến TM_Instant tại điểm nó kết thúc.

Vì nhiều lý do, vị trí của các TM_lnstant có thể được thiết kế tại điểm bắt đầu hoặc điểm kết thúc. Tham khảo mục 5.4.3 về thời điểm thời gian không xác định.

Ràng buộc:

{self.begin.position < self.end.position} thời điểm khởi đầu của thời kỳ phải nhỏ hơn (tức là sớm hơn) thời điểm kết thúc của thời kỳ.

5.2.3.4  TM_Order

TM_GeometricPrimitives kế thừa một sự phụ thuộc vào TM_Order từ TM_Primitive. TM_Order cung cấp một phép toán để xác định vị trí của TM_Primitive này tương đối với TM_Primitive khác.

Phép toán:

relativePosition (khác : TM_Primitive):

TM_RelativePosition phải chấp nhận một TM_Primitive khác như đầu vào và trả về một giá trị cho TM_RelativePosition như quy định trong 5.2.3.5.

5.2.3.5  TM_RelativePosition

Giá trị cho các vị trí tương đối được cung cấp bởi các kiểu dữ liệu liệt kê TM_RelativePosition (xem hình 4) và được dựa trên 13 mối liên hệ thời gian xác định bởi Allen (1983). Đối với TM_Primitives, các phép toán TM_Order.relativePosition phải khai báo một giá trị của TM_RelativePosition như sau:

a) Nếu cả TM_Primitive và khác là TM_Instants, các thao tác sẽ phải khai báo một giá trị cho TM_RelativePosition như sau:

Returns:                If:

Before self.           position < other.position

Equals self.          position = other.position

After                     self.position>other.position

b) Nếu TM_Primitive là một TM_Period và khác với TM_Instant, phép toán sẽ trả về một giá trị cho TM_RelativePosition như sau:

Returns: If:

Before self.end.position < other.position

EndedBy self.end.position = other.position

Contains self.begin.position < other.position AND self.end.position > other.position

BegunBy self.begin.position = other.position

After self.begin.position > other.position

c) Nếu TM_Primitive này là TM_Instant và khác TM_Period, các phép toán sẽ trả về một giá trị cho TM_RelativePosition như sau:

Hình 4: TM_RelativePosition

d) Nếu cả TM_Primitive và khác là TM_Periods, phép toán phải trả lại một giá trị cho TM_RelativePosition như sau:

Phép toán này sẽ tạo ra ngoại lệ nếu có giá trị đầu vào của TM_TemporalPosition là không xác định

5.2.3.6  TM_Separation

TM_GeometricPrimitive cũng phụ thuộc vào các giao diện TM_Separation, trong đó cung cấp các phép toán để tính chiều dài và khoảng cách. TM_Duration (xem hình 5) là một kiểu dữ liệu có chứa giá trị khai báo cho những phép toán đó.

a) length(): TM_Duration phải khai báo khoảng thời gian của TM_GeometricPrimitive này. Độ dài của một TM_Instant là số 0 theo định nghĩa. Khi TM_GeometricPrimitive là TM_Period, các phép toán phải khai báo khoảng cách giữa các thời điểm do TM_Period.begin và TM_Period.end cung cấp. Phép toán này nên đưa ra một ngoại lệ nếu giá trị của một trong hai TM_TemporalPosition là không xác định, hoặc nếu TM_TemporalPositions được tham chiếu đến một TM_OrdinalReferenceSystem.

b) distance (other:TM_GeometricPrimitive): TM_Duration phải khai báo khoảng cách từ TM_GeometricPrimitive này đến một TM_GeometricPrimitive khác, tức là giá trị tuyệt đối của sự khác biệt giữa các thời điểm. Khoảng cách là khoảng cách giữa hai TM_TemporalPositions gần nhất của hai TM_GeometricPrimitives. Nếu một trong hai TM_GeometricPrimitive được kết nối, trùng lên nhau, hoặc nằm trong nhau, các phép toán sẽ khai báo giá trị bằng không. Các phép toán có thể có một ngoại lệ nếu: (1) một trong hai TM_TemporalPositions là không xác định, (2) các TM_TemporalPositions là không được liên kết với cùng TM_ReferenceSystem, hoặc (3) không TM_ TemporalPosition được liên kết với một TM_Ordinal ReferenceSystem.

5.2.3.7  TM_Duration

TM_Duration (xem hình 5) là một kiểu dữ liệu được sử dụng để mô tả khoảng thời gian hoặc khoảng cách trong chiều thời gian. Nó có hai phân nhóm. TM_PeriodDuration sử dụng định dạng theo quy định của tiêu chuẩn ISO 8601 để trao đổi thông tin khoảng thời gian của một giai đoạn. Nó cho phép khoảng thời gian được biểu diễn theo nhiều đơn vị thời gian, cụ thể là năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây. Mặc dù giá trị riêng là tùy chọn, ít nhất một đơn vị sẽ được quy định cho giá trị đó.

Các thuộc tính:

a, Chỉ định: CharacterString = P là một phần tử bắt buộc mà chỉ định rằng các đặc điểm sau đây đại diện cho khoảng thời gian của một giai đoạn.

b, năm [0 .. 1]: Xâu ký tự là một số nguyên dương, tiếp theo là các ký tự "Y" chỉ ra số năm trong giai đoạn.

c, tháng [0 .. 1]: Xâu ký tự là một số nguyên dương theo sau là ký tự "M" chỉ ra số tháng trong giai đoạn.

d, ngày [0 .. 1]: Xâu ký tự là một số nguyên dương theo sau là ký tự "D" chỉ ra số ngày trong giai đoạn.

e, chỉ thị thời gian [0 .. 1]: Xâu ký tự = "T" sẽ phải tính đến khi dãy bao gồm các giá trị cho các đơn vị ít hơn một ngày.

f, giờ [0 .. 1]: Xâu ký tự là một số nguyên dương theo sau là ký tự "H" mà chỉ ra số giờ trong giai đoạn.

g, phút [0 .. 1]: Xâu ký tự là một số nguyên dương theo sau là ký tự "M" mà chỉ ra số phút trong giai đoạn.

h, giây [0 .. 1]: Xâu ký tự là một số nguyên dương theo sau là ký tự “S” mà chỉ ra số giây trong giai đoạn.

Giá trị cho các đơn vị ngoài cùng bên phải có thể được thể hiện như một phần thập phân dương chứ không phải là một số nguyên dương.

VÍ DỤ Một khoảng thời gian năm ngày, bốn giờ và 30,7 phút được biểu diễn là P5DT4H30.7M.

CHÚ THÍCH Mặc dù định dạng này được định nghĩa trong ISO 8601 để sử dụng với số ngày trong lịch Gregory XIII và thời gian vào UTC, TM_PeriodDuration có thể được sử dụng như các kiểu dữ liệu để biểu diễn chiều dài hoặc bất cứ khi nào các vị trí thời gian được tham chiếu đến một lịch mô tả ngày trong điều kiện của năm, tháng, ngày và một đồng hồ mô tả thời gian trong giờ, phút và giây.

Hình 5 - TM_Duration

TM_IntervalLength là một kiểu dữ liệu theo quy định của ISO /IEC 11404 về các khoảng thời gian, thể hiện trong UML. Nó hỗ trợ việc biểu thị khoảng thời gian trong các nhiều đơn vị thời gian riêng lẻ được xác định.

Các thuộc tính:

a) Đơn vị: CharacterString là tên của các đơn vị đo lường được sử dụng để diễn tả chiều dài của khoảng thời gian.

b) Số: Integer là một số nguyên dương là số hệ số của đơn vị.

c) Hệ số: Integer là một số nguyên là số mũ của cơ số.

d) Giá trị: Integer là chiều dài của khoảng thời gian bằng một số nguyên của một số (-thừa số) của các đơn vị quy định.

VÍ DỤ

Unit = "giây," số = 10, hệ số = 3, giá trị = 7 xác định chiều dài khoảng thời gian 7 giây.

5.2.4  Đối tượng topo thời gian

5.2.4.1  Giới thiệu

Topo cung cấp thông tin về kết nối giữa các đối tượng về mặt thời gian, và có thể cung cấp ngẫu nhiên thông tin về trình tự xảy ra của các đối tượng về mặt thời gian. Nó không cung cấp thông tin về vị trí theo thời gian. Mối quan hệ topo thường có thể bắt nguồn từ thông tin hình học. Tuy nhiên, dữ liệu về vị trí thời gian đôi khi không đủ để làm điều này, vì vậy cấu trúc liên kết cần phải được mô tả một cách rõ ràng. Topo cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu mô tả mối quan hệ topo một cách rõ ràng, mặc dù chúng có thể được tính toán từ đó.

VÍ DỤ ở đây có thể quan sát thứ tự của một số các sự kiện hay các trạng thái trong một thời kỳ thứ tự đơn lẻ, nhưng thứ tự trong hệ tham chiếu thời gian không hỗ trợ phân phối các vị trí thời gian riêng biệt với những sự kiện hay các trạng thái này. Thứ tự có thể được mô tả bằng mô hình các sự kiện hay các trạng thái với nguyên thủy topo.

5.2.4.2  TM_TopologicalPrimitive

Một nguyên thủy topo đại diện cho một phần tử đơn không phân tích được của topo và mối quan hệ với nguyên thủy topo khác trong một phức hợp topo. Hai nguyên thủy topo có liên quan cung cấp thông tin thời gian là các nút, đó là 0-chiều, và các cạnh, đó là một chiều. Trong lược đồ thời gian, chúng được đại diện bởi hai lớp con của TM_TopologicalPrimitive: TM_Node và TM_Edge (Hình 6).

Khi một ứng dụng bao gồm các thông tin về vị trí theo thời gian cũng như kết nối, một TM_TopologicalPrimitive có thể được liên kết với một TM_GeometricPrimitive cùng chiều. Bởi vì nguyên thủy topo được dùng để cung cấp thông tin về kết nối, đặc điểm quan trọng nhất của chúng là các liên kết kết nối chúng với nhau. Như vậy yêu cầu rằng mỗi TM_TopologicalPrimitive sẽ là bộ phận duy nhất của một TM_TopologicalComplex.

Hình 6 - Topo thời gian

5.2.4.3  TM_Node

Các TM_Node là nguyên thủy topo 0 chiều trong thời gian. Nhận diện hình học của nó là một TM_lnstant.

Liên kết: TM_Node sẽ hỗ trợ ba liên kết:

a) Initiation sẽ liên kết TM_Node này đến TM_Edges mà nó là sự khởi đầu.

b) Termination liên kết TM_Node này đến TM_Edges mà nó là điểm kết thúc.

c) Realization là một liên kết bắt buộc có thể liên kết TM_Node này đến TM_Instant tương ứng của nó. Chỉ có một TM_Node có thể được liên kết với một TM_Instant, và chỉ có một TM_Instant có thể được liên kết với một TM_Node.

5.2.4.4  TM_Edge

Các TM_Edge là nguyên thủy topo 1-chiều trong thời gian. Nó tương ứng với một TM_Period. Các liên kết:

TM_Edge sẽ hỗ trợ ba liên kết:

a) Initiation sẽ liên kết TM_Edge này đến TM_Node là khởi đầu của nó. Một TM_Edge có thể có một và chỉ một nút bắt đầu.

b) Termination liên kết TM_Edge này đến TM_Node là kết thúc của nó. Một TM_Edge có thể có một và chỉ một nút cuối.

c) Realization là một liên kết tùy chọn sẽ liên kết với TM_Edge này để TM_Period tương ứng của nó. Chỉ có một TM_Edge có thể được liên kết với một TM_Period, và chỉ có một TM_Period có thể được liên kết với một TM_Edge.

5.2.4.5  TM_TopologicalComplex

Một phức hợp topo là một tập hợp của các nguyên thủy topo có kết nối. Một nguyên thủy topo luôn được kết nối với một hoặc nhiều nguyên thủy topo khác, và, do đó, luôn luôn là một bộ phận của một phức hợp topo. Phức hợp topo thời gian được biểu diễn trong lược đồ này bằng lớp TM_TopologicalComplex.

Các liên kết:

a) Composition phải liên kết TM_TopologicalComplex với tập hợp các TM_TopologicalPrimitives mà nó chứa. Vì mỗi TM_Edge trong TM_TopologicalComplex được liên kết với hai TM_Nodes, số lượng tối thiểu của TM_Nodes trong khu phức hợp là hai.

5.2.4.6  Đồ thị tuyến tính và đồ thị phi tuyến

5.2.4.6.1  Đồ thị phi tuyến

Tính nhiều trong đối tượng quan hệ tại TM_Edge cuối của liên kết khởi tạo và kết thúc (xem Hình 6) cho phép áp dụng topo phi tuyến. Một TM_Node có thể là startNode, hoặc endNode, cho nhiều TM_Edge. Các TM_Edges chia sẻ một startNode hoặc endNode đều được giả định là sẽ tách ra theo một cách nào đó, vì chúng đại diện cho các đặc tính thời gian của các đối tượng khác nhau, hoặc vì chúng đại diện cho các đặc điểm thời gian khác nhau của cùng một đối tượng.

CHÚ THÍCH topo phi tuyến của thời gian tương tự như trường hợp của topo không phẳng trong không gian. Trong cả hai trường hợp, người ta cho rằng các nguyên thủy topo mà dường như giao nhau hoặc chồng lên nhau đã được thực sự tách ra trong một chiều vô định.

5.2.4.6.2  Đồ thị tuyến tính

Vì thời gian có một chiều duy nhất, topo thời gian nên được biểu diễn như một đồ thị tuyến tính. Trong topo tuyến tính, một TM_TopologicalComplex là một chuỗi các TM_Primitives trong đó TM_Nodes xen kẽ với TM_Edges. Phần tử đầu tiên của dãy là startNode của TM_Edge đầu tiên trong chuỗi, và các phần tử cuối cùng là Endnode của TM_Edge cuối cùng trong chuỗi. Để hạn chế một lược đồ ứng dụng topo tuyến tính, tính nhiều trong đối tượng quan hệ tại TM_Edge cuối của liên kết khởi tạo và kết thúc sẽ được giới hạn 0 .. 1, để mỗi TM_Node ngoại trừ nút đầu tiên và cuối cùng phải được nối với hai điểm, và chỉ hai điểm, TM_Edges, một cạnh trước và một cạnh tiếp theo.

5.2.4.7  TM_Order

TM_TopologicalPrimitives kế thừa giao diện TM_ Order từ TM_Primitive. TM_Order cung cấp một phép toán để xác định vị trí của TM_Primitive này liên quan tới TM_Primitive khác.

Phép toán

a) RelativePosition (other:TM_Primitive): TM_RelativePosition phải chấp nhận một TMPrimitive như là đầu vào và khai báo một TM_RelativePosition như quy định dưới đây.

Các vị trí tương đối của hai TM_TopologicalPrimitives phụ thuộc vào vị trí mà chúng xuất hiện trong trình tự của TM_TopologicalPrimitives tạo nên một TM_TopologicalComplex.

Đối với TM_TopologicalPrimitives, phép toán này sẽ phải khai báo một giá trị của kiểu dữ liệu liệt kê TM_RelativePosition (xem hình 4), như sau:

Returns: if:

Before TM_TopologicalPrimitive này nằm trước các cái khác trong chuỗi và không liên kết được tới cái khác trong mối liên kết khởi đầu hoặc kết thúc.

Meets hai TM_TopologicalPrimitives là TM_Edges liên quan đến cùng TM_Node, nơi TM_Edge này được liên kết với TM_Node bằng một previousEdge trong một liên kết kết thúc, và những cái khác được liên kết với TM_Node bằng một nextEdge trong một liên kết khởi tạo.

Begins TM_TopologicalPrimitive này là một TM_Node, những cái khác là một TM_Edge, và hai TM_Primitives này được liên kết trong một liên kết khởi tạo.

BegunBy TM_TopologicalPrimitive này là TM_Node, những cái khác là TM_Edge, và hai TM_Primitives được liên kết trong một liên kết đầu.

Equals TM_TopologicalPrimitive này và các cái khác là giống nhau.

Ends TM_TopoIogicalPrimitive này là một TM_Node, các cái khác là TM_Edge, và hai TM_Primitives được liên kết trong một liên kết kết thúc.

EndedBy TM_TopologicalPrimitive này là TM_Edge, những cái khác là một TM_Node, và hai TM_Primitives được liên kết trong một liên kết kết thúc.

MetBy Hai TM_TopologicalPrimitive là TM_Edge liên kết với cùng một TM_Node, khi TM_Edge được liên kết với TM_Node bằng một nextEdge trong mối liên kết khởi tạo và những cái khác được liên kết với TM_Node bằng previousEdge trong mối liên kết kết thúc.

After TM_TopologicalPrimitive này nằm sau các cái khác trong chuỗi và không liên kết đến những cái khác trong một liên kết khởi đầu hoặc kết thúc.

Các phép toán có thể có một ngoại lệ nếu hai TM_TopologicalPrimitives không nằm cùng trong một TM_TopologicalComplex.

5.3  Các hệ quy chiếu thời gian

5.3.1  Các kiểu hệ quy chiếu thời gian

Một giá trị trong miền giá trị thời gian là giá trị thời gian được đo tương đối với một hệ thống tham chiếu thời gian. ISO 8601 quy định cụ thể việc sử dụng lịch Gregory và 24-giờ địa phương hoặc thời gian quốc tế thống nhất (UTC) để trao đổi thông tin. Đây sẽ là hệ tham chiếu thời gian chính để sử dụng với thông tin địa lý. Một hệ quy chiếu thời gian khác nhau có thể thích hợp cho một số ứng dụng của thông tin địa lý. Trong trường hợp này, các danh mục đối tượng hoặc các siêu dữ liệu liên kết với một lược đồ ứng dụng hoặc tập dữ liệu bao gồm cả một trích dẫn tài liệu mô tả hệ quy chiếu thời gian, hoặc mô tả của hệ thống đó. Khi có nhiều hơn một hệ quy chiếu thời gian được sử dụng trong một danh mục đối tượng đơn, lược đồ ứng dụng, hoặc tập hợp dữ liệu, định nghĩa mỗi đặc tính thời gian phải xác định các hệ quy chiếu thời gian được sử dụng. Mục nhỏ này mô tả một lược đồ khái niệm sẽ được sử dụng làm cơ sở cho việc mô tả như vậy. Phụ lục C xác định các phần tử siêu dữ liệu thu được từ lược đồ này sẽ được sử dụng trong mô tả đó.

Gói hệ quy chiếu thời gian bao gồm ba kiểu phổ biến của các hệ quy chiếu thời gian: lịch (sử dụng với đồng hồ cho độ phân giải lớn hơn), hệ tọa độ thời gian, và các hệ tham chiếu thời gian thứ tự (xem Hình 7).

Hình 7 - Các hệ quy chiếu thời gian

Lớp TM_ReferenceSystem sẽ cung cấp các thuộc tính sau.

a) name: RS_Identifier sẽ cung cấp một tên định danh duy nhất các hệ quy chiếu thời gian. Các kiểu dữ liệu RS_Identifier được định nghĩa trong ISO 19111.

b) domainOfValidity: EX_Extent phải xác định không gian và thời gian trong đó TM_ReferenceSystem được áp dụng. Các kiểu dữ liệu EX_Extent được quy định trong ISO / TS 19103. Nó cho phép một mô tả của cả hai phạm vi không gian và thời gian. Thuộc tính này sẽ được sử dụng bất cứ khi nào một lược đồ ứng dụng bao gồm TM_TemporalPositions tham chiếu đến một TM_ReferenceSystem trong đó có một mức độ hợp lệ đó là ít hơn so với mức độ của một tập hợp dữ liệu có chứa các giá trị đó.

Ba mục nhỏ sau đây mô tả lược đồ cho ba kiểu hệ quy chiếu.

5.3.2  Lịch và đồng hồ

5.3.2.1  Giới thiệu

Lịch và đồng hồ đều dựa trên phạm vi khoảng giá trị. Lịch là hệ tham chiếu thời gian cụ thể, cung cấp một cơ sở để xác định vị trí thời gian theo một ngày. Đồng hồ cung cấp một cơ sở để xác định vị trí thời gian trong một ngày. Đồng hồ phải được sử dụng cùng với lịch để cung cấp một mô tả đầy đủ về vị trí thời gian trong một ngày cụ thể. Hình 8 cung cấp các chi tiết của các lớp TM_Calendar và TM_Clock.

Lịch có một loạt các cấu trúc bên trong phức tạp. Lược đồ này định nghĩa một giao diện lịch bên ngoài đơn giản. Phụ lục D cung cấp một mô tả chi tiết hơn về cấu trúc bên trong của lịch.

Mỗi lịch cung cấp một bộ quy tắc để soạn một ngày lịch từ một tập hợp các phần tử như năm, tháng và ngày. Trong mỗi lịch, năm được đánh số tương đối so với ngày một sự kiện tham chiếu xác định một kỷ nguyên lịch. Một lịch đơn có thể tham chiếu nhiều hơn một kỷ nguyên lịch. (Xem D.3.1 và D.3.2 cho ví dụ).

Hình 8 - Lịch và đồng hồ

5.3.2.2  Lịch kỷ nguyên

Lớp TM_CalendarEra phải có các thuộc tính sau:

a) name: Characterstring phải xác định duy nhất lịch kỷ nguyên nằm trong lịch này.

b) referenceEvent: Characterstring phải cung cấp tên hoặc mô tả một sự kiện thần thoại hay lịch sử mà ấn định thời điểm thang cơ bản của lịch kỷ nguyên.

c) referenceDate: TM_CalDate cung cấp ngày của referenceEvent thể hiện bằng một ngày trong lịch nhất định. Trong hầu hết lịch, ngày này là gốc (tức là ngày đầu tiên) của thang đo, nhưng điều này không phải luôn luôn đúng.

d) julianReference: JulianDate sẽ cung cấp ngày Julian tương ứng với ngày tham chiếu.

e) epochOfUse: TM_Period phải nhận biết được TM_Period mà lịch kỷ nguyên được sử dụng như một cơ sở cho việc xác định niên đại. Các kiểu dữ liệu cho TM_Period.begin và TM_Period.end phải là JulianDate (5.4.5.2).

Liên kết:

a) Basis phải liên kết TM_CalendarEra cho những TM_Calendars sử dụng TM_CalendarEra này như một tài liệu tham chiếu để xác định niên đại.

5.3.2.3  Lịch

TM_Calendar phải hỗ trợ các phép toán sau đây:

a) datoTrans (calDate: TM_CalDate, time: TM_ClockTime): JulianDate phải chấp nhận một ngày trong lịch quy định và thời gian trong đồng hồ chỉ định như đầu vào và khai báo một ngày Julian.

b) julTrans (jdt: JulianDate): TM_CalDate phải chấp nhận một ngày Julian là đầu vào và khai báo một ngày trong lịch này.

CHÚ THÍCH Các ngày Julian đánh số theo hệ thống là một hệ tọa độ thời gian mà có một gốc sớm hơn so với bất kỳ lịch đã biết. Chuyển lịch ngày đến và đi từ ngày Julian cung cấp một cơ sở tương đối đơn giản để chuyển ngày từ một lịch khác.

Bất kỳ mô tả nào về cấu trúc bên trong của một lịch cụ thể sẽ đều bao gồm đầy đủ thông tin để cho phép người dùng thực hiện các phép toán này. Chúng bao gồm một mô tả của mỗi lịch kỷ nguyên gắn liền với lịch, và sẽ cung cấp đầy đủ thông tin để lập bản đồ của một ngày trong đó lịch đến ngày Julian tương đương.

Liên kết:

a) Basis phải liên kết TM_Calendar đến TM_CalendarEras mà nó sử dụng như một tham chiếu để xác định niên đại.

b) Resolution phải liên kết TM_Calendar với TM_Clock được sử dụng để xác định vị trí thời gian trong khoảng thời gian lịch nhỏ nhất.

5.3.2.4  Đồng hồ

TM_Clock phải có các thuộc tính sau:

a) referenceEvent: Characterstring phải cung cấp tên hoặc mô tả một sự kiện, chẳng hạn như mặt trời giữa trưa hoặc mặt trời mọc, để định vị trí của thang đo cơ sở của đồng hồ.

b) referenceTime: TM_ClockTime quy định thời gian trong ngày kết hợp với các sự kiện tham chiếu thể hiện như một thời gian trong ngày trong đồng hồ nhất định. Thời gian tham chiếu thường là gốc của thang đo đồng hồ.

c) utcReference. TM_ClockTime sẽ cung cấp 24-giờ giờ địa phương hoặc thời gian UTC tương ứng với thời gian tham chiếu.

TM_Clock sẽ hỗ trợ các phép toán sau đây:

a) clkTrans (uTime: TM_ClockTime): TM_ClockTime phải chấp nhận 24-giờ giờ địa phương hoặc thời gian UTC và khai báo thời gian tương đương của ngày thể hiện theo các quy định đồng hồ chỉ định.

b) utcTrans (clkTime: TM_ClockTime): TM_OockTtmo phải chấp nhận thời gian trong ngày thể hiện theo quy định của đồng hồ chỉ định và khai báo thời gian tương đương của ngày trong hệ 24-giờ giờ địa phương hoặc thời gian UTC.

5.3.3  Các hệ tọa độ thời gian

Xác định vị trí thời gian theo lịch ngày và thời gian trong ngày sẽ làm việc tính toán khoảng cách giữa các điểm và mô tả chức năng các phép toán thời gian. Một hệ tọa độ thời gian có thể được dùng để hỗ trợ các ứng dụng của loại hình này. Một hệ tọa độ thời gian phải được đưa ra trên thang đo khoảng thời gian liên tục được xác định theo quy định của một thang khoảng giá trị duy nhất.

Hình 9 - Hệ tọa độ thời gian

TM_CoordinateSystem (xem hình 9) có hai thuộc tính:

a) origin: DateTime quy định về gốc của thang đo. Gốc phải được quy định trong lịch Gregorian với thời gian trong ngày UTC. Các DateTime có thể được rút ngắn đến mức độ thích hợp của độ phân giải.

b) interval: Characterstring khai báo tên của một đơn vị đo lường được sử dụng như khoảng thời gian cơ bản cho thang đo. Khoảng thời gian có thể được lựa chọn thích hợp cho các ứng dụng, nhưng chúng phải là một trong những đơn vị đo lường thời gian được quy định của ISO 31-1, hoặc bội số của một trong những đơn vị, được quy định bởi tiêu chuẩn ISO 1000.

TM_CoordinateSystem hỗ trợ hai phép toán:

a) transformCoord (c_value: TM_Coordinate): DateTime phải chấp nhận một giá trị tọa độ trong hệ tọa độ thời gian này và trả lại DateTime tương đương trong lịch Gregorian và UTC.

b) transformDatoTimo (datetime: DateTime): TM_Coordinate chấp nhận một DateTime trong lịch Gregorian và UTC, và trả về TM_Coordinate tương đương.

5.3.4  Các hệ tham chiếu thời gian thứ tự

Trong một số ứng dụng thông tin địa lý - chẳng hạn như địa chất và khảo cổ học - vị trí tương đối trong thời gian được biết đến một cách chính xác hơn thời gian hoặc thời gian tuyệt đối. Thứ tự của các sự kiện trong thời gian có thể được thiết lập, nhưng tầm quan trọng của khoảng cách giữa các sự kiện không thể xác định được chính xác; trong trường hợp này, thì sử dụng một hệ thống tham chiếu thời gian có tính thứ tự.

Hệ quy chiếu thời gian thứ tự được dựa trên một thang đo thứ tự. Trong dạng đơn giản nhất, hệ quy chiếu thời gian thứ tự là một loạt các sự kiện được xắp xếp theo trật tự. Thông thường, một loạt các sự kiện cụ thể được liên kết với một vị trí duy nhất. Mối quan hệ thời gian giữa các vị trí khác nhau có thể chỉ xác định được mức độ mà các sự kiện tại một vị trí có thể tương quan với các sự kiện tại các vị trí khác trên cơ sở các đặc tính phi thời gian của các sự kiện. Sự tương quan đó có thể được sử dụng để phát triển hệ quy chiếu thời gian trên cơ sở rộng rãi hơn định nghĩa về thời gian trong đó các sự kiện tương tự đã xảy ra. Kỷ nguyên thứ tự được sử dụng trong Tiêu chuẩn này để chỉ một khoảng thời gian như vậy.

Một hệ tham chiếu thời gian thứ tự bao gồm một tập hợp của các thời kỳ có thứ tự (xem Hình 10). Hệ quy chiếu thứ tự thường được phân cấp cấu trúc như một thời kỳ thứ tự ở một mức độ nhất định của hệ thống phân cấp bao gồm một chuỗi các thời kỳ thứ tự với thời gian ngắn hơn.

Hình 10 - Hệ tham chiếu thời gian thứ tự

TM_OrdinalReferenceSystem chỉ cung cấp các thuộc tính được kế thừa từ TM_ReferenceSystem. Cấu trúc liên kết trỏ đến chuỗi TM_OrdinalEras tạo nên mức cao nhất của hệ thống phân cấp.

TM_OrdinalEra chứa ba thuộc tính:

a) name: Characterstring phải là một chuỗi xác định duy nhất thời kỳ thứ tự trong TM_OrdinalReferenceSystem.

b) begin: DateTime có thể cung cấp vị trí thời gian tại đó điểm bắt đầu của thời kỳ thứ tự, nếu nó có thể xác định. TM_TemporalPosition phải được quy định như một DateTime trong lịch Gregorian với thời gian trong ngày tại UTC. Các DateTime có thể được rút ngắn đến mức độ thích hợp của độ phân giải, như quy định trong ISO 8601.

c) end: DateTime có thể cung cấp vị trí thời gian kết thúc thời kỳ thứ tự, nếu nó được xác định. TM_TemporalPosition phải được quy định như một DateTime trong lịch Gregorian với thời gian trong ngày tại UTC. Các DateTime có thể được rút ngắn đến mức độ thích hợp của độ phân giải, như quy định trong ISO 8601.

TM_OrdinalEra có thể hỗ trợ các giao diện TM_Separation (xem 5.2.3.6).

Một TM_OrdinalEra có thể gồm một chuỗi các TM_OrdinalEras ngắn hơn xác định bởi các Thành phần liên kết.

5.4  Vị trí thời gian

5.4.1  Giới thiệu

Các phương pháp xác định vị trí thời gian của mỗi kiểu hệ quy chiếu thời gian đều khác nhau. Các hệ quy chiếu thường được sử dụng với thông tin địa lý là lịch Gregorian kết hợp với Thời gian quốc tế phối hợp (5.3.1). ISO/TS 19103 định nghĩa kiểu dữ liệu để biểu diễn ngày tháng như các chuỗi ký tự thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 8601. ISO 8601 quy định cụ thể việc sử dụng lịch Gregorian và UTC. Tiêu chuẩn này định nghĩa các kiểu dữ liệu sẽ được sử dụng để xác định vị trí thời gian trong các hệ tham chiếu thời gian khác.

5.4.2  TM_Position

TM_Position là một lớp hợp nhất gồm có một trong các kiểu dữ liệu được liệt kê như thuộc tính của nó. Ngày, Thời gian, và DateTime là kiểu dữ liệu cơ bản được xác định trong ISO/TS 19103. Chúng phù hợp với tiêu chuẩn ISO 8601 mã hóa ngày và thời gian bằng các chuỗi ký tự. Các kiểu dữ liệu có thể được sử dụng để mô tả các vị trí thời gian tham chiếu với lịch Gregorian và UTC. TM_TemporalPosition và phân nhóm của nó sẽ được sử dụng để mô tả các vị trí thời gian tham chiếu đến các hệ tham chiếu thời gian khác. Các kiểu dữ liệu được định nghĩa trong 5.4.4 quy định các giá trị số cho ngày tháng và thời gian. Chúng có thể được sử dụng cho các vị trí thời gian tham chiếu đến lịch hoặc đồng hồ bất kỳ, bao gồm cả lịch Gregorian và UTC.

5.4.3  TM_TemporalPosition

TM_TemporalPosition có bốn lớp con (xem Hình 11), một liên kết với TM_ReferenceSystem, và một thuộc tính.

Thuộc tính:

a) indeterminatePosition: TM_IndeterminateValue là một thuộc tính tùy chọn. Thuộc tính này cung cấp các giá trị chỉ cho TM_TemporalPosition trừ một kiểu phụ của TM_TemporalPosition được sử dụng như các kiểu dữ liệu. Khi thuộc tính này được sử dụng cùng với một kiểu phụ của TM_TemporalPosition, nó quy định một vòng kiểu với giá trị cụ thể cho vị trí thời gian được cung cấp bởi các kiểu phụ.

Hình 11 - Các dạng dữ liệu vị trí thời gian

Các kiểu dữ liệu liệt kê TM_IndeterminateValue cung cấp 4 giá trị cho các vị trí không xác định.

a) “unknown” sẽ được sử dụng với các TM_TemporalPosition lớp chính để chỉ ra rằng không có giá trị cụ thể cho vị trí thời gian được cung cấp.

b) “now” sẽ được sử dụng với bất kỳ kiểu phụ của TM_TemporalPosition để chỉ ra giá trị cụ thể phải được thay thế bằng vị trí thời gian hiện tại bất cứ khi nào giá trị được truy cập.

c) “before” được sử dụng với bất kỳ kiểu phụ của TM_TemporalPosition để chỉ ra vị trí theo thời gian thực tế là không xác định, nhưng nó được biết đến trước các giá trị quy định.

d) “after" được sử dụng với bất kỳ kiểu phụ của TM_TemporalPosition để chỉ ra vị trí theo thời gian thực tế là không xác định, nhưng nó được biết đến sau các giá trị quy định.

Liên kết:

a) Các tham chiếu liên kết nối TM_TemporalPosition đến TM_ReferenceSystem. Mỗi TM_TemporalPosition phải được liên kết với một TM_ReferenceSystem. Sự kết hợp này không cần phải rõ ràng ở cấp mức thực. Nếu không quy định, nó được giả định là một liên kết với lịch Gregorian và UTC (xem 5.3.1); nó cũng có thể được xác định trong định nghĩa kiểu thuộc tính trong một danh mục đối tượng, hay trong siêu dữ liệu cho một tập hợp dữ liệu.

5.4.4  Vị trí tham chiếu đến lịch và đồng hồ

5.4.4.1  Ngày lịch

TM_CalDate là một kiểu dữ liệu được sử dụng để xác định vị trí thời gian trong lịch. TM_CalDate có hai thuộc tính:

a) calendarEraName: Characterstring cung cấp tên của các lịch kỷ nguyên tới ngày nào được tham chiếu.

b) calDate: Sequence <Integer> cung cấp một chuỗi các số nguyên dương, trong đó số nguyên đầu tiên xác định một thực thể cụ thể của các đơn vị sử dụng ở cấp độ cao nhất của hệ thống phân cấp lịch, số nguyên thứ hai xác định một thực thể cụ thể của các đơn vị sử dụng tại các mức thấp hơn trong hệ thống phân cấp, và cứ thế. Các định dạng được định nghĩa trong ISO 8601 cho ngày trong lịch Gregorian có thể được sử dụng cho bất kỳ ngày nào bao gồm các giá trị năm, tháng, ngày.

VÍ DỤ Trong lịch Gregorian, chuỗi 1999, 09, 03 xác định một vị trí thời gian là ngày thứ ba của tháng chín năm 1999. Điều này sẽ được thể hiện trong định dạng ISO 8601 là 19990903.

5.4.4.2  Giờ thời gian

TM_ClockTime là một kiểu dữ liệu sẽ được sử dụng để xác định một vị trí thời gian trong vòng một ngày. Vì TM_TemporalPosition có thể không tự hoàn toàn xác định một vị trí thời gian duy nhất, nó được sử dụng với TM_CalDate cho mục đích đó. Nó cũng có thể được sử dụng để xác định thời điểm xảy ra sự kiện đó tái mỗi ngày. TM_ClockTime có một thuộc tính duy nhất:

a) clkTime: Sequence <Number> cung cấp một chuỗi các con số dương với một cấu trúc tương tự như của calDate. Các số nguyên đầu tiên xác định một thực thể cụ thể của các đơn vị sử dụng ở cấp độ cao nhất của hệ thống phân cấp đồng hồ, số thứ hai xác định một thực thể cụ thể của các đơn vị sử dụng ở cấp thấp hơn tiếp theo, và cứ thế. Tất cả những số cuối cùng trong dãy phải là số nguyên; số cuối cùng có thể là số nguyên hoặc thực.

VÍ DỤ Trong thời gian 24-giờ hiện đại chuỗi 22, 15, 30.5 xác định vị trí một thời gian 30,5 s sau khi bắt đầu vào phút thứ 15 của giờ thứ 22. Điều này sẽ được thể hiện trong định dạng ISO 8601 là 221530.5.

5.4.4.3  Ngày lịch với giờ thời gian

TM_DateAndTime là kiểu phụ của TM_CalDate và TM_ClockTime; nó kế thừa các thuộc tính của cả hai để cung cấp một kiểu dữ liệu duy nhất xác định vị trí thời gian với độ phân giải nhỏ hơn một ngày.

5.4.5  Vị trí tham chiếu đến một hệ tọa độ thời gian

5.4.5.1  TM_Coordinate

TM_Coordinate là một kiểu dữ liệu sẽ được sử dụng để xác định vị trí thời gian trong một hệ tọa độ thời gian. TM_Coordinate có một thuộc tính duy nhất:

a) coordinateValue.Number giữ khoảng cách từ gốc tỷ lệ mô tả như một bội số của khoảng tiêu chuẩn liên kết với hệ tọa độ thời gian.

5.4.5.2  ngày Julian

Hệ thống đánh số theo ngày Julian là một hệ tọa độ có gốc của nó vào trưa ngày 01 tháng 1 năm 4713 trước công nguyên trong lịch tiên đoán Julian. Số ngày Julian là một số nguyên; khi ngày Julian là số thập phân cho phép độ phân giải lớn hơn.

5.4.6  Vị trí tham chiếu đến hệ tham chiếu thời gian thứ tự

Trong một hệ tham chiếu thời gian thứ tự, vị trí thời gian của một tức thời là trong thời kỳ thứ tự ngắn nhất tự (mức thấp nhất), mà tại đó nó diễn ra. TM_OrdinalPosition là một kiểu dữ liệu sẽ được sử dụng để xác định vị trí thời gian trong một hệ tham chiếu thời gian thứ tự. TM_OrdinalPosition có một thuộc tính:

a) ordinalPosition: Reference <TM_OrdinalEra> cung cấp một tham chiếu đến thời kỳ thứ tự trong đó tức thời xảy ra.

VÍ DỤ Bảng 1 cho thấy một phần của các niên đại địa chất, là một hệ tham chiếu thời gian thứ tự. Các vị trí theo thời gian của một tức thời trong thời kỳ Kainozoi nên được xác định bởi tên của thời kỳ trong đó nó xuất hiện, trong khi các vị trí theo thời gian của một thời điểm trong thời kỳ Trung sinh sẽ được xác định bởi các thời kỳ trong đó nó xuất hiện.

Bảng 1 - Phần của các niên đại địa chất

5.5  Thời gian và các hợp phần của thông tin địa lý

5.5.1  Các khía cạnh thời gian của các hợp phần thông tin địa lý

Mô hình đối tượng chung được mô tả trong ISO 19109 đưa ra một siêu mô hình cho thông tin địa lý. Nó xác định siêu lớp cho các thuộc tính đối tượng, thao tác đối tượng, và các liên kết đối tượng như trong Hình 12. Mỗi hợp phần này có thể có một khía cạnh thời gian. ISO 19109 đưa ra các quy tắc để tạo các siêu lớp trong lược đồ ứng dụng. Các mục 5.5.2 đến 5.5.4 xác định phân nhóm thời gian của một số các siêu lớp trong mô hình đối tượng chung. Chúng cũng đưa ra phần mở rộng cho các quy tắc để sử dụng khi các hợp phần liên quan đến thông tin thời gian. Phụ lục B đưa ra các ví dụ về cách các lớp và các quy tắc nên được sử dụng trong một lược đồ ứng dụng.

ISO 19110 quy định các quy tắc để biên soạn danh mục đối tượng, bao gồm các định nghĩa của các kiểu đối tượng, thuộc tính đối tượng, thao tác đối tượng, các liên kết đối tượng. Các mục 5.5.2 đến 5.5.4 quy định các yêu cầu đối để xác định các hợp phần này khi chúng có khía cạnh thời gian.

ISO 19115 xác định một tập hợp các chuẩn của các phần tử siêu dữ liệu để sử dụng với thông tin địa lý, và đưa ra một cơ chế để xác định các phần tử siêu dữ liệu bổ sung thích hợp cho các ứng dụng cụ thể hoặc sơ lược. Mục 5.5.5 quy định các yêu cầu đối với việc xác định các phần tử siêu dữ liệu có khía cạnh thời gian.

Hình 12 - Siêu lớp của mô hình đối tượng chung

5.5.2  Thuộc tính đối tượng thời gian

Một thuộc tính đối tượng thời gian mô tả một đặc điểm đối tượng được liên kết với một vị trí thời gian. Để phù hợp với các quy tắc cho các lược đồ ứng dụng định nghĩa trong ISO 19109, thường GF_TemporalAttributeType sẽ được khởi tạo trong một lược đồ ứng dụng như là một thuộc tính của một lớp mà bản thân nó là biểu hiện của siêu lớp GF_FeatureType. Theo các điều kiện quy định trong tiêu chuẩn ISO 19109, nó có thể được khởi tạo bằng một lớp UML được liên kết với lớp kiểu đối tượng mà nó là một thuộc tính.

Đặc điểm thời gian tĩnh có hai loại: các sự kiện và trạng thái (xem Hình 13).

a) Một sự kiện là một hành động xảy ra tại thời điểm. Trong thực tế, hầu hết các sự kiện chiếm một khoảng thời gian ngắn, nhưng khi khoảng thời gian đó là ngắn so với độ phân giải của các thang đo, nó được quy định như thời điểm. Các GF_AttributeType.valueType của một sự kiện là một TM_lnstant, một TM_Mode, hoặc một TM_TemporalPosition.

b) Một trạng thái là một điều kiện - một đặc tính của một đối tượng hoặc tập hợp dữ liệu tồn tại trong một giai đoạn. Đặc tính có thể được biểu diễn bằng thuộc tính đối tượng hay phần tử siêu dữ liệu. Một GF_TemporalAttributeType mô tả một trạng thái có thể được khởi tạo trong hai cách. Trong trường hợp đơn giản, các GF_AttributeType được khởi tạo là một thuộc tính của một lớp đại diện cho một kiểu đối tượng. GF_AttributeType.valueType của nó sẽ là, hoặc một TM_Period hoặc một TM_Edge. Khi cần thêm thông tin, một GF_TemporalAttributeType đại diện cho một trạng thái sẽ được khởi tạo là một lớp UML. Lớp đó sẽ là một kiểu phụ của TM_Period kế thừa các liên kết Beginning và Ending, hoặc một kiểu phụ của TM_Edge thừa hưởng các liên kết Initiation và Termination. Các đặc điểm của trạng thái phải được mô tả bởi một hoặc nhiều thuộc tính của lớp. Sự tái diễn của nó sẽ được biểu diễn bằng sự đa dạng ở cuối thuộc tính của liên kết nó với lớp kiểu đối tượng. Thông thường, một sự thay đổi trong trạng thái có liên quan đến một sự kiện khởi đầu hoặc chấm dứt tình trạng này. Sự kiện đó được xác định một thuộc tính của các lớp đại diện cho trạng thái.

Một sự kiện có thể tái diễn ở nhiều thời điểm; một trạng thái cũng có thể tái diễn nhiều lần. Các FeatureAttributeType.cardinality quy định cụ thể số lượng tái diễn mà các biểu đồ ứng dụng cho phép.

Hình 13 - Các dạng thuộc tính đối tượng thời gian

Sự kiện hay các trạng thái thường tái diễn một cách thường xuyên. Khoảng thời gian giữa hai lần xuất hiện liên tiếp của một sự kiện hay trạng thái gọi là chu kỳ của sự kiện/trạng thái. Khi một thuộc tính đối tượng thời gian mô tả một hiện tượng tái diễn, nó sẽ được khởi tạo trong một lược đồ ứng dụng như một lớp UML được liên kết với một lớp kiểu đối tượng. Lớp này phải có ít nhất hai thuộc tính: một là xác định một thời điểm cụ thể mà sự kiện xảy ra hoặc một khoảng thời gian mà các giá trị theo chuyên đề của thuộc tính được áp dụng, và một thuộc tính xác định chu kỳ giữa các lần xuất hiện của sự kiện hay trạng thái. Các kiểu dữ liệu TM_Duration (xem 5.2.37) sẽ được sử dụng để thể hiện các giá trị cho chu kỳ. ISO 19110 quy định cụ thể các phần tử phải được bao gồm trong mô tả của một thuộc đối tượng trong một danh mục đối tượng. Khi một GF_TemporalAttributeType là một sự kiện, các Definition Feature Feature của thuộc tính sẽ xác định ảnh hưởng và độ phân giải tới vị trí thời gian được xác định của nó. Khi một GF_TemporalAttributeType là một trạng thái, các Feature Attribute Definition của thuộc tính sẽ xác định các đặc điểm của trạng thái. Trong trường hợp của một thuộc tính đối tượng thời gian, giá trị cho Feature Attribute Value Domain Type là "không đếm được". Các kiểu Feature Attribute Value Domain, Feature Attribute Value Data Type, và Feature Attribute Value Measurement Unit được xác định bởi các hệ quy chiếu thời gian là cơ sở cho việc mô tả vị trí theo thời gian của các thời điểm hoặc giai đoạn.

Nếu hệ quy chiếu thời gian không phải là một sự kết hợp của lịch Gregorian và UTC, các mô tả về Feature Attribute Value Domain sẽ xác định các hệ quy chiếu thời gian được sử dụng. Cả hai đối tượng Attribute Value Data Type và Feature Attribute Value Measurement Unit phải phù hợp với các hệ quy chiếu thời gian.

5.5.3  Các thao tác đối tượng thời gian

Các thao tác đối tượng thời gian là động - chúng mô tả cách mà các giá trị của một hoặc nhiều mặt của một đối tượng thay đổi như một hàm của thời gian. Một thao tác đối tượng thời gian phải được khởi tạo trong một lược đồ ứng dụng bằng một thao tác của một lớp kiểu đối tượng mà thời gian được đưa vào như tham số đầu vào trong GF_Operation.signature.

VÍ DỤ Cho một lớp kiểu đối tượng Roadlntersection, lưu lượng giao thông qua ngã tư có thể được mô tả bởi một phép toán UML như sau:

TrafficFlow (tMin: Integer, tMax: Integer, time:TM_ClockTime): Integer

ISO 19110 quy định cụ thể đối với việc xác định thao tác đối tượng. Trong trường hợp của một thao tác đối tượng thời gian, các Feature Operation Textual Description sẽ mô tả cách thức mà giá trị khai báo của thao tác thay đổi như một hàm của thời gian, và đặc tính thời gian ảnh hưởng đến nó như thế nào. Nó cũng sẽ xác định các hệ quy chiếu thời gian trong đó thời gian được đo lường. Feature Operation Formal Definition phải chứa thời gian như một biến độc lập.

5.5.4  Thời gian và các liên kết đối tượng

5.5.4.1  Các khía cạnh thời gian của các liên kết đối tượng

Liên kết đối tượng có thể liên quan đến thời gian theo hai cách. Một số liên kết đối tượng tồn tại vì các đặc tính thời gian của các thực thể đối tượng liên quan. Các liên kết đối tượng khác, trong đó có thể tồn tại vì nhiều lý do, có đặc điểm thời gian riêng như các liên kết.

VÍ DỤ Sự liên kết giữa hai đối tượng tồn tại đồng thời minh họa trường hợp đầu tiên. Một liên kết thời gian không có đặc điểm khác, và không phụ thuộc vào các kiểu đối tượng liên quan. Một ví dụ về trường hợp thứ hai là sự kết hợp giữa hai thửa đất được liên kết bởi cùng chủ sở hữu cho một số giai đoạn. Trong trường hợp này, các phần tử chi phối của liên kết là sở hữu chung; các phần tử thời gian là một đặc tính phụ thuộc của liên kết.

Liên kết đối tượng thời gian của các kiểu đầu tiên - tồn tại vì các đặc tính thời gian của các thực thể đối tượng liên quan.

5.5.4.2  Các liên kết đối tượng thời gian

5.5.4.2.1  Giới thiệu

Một liên kết đối tượng thời gian là một mô tả rõ ràng về mối liên quan giữa vòng đời của các đối tượng kết nối bằng liên kết. Có thể tách được một liên kết đối tượng thời gian bằng cách sử dụng phép toán TM_Order.relativePosition để so sánh vòng đời của hai đối tượng, giả sử rằng mỗi đối tượng đều có một thuộc tính để xác định vòng đời của nó. Nếu liên kết đối tượng thời gian là quan trọng đối với một ứng dụng, các biểu đồ ứng dụng nên quy định một thuộc tính vòng đời cho từng kiểu đối tượng mà nó quy định. Vòng đời thuộc tính: TM_Period có thể được sử dụng khi vị trí thời gian được mô tả trong điều kiện của một lịch và đồng hồ hoặc một hệ quy chiếu tọa độ thời gian. Khi vị trí thời gian được mô tả dưới dạng một hệ quy chiếu thời gian thứ tự, thuộc tính vòng đời: TM_Edge nên được sử dụng, và lược đồ ứng dụng nên thể hiện TM_TopologicalComplex như một đồ thị phi tuyến tính bao gồm tất cả các TM_Edges đại diện các vòng đời. Liên kết đối tượng thời gian tường minh có thể được quy định cho các ứng dụng đó mà nó không hỗ trợ giao diện TM_Order.

Tiêu chuẩn này quy định hai phân nhóm của liên kết đối tượng thời gian: liên kết đối tượng thời gian đơn giản và kế thừa (xem Hình 14).

5.5.4.2.2  Các liên kết đối tượng thời gian đơn giản

Liên kết đối tượng thời gian đơn giản xác định vị trí tương đối trong thời gian của hai hoặc nhiều đối tượng, và không gì hơn. Về nguyên tắc, kiểu liên kết này tồn tại giữa tất cả các thực thể đối tượng, nhưng không thể xác cho bất kỳ kiểu đối tượng riêng biệt.

Theo các quy tắc cho các lược đồ ứng dụng định nghĩa trong ISO 19109, liên kết đối tượng thông thường sẽ được khởi tạo như các liên kết giữa các lớp UML đại diện cho các kiểu đối tượng. Tuy nhiên, các liên kết đối tượng thời gian hoàn toàn là độc lập với kiểu đối tượng. Việc khởi tạo liên kết đối tượng thời gian với vai trò liên kết giữa các lớp kiểu đối tượng có thể thích hợp nếu một ứng dụng chỉ có liên quan với các liên kết đối tượng thời gian giữa một số kiểu đối tượng. Điều này sẽ không có hiệu quả đối với một lược đồ ứng dụng cần thực hiện thông tin về một số kiểu của liên kết thời gian giữa các trường của tất cả các kiểu đối tượng, sẽ tốt hơn cho một biểu đồ ứng dụng để hỗ trợ nguồn gốc của các liên kết như mô tả trong 5.5.4.2.1. Một cách khác là để minh chứng một lớp đối tượng đó là một siêu kiểu cho tất cả các lớp kiểu đối tượng trong lược đồ, và biểu thị các liên kết đối tượng như một liên kết tự tham chiếu ở cấp đó.

Hình 14 - Phân loại các liên kết đối tượng thời gian

5.5.4.2.3  Kế tiếp đối tượng

Kế tiếp đối tượng là sự thay thế của một tập các thực thể đối tượng bằng một tập các thực thể đối tượng khác. Một tập gồm một hoặc nhiều thực thể đối tượng. Thay thế có nghĩa rằng vòng đời của các thực thể đối tượng trong tập đầu tiên kết thúc tại thời điểm thực thể đối tượng trong tập thứ hai bắt đầu. Có cả hai khía cạch không gian và thời gian của việc kế tiếp đối tượng, trong đó các thực thể đối tượng trong liên kết chiếm vị trí không gian như nhau, vào những thời điểm khác nhau và theo một thứ tự cụ thể.

Kế thừa đối tượng không phải luôn là kiểu phụ thuộc. Tức là, kiểu thực thể đối tượng không phải luôn là một phần tử dự báo của các thực thể đối tượng thay thế nó. Kế thừa đối tượng có thể được mô hình hóa ở cấp đối tượng chung, không phải ở mức kiểu đối tượng.

Có ba kiểu kế thừa đối tượng: thay thế đối tượng, phân chia đối tượng, và hợp nhất đối tượng. Thay thế đối tượng là sự thay thế của một trong những thực thể đối tượng này bằng một thực thể đối tượng của cùng hoặc một kiểu đối tượng khác. Nó thiết lập một liên kết một-một giữa hai thực thể đối tượng. Phân chia đối tượng xảy ra khi một thực thể đối tượng duy nhất tách thành hai hoặc nhiều thực thể đối tượng cùng loại. Nó thiết lập một- đến-nhiều liên kết giữa các thực thể đối tượng. Hợp nhất đối tượng xảy ra khi hai hoặc nhiều thực thể của cùng một kiểu đối tượng hợp nhất thành một thực thể đối tượng duy nhất. Nó thiết lập nhiều-đến-một liên kết giữa các thực thể đối tượng. Một sự kiện duy nhất có thể hình thành đối tượng hệ quả là một sự kết hợp của các loại. Bốn trong số những kết hợp này có thể là:

- Phân chia và thay thế;

- Hợp nhất và phân chia;

- Hợp nhất, thay thế và phân chia;

- Thay thế và hợp nhất.

VÍ DỤ Xóa một phần của một khu rừng và thay thế nó bằng một bãi đậu xe là một ví dụ về "sự phân chia và thay thế". Phát quang một mảnh rừng thành một đồng cỏ và kết hợp nó với các đồng cỏ là một ví dụ về "thay thế và hợp nhất".

CHÚ THÍCH  Thay đổi các đặc tính của một đối tượng đơn không phải là, trong chính nó, được đặc trưng bằng sự kế thừa đối tượng. Ví dụ, hãy xem xét một tòa nhà kiểu đối tượng mà có một thuộc tính numberOfOccupants. Giá trị của thuộc tính này có thể được cập nhật một cách thường xuyên, nhưng điều này sẽ không được coi là thay thế thực thể của tòa nhà này bằng một thực thể của tòa nhà khác. Mức độ thay đổi là cần thiết trước khi một thực thể của một kiểu đối tượng được cho là đã thay thế một thực thể trước đó cùng một đối tượng tùy theo ứng dụng. Như một quy luật chung, thay thế có thể được coi là đã xảy ra khi định danh đối tượng thay đổi.

Các liên kết kế thừa nhận được bằng cách sử dụng phép toán TM_Order.relativePosition cùng với một hoặc nhiều các phép toán không gian được định nghĩa trong ISO 19107.

Các liên kết đối tượng thời gian của các kiểu tiếp nối đối tượng cũng có thể được khởi tạo trong một lược đồ ứng dụng như các liên kết UML giữa các lớp kiểu đối tượng, hay như các liên kết tự tham chiếu của một lớp đối tượng chung. Các tên, vai trò v.v phải khác nhau đối với từng kiểu kế thừa. Tên vai trò chỉ ra thứ tự mà một đối tượng được kế thừa từ đối tượng khác. Để bao gồm thời gian mà tại đó việc kế thừa xảy ra, một biểu đồ ứng dụng sẽ biểu diễn liên kết kế thừa bằng một lớp liên kết UML với một thuộc tính để xác định thời điểm xảy ra.

5.5.4.3  Đặc điểm thời gian của các liên kết đối tượng

Đặc điểm thời gian của liên kết đối tượng thường cung cấp thông tin về thời điểm tức thời mà tại đó một liên kết này bắt đầu hay kết thúc, hoặc khoảng thời gian mà nó tiếp tục.

Giống như các thuộc tính đối tượng thời gian hoặc các phần tử siêu dữ liệu thời gian, chúng mô tả các sự kiện hoặc các trạng thái. Liên kết đối tượng có đặc điểm thời gian sẽ được khởi tạo như các lớp liên kết UML. Các đặc điểm thời gian được biểu diễn là một thuộc tính mà mô tả siêu lớp TM_Event hoặc TM_State (5.5.2).

5.5.5  Các phần tử siêu dữ liệu thời gian

ISO 19115 định nghĩa một tập hợp các phần tử siêu dữ liệu tiêu chuẩn cho thông tin địa lý. Nó cũng xác định một phương pháp để xác định các phần tử siêu dữ liệu bổ sung trong một lược đồ ứng dụng (xem Hình 15). Phần tử siêu dữ liệu thời gian là tương tự như thuộc tính đối tượng thời gian. Cả hai mô tả một đặc điểm - một sự kiện hay một trạng thái - kết hợp với một vị trí thời gian. Chúng khác nhau ở chỗ thuộc tính đối tượng mô tả đặc điểm của một đối tượng thế giới thực như trừu tượng hóa trong thực thể đối tượng, trong khi các phần tử siêu dữ liệu mô tả đặc điểm của dữ liệu. Phạm vi của dữ liệu được mô tả bởi một phần tử siêu dữ liệu có thể sắp xếp từ một tập hợp bộ dữ liệu đến đặc điểm duy nhất của một đối tượng.

Hình 15 - Phần tử siêu dữ liệu mở rộng

Khi một phần tử siêu dữ liệu thời gian mô tả một sự kiện, tên và định nghĩa cần xác định được tác động và độ phân giải mà vị trí thời gian được quy định. Các giá trị của các phần tử siêu dữ liệu sẽ là một ví dụ của TM_Instant, của TM_TemporalPosition, hoặc của một trong các phân nhóm TM_TemporalPosition.

Khi một phần tử siêu dữ liệu thời gian mô tả một trạng thái, tên và phần định nghĩa sẽ mô tả các đặc điểm của trạng thái. Các giá trị của các phần tử siêu dữ liệu sẽ là TM_Period.

Nếu các phần tử siêu dữ liệu không được tham chiếu kết hợp đến lịch Gregorian và UTC, phần định nghĩa phải xác định các hệ quy chiếu thời gian được sử dụng.

Phụ lục A

(Quy định)

Bộ thử nghiệm rút gọn

A.1  Lược đồ ứng dụng cho truyền dữ liệu

a) Mục đích thử nghiệm: Kiểm tra biểu đồ ứng dụng để truyền dữ liệu định nghĩa các thuộc tính thời gian và liên kết thời gian các đối tượng và các phần tử siêu dữ liệu thời gian có phù hợp với yêu cầu quy định.

b) Phương pháp thử nghiệm: kiểm tra việc trình bày của các thuộc tính thời gian và liên kết thời gian các đối tượng trong biểu đồ ứng dụng để đảm bảo rằng các định nghĩa đáp ứng các yêu cầu sử dụng của các đối tượng thời gian đại diện cho các thuộc tính thời gian hay giá trị của chúng. Đảm bảo rằng bất kỳ phần tử siêu dữ liệu thời gian được định nghĩa trong lược đồ ứng dụng đáp ứng yêu cầu. Đảm bảo rằng tất cả các thuộc tính cần thiết và các liên kết của các đối tượng thời gian được thực thi, và rằng các thuộc tính tùy chọn hoặc các liên kết được thực thi phù hợp với yêu cầu. Kiểm tra xem các kiểu dữ liệu theo quy định có được sử dụng để ước tính vị trí thời gian.

c) Tham khảo: 5.2, 5.4, 5.5.2, 5.5.4.2 và 5.5.5.

d) Kiểu thử nghiệm: cơ bản

A.2  Lược đồ ứng dụng cho các thao tác dữ liệu

a) Mục đích thử nghiệm: Xác minh một lược đồ ứng dụng hỗ trợ các thao tác trên dữ liệu có đáp ứng các yêu cầu của A.1, mà nó xác định các thao tác đối tượng thời gian, và nó có thực hiện các thao tác các đối tượng thời gian phù hợp với yêu cầu quy định.

b) Phương pháp thử nghiệm: Kiểm tra việc trình bày các phép toán đối tượng thời gian bao gồm trong biểu đồ ứng dụng để đảm bảo rằng chúng đáp ứng yêu cầu. Kiểm tra việc trình bày của các thuộc tính thời gian của các đối tượng bao gồm trong biểu đồ ứng dụng để đảm bảo rằng bất kỳ phép toán của các đối tượng thời gian được sử dụng để đại diện cho các thuộc tính thời gian hay giá trị của chúng được thực hiện phù hợp với yêu cầu.

c) Tham khảo: A.1, 5.2, 5.5.3 và 5.5.

d) Kiểu thử nghiệm: Cơ bản.

A.3  Danh mục đối tượng

a) Mục đích thử nghiệm: Xác minh rằng các danh mục đối tượng xác định các đặc tính thời gian phù hợp với yêu cầu quy định.

b) Phương pháp thử nghiệm: Kiểm tra các danh mục. Kiểm tra các định nghĩa cho các thuộc tính đối tượng thời gian, thao tác đối tượng thời gian, hoặc các liên kết đối tượng thời gian có tuân thủ theo các quy định. Đảm bảo rằng các yêu cầu về việc xác định và mô tả các hệ quy chiếu thời gian là thỏa mãn.

c) Tham khảo: 5.3, 5.5.2, 5.5.3 và 5.5.4.2.

d) Kiểu thử nghiệm: cơ bản

A.4  Yêu cầu kỹ thuật các phần tử siêu dữ liệu

a) Mục đích thử nghiệm: Xác minh các phần tử siêu dữ liệu theo thời gian được xác định có phù hợp với quy định cụ thể.

b) Phương pháp thử nghiệm: Kiểm tra các định nghĩa phần tử siêu dữ liệu trong các đặc điểm kỹ thuật siêu dữ liệu đảm bảo rằng các định nghĩa đáp ứng yêu cầu phù hợp cho các sự kiện hay các trạng thái.

c) Tài liệu Tham khảo: 5.5.5.

d) Kiểu thử nghiệm: cơ bản.

A.5  Siêu dữ liệu cho tập dữ liệu

a) Mục đích thử nghiệm : Xác minh siêu dữ liệu cho một tập hợp dữ liệu có cung cấp các thông tin cần thiết về các hệ quy chiếu thời gian.

b) Phương pháp thử nghiệm : Kiểm tra các bộ siêu dữ liệu. Nếu các siêu dữ liệu không chỉ ra tất cả các vị trí thời gian đưa vào dữ liệu mà nó mô tả được tham chiếu đến trong lịch Gregorian và UTC, kiểm tra để xem nó có cung cấp mô tả hoặc trích dẫn mô tả của mỗi hệ quy chiếu thời gian sử dụng trong dữ liệu. Đánh giá từng mô tả để xác minh nó bao gồm tất cả các yếu tố được quy định.

c) Tham khảo: 5.3.

d) Kiểu thử nghiệm: cơ bản

Phụ lục B

(Tham khảo)

Sử dụng thời gian trong các lược đồ ứng dụng

B.1  Các thuộc tính đối tượng thời gian

B.1.1  TM_GeometricPrimitive là kiểu dữ liệu

Hình B.1 minh họa việc sử dụng một TM_GeometricPrimitive trong một lược đồ ứng dụng. Các kiểu đối tượng Nhà được đại diện bởi một lớp UML. Nó có một thuộc tính gọi là dateOfConstruction, trong đó có một giá trị kiểu dữ liệu TM_Instant, và một thuộc tính thứ hai, gọi là periodOfOccupancy, trong đó có một giá trị kiểu dữ liệu TM_Period. Trong sơ đồ này, các TM_GeometricPrimitives không thực hiện các phép toán quy định tại các giao diện M_Order và TM_Separation. Vì TM_Instant chỉ có một thuộc tính TM_Instant.position: TM_TemporalPosition - trong đó có một giá trị kiểu dữ liệu TM_TemporalPosition, là kiểu dữ liệu hoặc một trong các phân nhóm của nó, chẳng hạn như DateTime, có thể được sử dụng là các kiểu dữ liệu cho Building.dateOfConstruction.

Hình B.1 TM_GeometricPrimitive là kiểu dữ liệu

B.1.2  TM_GeometricPrimitive là thuộc tính thời gian

Hình B.2 minh họa một cách khác của việc sử dụng một TM_GeometricPrimitive cho một đối tượng thời gian. Trong trường hợp này, đối tượng thuộc tính periodOfOccupancy được biểu diễn như một lớp UML được liên kết để xây dựng bởi một liên kết UML. PeriodOfOccupancy là một kiểu phụ của TM_Period. Nó kế thừa vai trò các liên kết bắt đầu và kết thúc từ TM_Period, nhưng nó hạn chế các kiểu dữ liệu trong từng trường hợp DateTime. (Ở cấp TM_Period, các kiểu dữ liệu cho các thuộc tính là TM_TemporalPosition). Nó cũng được thừa hưởng giao diện TM_Order, từ đó nó sử dụng phép toán (khác: TM_Primitive): TM_RelativePosition, và TM_Separation, mà từ đó nó sử dụng các phép toán length(): TM_Duration và khoảng cách (khác: TM_GeometricPrimitive): TM_Duration.

Hình B.2. TM_GeometricPrimitive là thuộc tính đối tượng thời gian

B.1.3  TM_TopologicalComplex là thuộc tính

Hình B.3 minh họa việc sử dụng một TM_TopologicalComplex như một thuộc tính đối tượng thời gian. Lịch sử của một di tích khảo cổ thường được mô tả trong giới hạn dãy các chu kỳ trong đó các vị trí đã bị sử dụng bởi các thành viên của một số nhóm văn hóa, hoặc bỏ trống. Trong đó, biết được thứ tự của các giai đoạn, nhưng không biết được vị trí thời gian. Lịch sử này có thể được mô tả bằng một TM_ToplogicalComplex. Các kiểu đối tượng di tích khảo cổ, đại diện là một lớp UML, được kết hợp với một lớp UML đại diện cho các đối tượng thuộc tính Lịch sử di tích. Lịch sử di tích là một kiểu phụ của TM_TopologicalComplex. Nó là một tổng hợp của Occupancylntervals, khi mà mỗi Occupancylnterval là một kiểu phụ của TM_Edge.

B.3 Hình B.3 - TM_TopologicalComplex là thuộc tính đối tượng thời gian

B.1.4  Các giá trị thuộc tính tuần hoàn

Hình B.4 đưa ra ví dụ về một thuộc tính đối tượng có giá trị tái diễn chu kỳ. Các kiểu đối tượng Field có một thuộc tính CropRotation mà được biểu diễn như một lớp UML với một bội từ 0 đến n. Có một ví dụ của kiểu thuộc tính này cho từng kiểu cây trồng được trồng trên cánh đồng. CropRotation có ba thuộc tính:

- CropType xác định kiểu cây trồng;

- FirstPlanting xác định ngày cây trồng được trồng đầu tiên trên đồng;

- Vòng xoay khoảng thời gian xác định thời kỳ trồng trọt của loại cây đó.

Hình B.4 Các giá trị thuộc tính theo chu kỳ

B.2  Các liên kết đối tượng thời gian

B.2.1  Các liên kết thời gian đơn

Hình B.5 là một ví dụ của một liên kết đối tượng đơn giản thực hiện như một liên kết UML. Lược đồ chỉ ra rằng con đường tồn tại trước khi các trạm dịch vụ tồn tại.

Hình B.5 Biểu diễn tường minh của một liên kết thời gian đơn giản

Lược đồ đơn giản cho các tòa nhà trong hình B.6 đưa ra một ví dụ về dữ liệu cần thiết để lấy được các liên kết đối tượng đơn giản bằng cách sử dụng các phép toán TM_Order.relativePosition.

Hình B.6 Lược đồ tòa nhà

Giả sử một tập hợp dữ liệu xây dựng lược đồ này bao gồm bốn kiểu nhà với các giá trị thuộc tính thể hiện trong Bảng B.1

Bảng B.1 - Tệp dữ liệu cho lược đồ nhà

TM_Instant có thể sử dụng các thao tác relativePosition (khác: TM_Primitive): TM_RelativePosition từ giao diện TM_Order. Nếu thao tác đó được thực hiện cho từng trường hợp của Building.dateOfConstruction: TM_lnstant là nguồn, với mỗi trường hợp khác là đích (ví dụ như các giá trị cho các tham số đầu vào khác), nó sẽ cho các giá trị được liệt kê trong Bảng B.2.

Bảng 2 - Liên kết thời gian đơn giản giữa các thực thể tòa nhà

B.2.2  Kế tiếp đối tượng

Hình B.7 là một ví dụ về kế thừa đối tượng mô hình hóa như một mối liên hệ giữa các lớp kiểu đối tượng. Đó là một ví dụ về một kiểu kế thừa sinh thái, được biết đến như kế thừa cánh đồng cũ, phổ biến ở miền đông Hoa Kỳ. Các kiểu xảy ra tại một địa điểm duy nhất trong chuỗi hiển thị, nếu vị trí không bị xáo trộn về phía trái. Điều này cho thấy bài toán gắn với việc kế thừa yếu tố mô hình ở mức kiểu đối tượng. Bất cứ lúc nào, hỏa hoạn, bão, hay sự can thiệp của con người có thể làm gián đoạn việc kế thừa này và đưa nó trở về thời kỳ trước đó, hoặc thay thế các kiểu đối tượng hiện có bằng một kiểu đối tượng đột xuất.

Hình B.7 Kế thừa đối tượng giữa các kiểu đối tượng

Hình B.8 là một ví dụ về kế thừa đối tượng mô hình hóa như một liên kết tự tham chiếu của một lớp UML đó là một siêu kiểu cho các kiểu đối tượng khác nhau mà có thể được tham gia vào các liên kết liên tiếp. Mô hình hóa trong dạng này là cần thiết vì không có cách nào để dự đoán thứ tự trong đó trường hợp của các kiểu đối tượng có thể thành công với nhau. Trong ví dụ này, mỗi liên kết được biểu diễn là một lớp liên kết, do đó thời điểm kế thừa xảy ra có thể được mô tả bằng một thuộc tính của liên kết.

Hình B.8 Kế tiếp đối tượng ở mức đối tượng chung

B.3  Các liên kết đối tượng với đặc điểm thời gian

Hình B.9 là một biểu đồ ứng dụng cho sự kết hợp giữa một trụ sở trang trại và các vùng đất chăn thả cho thuê mà nó quản lý. Một bãi chăn nuôi được gắn với một trụ sở quản lý đất bằng một hợp đồng thuê. Hợp đồng thuê là ví dụ về một liên kết đối tượng không được coi là liên kết thời gian, vì thời gian không phải là khía cạnh chủ đạo của liên kết. Tuy nhiên, một hợp đồng thuê có hiệu lực trong một khoảng thời gian nhất định. Thời gian thuê đất được thể hiện trong chế độ này như một lớp liên kết UML, trong đó cho phép các thuộc tính được gán cho một liên kết. Trong trường hợp này, nó có một thuộc tính thời gian cho thuê để xác định khoảng thời gian mà việc thuê đất có hiệu lực. Nó cũng có thể có các thuộc tính khác, chẳng hạn như trong đó xác định các chi phí của hợp đồng thuê.

Hình B.9 Thuê bãi chăn nuôi

Phụ lục C

(Quy định)

Mô tả hệ quy chiếu thời gian trong siêu dữ liệu

C.1  Siêu dữ liệu cho hệ quy chiếu thời gian

Mục 5.3.1 quy định các siêu dữ liệu liên kết với một tập hợp dữ liệu có sử dụng hệ quy chiếu thời gian khác với lịch Gregorian và UTC sẽ cung cấp các trích dẫn tài liệu mô tả hệ quy chiếu thời gian, hoặc bao gồm các mô tả của hệ quy chiếu thời gian trong các siêu dữ liệu. Các phần tử siêu dữ liệu được xác định trong bảng C.1 sẽ được sử dụng cho mục đích này. Cấu trúc của bảng này phù hợp với tiêu chuẩn ISO 19115: -, Phụ lục B.

Bảng C.1 - Phần tử siêu dữ liệu mô tả hệ quy chiếu thời gian

Phụ lục D

(Tham khảo)

Mô tả lịch

D.1  Cấu trúc bên trong các lịch

Một lịch là một hệ quy chiếu thời gian rời rạc cung cấp cơ sở để xác định vị trí thời gian đối với sự phân bố thời gian của một ngày. Lịch Gregorian là tiêu chuẩn quốc tế. Nó được ưu tiên để sử dụng với thông tin địa lý. Tuy nhiên, có rất nhiều loại lịch truyền thống và lịch sử, cùng với lịch Gregorian. Những lịch này có thể phù hợp cho một số ứng dụng của thông tin địa lý. Ví dụ, các tài liệu khảo cổ học có thể xác định niên đại chính xác hơn trong lịch của nền văn hóa đang được xem xét. Mục 5.3.1 quy định các siêu dữ liệu cho bất kỳ tập hợp dữ liệu có sử dụng một lịch khác với lịch Gregorian cần bao gồm một bản mô tả về lịch hoặc một trích dẫn cho một mô tả. Phụ lục này mô tả một số khía cạnh của lịch có thể phải được xem xét trong một mô tả như vậy.

Một lịch có một cấu trúc phân cấp (xem hình D.1), trong đó một loại hình cụ thể của khoảng thời gian được sử dụng ở mỗi cấp. Thông thường, các trường hợp mà những khoảng thời gian ở một mức độ trong hệ thống phân cấp được đặt tên hoặc đánh số trên cơ sở của một chu kỳ có chiều dài tương đương với khoảng thời gian sử dụng ở cấp cao hơn tiếp theo. Mặc dù hầu hết các lịch bao gồm năm và ngày, như là các khoảng thời gian tiêu chuẩn, một số lịch sử dụng khoảng thời gian khác lâu hơn như là I tháng ở mức giữa. Một số lịch cũng bao gồm các cấp độ khác trong hệ thống phân cấp, hoặc thậm chí một hệ thống phân cấp song song sử dụng các khoảng thời gian khác. Một ngày lịch xác định một thực thể của một khoảng thời gian ở mỗi cấp của hệ thống phân cấp.

VÍ DỤ Một ngày trong lịch Gregorian được xác định bằng một năm cụ thể, một tháng cụ thể trong năm đó, và một ngày cụ thể của tháng đó.

Hình D.1 Cấu trúc bên trong của lịch điển hình

Lịch rất phức tạp vì các khoảng thời gian trên danh nghĩa được dựa trên chu kỳ thiên văn, nhưng các giai đoạn của những chu kỳ không phải là bội số của nhau. Để duy trì các mối quan hệ pha giữa chu kỳ lịch và các chu kỳ thiên văn, độ dài của một khoảng thời gian được điều chỉnh bởi các khoảng thời gian xen kẽ ở mức thấp hơn.

CHÚ THÍCH: xen vào giữa là chèn một khoảng thời gian bổ sung, chẳng hạn như một ngày hay một tháng, vào một lịch. Trong lịch Gregorian, ví dụ, một ngày bổ sung được xen vào cuối tháng Hai trong mỗi năm nhuận.

a) Các khoảng thời gian cơ bản của tất cả các lịch là ngày, thông thường tương ứng với thời gian chuyển động quay của Trái đất quanh trục của nó. Chiều dài của khoảng thời gian khác được sử dụng trong một lịch là bội số nguyên của một ngày. Trong nhiều lịch, một ngày cụ thể được xác định bởi số thứ tự của nó trong vòng một tháng. Một số lịch sử dụng các phương pháp khác.

b) Một năm dương lịch tương ứng với chu kỳ vòng quay của trái đất quanh mặt trời. Vì độ dài của chu kỳ đó không phải là một số nguyên ngày, hầu hết các lịch được thiết kế để cho phép độ dài của một năm dương lịch thay đổi chiều dài trung bình trong một khoảng thời gian dài bằng của giai đoạn vòng quay của Trái đất. Các lịch khác nhau về độ chính xác mà nó đạt được. Trong hầu hết lịch, tháng bổ sung hoặc ngày được xen vào dựa trên một cơ sở theo chu kỳ. Trong nhiều lịch cổ đại, sự đan xen đã được thực hiện trên cơ sở thường xuyên, bất cứ khi nào một số cơ quan chính phủ hoặc tôn giáo nhận thức cần thiết phải làm như vậy.

c) Một năm thường bao gồm một chuỗi các tháng có độ dài khác nhau. Khi có những quy tắc đan xen, cấu trúc nội tại của một năm sẽ tuân theo một trong một số hạn chế của mô hình mà mỗi trong số đó có thể được mô tả bằng một bản mẫu liệt kê các tên và độ dài của các tháng trong một năm mà phù hợp với mẫu đó. Các quy tắc đan xen đưa ra cách thức để liên kết thứ tự của một năm cụ thể trong một thời kỳ với các mẫu mà nó phù hợp.

Một tháng thông thường tương ứng với chu kỳ mặt trăng - là chu kỳ các giai đoạn của mặt trăng hay vòng quay của mặt trăng quanh trái đất. Trong nhiều lịch cổ đại, độ dài của một tháng đã được xác định bằng cách quan sát thiên văn chứ không phải bằng cách tính toán. Tuần trăng không phải là một khoảng thời gian bằng bội số của độ dài ngày, cũng không phải là một năm thiên văn một bội số nguyên của giai đoạn của chu kỳ mặt trăng. Một số lịch duy trì mối quan hệ tuần trăng giữa các tháng và chu kỳ mặt trăng bằng cách hạn chế sự biến đổi trong chiều dài của tháng theo cách mà chiều dài trung bình của nó tương đương với giai đoạn của chu kỳ mặt trăng. Trong trường hợp này, năm dương lịch được điều chỉnh về thời gian vòng quay của trái đất quanh mặt trời bằng một tháng xen kẽ bổ sung trong các năm cụ thể. Lịch khác - ví dụ: lịch Gregorian - không được thiết kế để đồng bộ với chu kỳ lịch mặt trăng: năm dương lịch chỉ đơn giản được chia thành một số nguyên của tháng.

d) Nhiều lịch bao gồm một khoảng thời gian của nhiều ngày mà khoảng này ngắn hơn một tháng. Các lịch Gregorian và các lịch phương tây khác, ví dụ, sử dụng một tuần bảy ngày là một khoảng thời gian tiêu chuẩn. Mặc dù ngày trong tuần có thể là một ngày có ý nghĩa văn hóa, nó không có thêm thông tin về vị trí theo thời gian của ngày. Quy tắc đan xen, có thể phức tạp khi có những đòi hỏi các lễ hội phải được xác định chắc chắn vào một ngày nhất định trong tuần cũng như ngày tháng cụ thể.

e) Mỗi lịch kết hợp với một hoặc nhiều lịch kỷ nguyên. Một lịch kỷ nguyên là một chuỗi các năm được tính từ một ngày tham chiếu tương ứng với một số sự kiện huyền thoại hay lịch sử. Lịch có xu hướng rơi vào hai nhóm. Một số năm tháng có liên quan đến một sự kiện tham chiếu duy nhất, do đó năm rơi vào chỉ một hoặc hai lịch kỷ nguyên. Lịch Gregorian là một ví dụ. Với nhiều lý do, sự kiện tham chiếu có thể thay đổi từ một giai đoạn lịch sử này đến giai đoạn lịch sử khác. Lịch Julian (D.3.1), ví dụ, đã sử dụng rất nhiều các sự kiện tham chiếu khác nhau. Lịch khác sử dụng nhiều sự kiện tham chiếu. Sự xác định niên đại kép - tính từ sự ngược lên của một quy tắc - là khá phổ biến. Ví dụ, lịch hiện đại của Nhật Bản (D.3.2) và các lịch Babylon cổ đại (D.3.3.).

D.2  Mô tả lịch

Tiểu mục 5.3.2 định nghĩa một tập hợp các giao diện tương đối đơn giản cho một lịch. Nó đưa ra yêu cầu chi tiết về các mô tả của một lịch kỷ nguyên. Thông tin gốc có thể được cung cấp để hỗ trợ việc chuyển đổi ngày dương lịch sang ngày Julian được quy định bởi một số yếu tố được thảo luận trong D. 1.

Một số lịch, bao gồm hầu hết loại hiện hành, đã phổ biến đến một mức độ mà các thuật toán có thể được viết để chuyển đổi một ngày chính xác sang ngày Julian. Trong trường hợp này, các thông tin cần thiết có thể được cung cấp dưới dạng một thuật toán như vậy. Dershowitz và Reingold (1997), Doggett (1992), Hatcher (1984, 1985), và Richards (1998) cung cấp một số thuật toán như vậy.

Nhiều lịch gần như phổ biến; các thuật toán có thể được viết để chuyển đổi ngày thành giá trị gần đúng cho ngày Julian. Trong trường hợp này, các thông tin cần thiết có thể được cung cấp dưới dạng các thuật toán như vậy. Nó sẽ bao gồm ước tính chính xác của kết quả cho mỗi thuật toán, và một báo cáo của các giai đoạn trong đó độ chính xác như vậy có thể đạt được.

Các lịch không thông dụng không thể mô tả đầy đủ bằng các thuật toán. Có thể trong một số trường hợp để cung cấp một mô tả của mỗi mẫu hàng năm xảy ra trong bảng xác định các mô hình sử dụng trong mỗi năm. Nó chỉ có thể được có thể cung cấp một mô tả của một năm dương lịch điển hình với một tập hợp các tài liệu ngày tham khảo sẽ cho phép ngày chuyển đổi gần đúng ngày Julian bằng cách nội suy. Parise (1982) cung cấp rất nhiều các bảng chuyển đổi lịch.

D.3  Ví dụ

D.3.1  Lịch Julian

Lịch Julian là một ví dụ về một lịch thông dụng. Nó được tính từ 45 năm trước Công nguyên, khi Julius Caesar áp đặt một cuộc cải cách lịch La Mã cổ đại để đem vào đồng bộ với năm dương lịch. Năm phổ biến của lịch Julian có một khoảng thời gian 365 ngày, với một ngày bổ sung xen vào mỗi năm thứ tư, được biết đến là một năm nhuận. Sau cái chết của Caesar, các giáo hoàng Roman hiểu sai các quy tắc, và xen một ngày trong mỗi năm thứ ba. Trong năm thứ 9 trước Công nguyên, Augustus đã ra lệnh rằng lỗi kết quả được sửa chữa bằng cách bỏ qua tính chất đan xen trong mỗi năm nhuận thành công cho đến năm thứ 8 sau Công nguyên.

Các hệ lịch Julian đã được sử dụng với một số lịch kỷ nguyên. Xem Parise (1982) và Richards (1998) để biết chi tiết. Trong thời kỳ cộng hòa xuyên suốt những năm của đế quốc Roma, năm được tính từ ngày được cho là thành lập thành phố, tương đương với năm 753 trước Công nguyên. Trong năm 525 sau Công nguyên, Dionysius Exiguus đề xuất đánh số năm từ sự ra đời của Chúa Giêsu Kitô. Tuy nhiên, thời kỳ Kitô giáo này đã không được sử dụng rộng rãi ở Tây Âu cho tới thế kỷ thứ 11, và không được chấp nhận trong thế giới Hy Lạp cho đến thế kỷ thứ 15.

Bảng D.1 Các tháng trong lịch Julian

Kể từ thời của Augustus, năm Julian đã bao gồm 12 tháng, như thể hiện trong Bảng D.1. Trong Đế chế La Mã, ngày 01 tháng 1 là ngày đầu tiên của năm. Trong thời gian sau đó, các ngày khác đã được sử dụng. Xem Parise (1982) để biết chi tiết.

Bảng D.2 là một ví dụ về một mô tả của lịch Julian đáp ứng các yêu cầu của 5.3. Ví dụ mô tả lịch Julian như được sử dụng trong thời kỳ Kitô giáo từ ngày 01 tháng 1 năm 1000 sau Công nguyên cho đến ngày 04 tháng 10 1582 sau Công nguyên, với ngày 1 tháng Giêng là ngày đầu tiên của năm.

Bảng D.2 - Mô tả của lịch Julian với thời kỳ Kitô giáo

Các thuật toán trong Bảng D.2 đã được chuyển thể từ Richards (1998). Chúng cần phải được sửa đổi để hỗ trợ việc biến đổi ngày lịch Julian gắn với các lịch kỷ nguyên khác, hoặc đối với lịch Julian sử dụng một ngày khác với ngày 01 tháng một cho ngày đầu tiên của năm. Xem Richards (1998) để biết chi tiết. Tất cả các tính toán được thực hiện trong số học số nguyên.

D.3.2  Lịch Nhật Bản hiện đại

Kể từ năm 1873, Nhật Bản đã sử dụng lịch Gregorian, ngoại trừ hệ thống năm đánh số theo thời kỳ phong kiến được duy trì. Bảng D.3 minh họa việc sử dụng các phần tử quy định của Tiêu chuẩn này để mô tả lịch kỷ nguyên.

Bảng D.3 - Các lịch kỷ nguyên Nhật Bản

D.3.3  Lịch Babylon cổ đại

Lịch Babylon cổ đại là một ví dụ về một lịch bất thường. Đó là một lịch âm, có mười hai tháng trong năm điển hình (Bảng D.4). Một tháng thứ mười ba đã xen để giữ lịch phù hợp với các mùa trong năm. Lúc đầu (khoảng năm 2400 trước Công nguyên) đã được thực hiện khi cần thiết để đảm bảo rằng các vụ thu hoạch lúa mạch xảy ra trong tháng đầu tiên của năm. Thời kỳ 1000 trước Công nguyên, quyết định xen có thể phụ thuộc vào khoảng cách của Mặt trăng đến Pleiades vào ngày đầu tiên của năm. Tới năm 500 trước Công nguyên, sự đan xen được thực hiện trên một chu kỳ 19 năm, thêm một Adaru II trong năm 3, 6, 8, 11, 14, và 19, và một Ululu II trong năm 17.

Bảng D.4 - Các tháng của năm Babylon

Ngày bắt đầu vào lúc mặt trời mọc. Thông thường tháng bắt đầu khi mặt trăng mới lần đầu tiên được nhìn thấy, vì vậy chiều dài của tháng xen kẽ không đều giữa 29 và 30 ngày.

Tuy nhiên, tháng kết thúc vào ngày thứ 30 nếu không thể quan sát được mặt trăng.

CHÚ THÍCH 1 Trong hầu hết lịch cổ đại, ngày bắt đầu vào lúc bình minh hay hoàng hôn, vì chúng là hai sự kiện duy nhất của chu kỳ ngày đêm có thể quan sát mà không có sự trợ giúp của các thiết bị chuyên dụng. Ngày bắt đầu vào lúc hoàng hôn là phù hợp với đầu tháng khi mặt trăng mới lần đầu tiên được nhìn thấy.

CHÚ THÍCH 2 Về nguyên tắc, có thể tính được độ dài của mỗi tháng âm lịch từ dữ liệu thiên văn hiện đại, nhưng, bởi vì độ dài của tháng dương lịch dựa trên những quan sát, chúng có thể không có liên hệ với tháng thiên văn.

Năm đã được đánh số trên cơ sở của các triều đại. Năm đầu tiên của một thời kỳ là lúc đầu tiên được bắt đầu sau khi nhà vua lên ngôi. Vào thế kỷ thứ hai, Ptolemy đã tạo ra một danh sách của các vị vua và thời kỳ của họ, quay ngược đến năm 747 trước Công nguyên. Danh sách này đã được sử dụng như một cơ sở cho năm tương quan Babylonian với các năm trong thời kỳ gần đây. Danh sách cổ khác đã được tìm thấy, trong đó cho phép xác định niên đại được mở rộng trở lại khoảng năm 2000 trước Công nguyên, mặc dù có ít tính chính xác của những năm trước đó. Bảng D.5 cung cấp một ví dụ cho mười năm đầu tiên của lịch Babylon.

Bảng D.5 - 10 năm đầu tiên của Triều đại Nebuchadnezzar II ở Babylon

Vì không biết được độ dài của tháng cụ thể, không thể thực hiện một chuyển đổi chính xác của một ngày trong lịch này sang ngày Julian. Tuy nhiên, một thuật toán dựa vào độ dài trung bình của một tháng trong năm sẽ cho một kết quả xấp xỉ gần đúng với ngày Julian. Bảng D.6 minh họa việc sử dụng các phần tử quy định của Tiêu chuẩn này để mô tả lịch Babylon.

Bảng D.6 - Mô tả của lịch Babylon từ thời Nebuchadnezzar II

D.3.4 Lịch hệ thống định vị toàn cầu

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) sử dụng một hệ thống lịch cụ thể và đồng hồ ghi rõ vị trí thời gian của dữ liệu liên quan đến GPS. Ngày tháng được xác định dưới dạng số hiệu tuần (WN) tính trong một lịch kỷ nguyên bắt đầu vào lúc nửa đêm (00:00:00 UTC) ngày 6 tháng giêng năm 1980, và ngày này được xác định bởi số thứ tự của ngày (DN) trong vòng một tuần. Trong cả hai trường hợp, đánh số bắt đầu bằng số 0. Bảng Q.7 minh họa việc sử dụng các phần tử quy định bởi Tiêu chuẩn này để mô tả lịch GPS.

Bảng Q.7 - Mô tả của lịch GPS

Hệ thống thời gian GPS bất thường ở chỗ nó quy định đồng hồ thời gian như thời gian trong tuần (TOW) thể hiện bằng giây, chứ không phải là bằng ngày. Một tuần GPS bao gồm 604.800 giây. Thời gian GPS khác với UTC vì hai lý do. Thời gian GPS là một thang đo liên tục, trong khi UTC được định kỳ điều chỉnh về thời gian định kỳ quay của Trái đất bằng việc bổ sung giây nhuận. Thời gian GPS cũng trôi trong một phạm vi một micro giây tương ứng với UTC. Kết quả là, các thuật toán để chuyển đổi giữa thời gian GPS và UTC là khá phức tạp và không bao gồm trong ví dụ này.

Thư mục tài liệu tham khảo

1. Allen, J. F., Kiến thức cơ bản về khoảng thời gian, Communications of the ACM, 1983, vol. 26 pp. 832-843

2. N. Dershowitz and E. M. Reingold, Tính toán lịch, Cambridge University Press, 1997

3. L. E. Doggett, Calendars in P. K. Seidelmann (editor), Giải thích bổ sung niên giám thiên văn, lịch thiên văn Mỹ và niên giám hàng hải, University Science Books, Sausalito, CA, USA, 1992, pp. 575-608

4. D. A. Hatcher, Công thức đơn giản cho số ngày Julian và ngày lịch, Journal of the Royal Astronomical Society, 1984, Vol. 25, p. 53

5. D. A. Hatcher, Phương trình tổng quát cho số ngày Julian và ngày dương lịch, Journal of the Royal Astronomical Society, 1985, Vol. 26, p. 151

6. Liên hiệp Viễn thông Quốc tế, ITU -R Recommendation TF.686-1 (10/97), Glossary, 1997

7. Liên hiệp Viễn thông Quốc tế, ITU-R Recommendation TF.460-5 (10/97), Standard-frequency and time-signal emissions, 1997

8. ISO 31 -2:1992, Khối lượng và đơn vị - phần 2: Hiện tượng chu kỳ và quan hệ

9. ISO 19104:-2) Thông tin địa lý - Thuật ngữ

10. C. S. Jensen, et al. Thuật ngữ thống nhất các khái niệm cơ sở dữ liệu thời gian, ACM SIGMOD Records, 1994, Vol. 23

Also available as consGlos.ps from ftp://ftp.cs.arizona.edu/tsal/doc/

11. Nhóm quản lý đối tượng, OMG Unified Modeling Language Specification, version 1.3 1999, Available from World Wide Web at http://www.oma.org/cQi- bin/doc7ad/99-06-08

12. F. Parise, Các cuốn sách về lịch, Facts on file, New York, 1982

13. J. P.Parisot, Bổ sung bài báo H. A. Hatcher, Journal of the Royal Astronomical Society, 1986, Vol. 27, p.506

14. E. G. Richards, Lập bản đồ thời gian: The calendar and its history. Oxford University Press, 1998