多尺度空间数据索引方法研究

以多尺度空间数据为研究对象,讨论其混合索引结构的建立方法。对于多尺度矢量空间数据提出基于多层次网格与R 树混合索引结构,栅格数据进行分块并建立四叉树索引结构。利用双向链表结构连接同尺度下的矢栅空间数据,实现矢栅之间的无缝转化;并用地理数据编码及双向链表结构连接不同尺度下的同一空间对象,实现多尺度空间对象的纵向无缝连接。进而实现多尺度空间数据的快速可视化及空间对象的纵向无缝查询。     

面向虚拟地球的多尺度矢量数据可视化方法

为了实现网络环境下虚拟地球的多尺度矢量、影像和地形数据的集成可视化,便于矢量空间数据的查询分析,本文根据几何绘制的方法,将二维矢量数据、多尺度地形和全球等经纬度离散网格集成,提出了面向虚拟地球的多尺度矢量数据结构和多尺度矢量数据分块构建与组织方法;在此基础上,针对虚拟地球中矢量数据高效可视化的要求,提出了面向可视化的Douglas-Peucker矢量数据压缩算法。最后,基于网络三维虚拟地球平台GeoGlobe开发了实验系统,实现了面向虚拟地球的多尺度矢量数据的构建、组织以及可视化。     

开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe

如何管理覆盖全球多尺度PB级海量地理信息,构建三维虚拟地球,并进行高效传输与实时可视化以及与专业GIS的集成是我国空间信息技术面临的巨大挑战。对此,本文重点介绍了网络三维虚拟地球中多源、多尺度、多时相海量地理信息管理、网络传输、共享集成与可视化的理论、方法与关键技术。在此基础上,研制了开放式虚拟地球集成共享平台—GeoGlobe, 并成功应用于国家地理信息公共服务平台等项目中。     

基于地图分幅拓展的全球剖分模型及其地址编码研究

针对现有诸多全球剖分模型与已有空间数据的存储结构严重不匹配现象,为了更有效地管理、组织和利用海量空间数据,设计基于地图分幅拓展的全球剖分模型.该模型以地图分幅划分方式为基础利用经纬度间隔对全球进行层次性割分,较高效地实现对现有空间数据直接存储和索引的目的.在分析该全球剖分模型的特性后,给出其剖分面片的层次结构,并在该结构的基础上利用Hilbert曲线设计剖分面片的层次性地址编码方式,建立模型的地址编码空问.罩论研究和试验表明,该剖分模型能够更有效地表达和管理多分辨率的全球空间数据.     

海量动态异构空间标绘信息实时接入技术

随着全球经济建设和社会发展,社会各界对互联网空间信息的需求日益广泛。通过分析动态异构空间信息特征及来源,建立空间数据自组织规则,采用互联网信息地名识别与内容整合技术、万个级用户协同标绘技术、基于虚拟资源池的动态异构空间信息存储技术、空间数据的自适应显示技术和断点续传的要素级数据更新机制,对海量全球动态异构空间信息实时接入方法进行原型设计。结果表明:海量动态异构空间信息实时接入技术解决了标绘信息的实时传输,实现了多尺度下的标绘数据的实时/准实时显示,确保了海量空间信息资源服务的实时性和可读性。     

．NET环境下多尺度地理空间数据组织方法研究

在.NET环境下运用面向对象技术对地理空间数据进行合理组织,根据地物分类编码和制图综合知识对数据进行显示等级界定,从而在一定程度上解决地理窄间数据多尺度表达的问题;将空间数据和属性数据同时存储,解决了数据在一致性维护、并发控制以及海量空间数据存储管理上的缺陷;根据图幅和分层来建立R树索引,提高了索引的速度.     

一种针对室内可通行空间数据的集成空间关系多层次索引

室内路径规划涉及的可通行空间数据有着海量性和空间集聚性特点,因而我们需要采用高效的空间索引对其进行组织。本文为了解决诸如R树在内的传统索引对于室内可通行空间数据组织的不足,设计了一种融合空间关系的多层次空间索引。实验结果证明,采用这种方法构成的索引能够在对应的空间操作测试中展现出较R树更加优越的性能。所以,这种在空间索引内集成空间关系的尝试能够有效降低包含室内可通行空间结点的最小外接矩形的覆盖空间,并提高对于通行空间的检索效率。     

位置主导的空时记录体系架构设计

针对传统空间数据记录体系在全球尺度空间数据管理中存在的弊端,如数据图幅范围缺乏大范围或全球统一标准管理、数据跨图幅接边处理复杂等问题,本文构建了一套以空间位置记录为核心、时间为属性、计算机集群为存储模式的空时记录体系。在剖析了传统空间数据记录模式基础上,探讨了空时记录体系的内涵与优势,并基于全球剖分模型及其编码(GeoID编码)着重设计了空时记录体系架构和结构功能,为全球海量空间数据的管理与组织提供了技术参考。     

分布式空间数据库中矢量数据多级空间索引方法研究

随着网格计算、云计算等技术在地理信息领域的应用,海量空间数据的高效组织与管理成为提供各种数据和功能服务的基础,空间索引是其中的关键问题,文中在分布式空间数据库系统架构基础上,提出一种适应分布式环境下的分层+分块的矢量数据存储组织模型,设计包括矢量数据面片索引、矢量数据层索引、矢量数据块索引以及数据块内索引在内的多级空间索引。实现表明,文中设计的空间索引支持并发创建和高并发条件下的数据高效访问。     

全球格网系统的元数据管理模型

空间元数据管理技术是海量空间数据组织和管理的关键技术之一,是全球格网系统中实现地理数据有效组织和快速搜索的主要解决途径之一,与空间数据的共享与分发关系十分密切。从全球格网系统角度出发,对空间元数据的定义、内容、理论体系等方面进行了较为详细的阐述,并根据球面剖分的特点,对元数据管理模型及其解决方案进行了深入研究,为海量数据的组织和分发提供行之有效的管理方法。     

A Hybrid Spatial Index for Massive Point Cloud Data Management and Visualization

With the wide use of laser scanning technology, point cloud data collected from airborne sensors and terrestrial sensors are often integrated to depict a complete scenario from the top and ground views, even though points from different platforms and sensors have quite different densities. These massive point clouds with various structures create many problems for both data management and visualization. In this article, a hybrid spatial index method is proposed and implemented to manage and visualize integrated point cloud data from airborne and terrestrial scanners. This hybrid spatial index structure combines an extended quad‐tree model at the global level to manage large area airborne sensor data, with a 3‐D R‐tree to organize high density local area terrestrial point clouds. These massive point clouds from different platforms have diverse densities, but this hybrid spatial index system has the capability to organize the data adaptively and query efficiently, satisfying the requirements for fast visualization. Experiments using point cloud data collected from the Dunhuang area were conducted to evaluate the efficiency of our proposed method.     

网络环境下三维模型的多尺度数据组织方法

本文针对网络环境下海量三维模型数据的传输与可视化要求,探讨了三维模型数据多尺度组织方法.设计了基于点索引的三维模型几何数据结构,结合多尺度纹理表达,构建三维模型多尺度数据结构.在此基础上,基于四叉树结构构建分层分块的三维模型数据多尺度存储结构,从而适应三维模型数据的多尺度分块调度与传输,并通过实验验证该方法能根据三维场...     

城市三维GIS中的海量数据组织方法

针对城市三维GIS中的海量数据组织需求,本文设计并实现了基于关系数据库的三维模型数据库,主要特点是支持地形数据、三维模型几何与纹理数据的一体化存储和属性的自定义动态管理。结合城市三维GIS中的海量数据访问和管理需求,从空间索引、纹理缓存、属性存取、数据加密、数据更新等方面介绍了该架构,指出按模型类别建立分类索引,能够提高空间索引查询效率。     

全球多分辨率数据模型的构建与快速显示

在总结并分析国内外已有的多种全球数据浏览和显示系统的基础上,采用了全球空间四叉树模型与“视点相关”的处理方式,并将多线程理论有效地应用到超大数据的管理与显示中,建立了合理的多线程访问机制,利用金字塔瓦片数据集管理影像与DEM数据,实现了局域网内的分布存储与分发,并开发了全球海量数据管理客户端实验系统GlobalView。     

一种R树与格网结合的海量地铁隧道点云管理方法

为满足海量地铁隧道点云的高效处理需求，提出了一种R树与格网结合的海量地铁隧道点云管理方法。针对隧道点云的空间分布特点，在全局将大范围点云划分到格网中，并使用R树管理非空网格；在局部使用八叉树与四叉树混合的索引方法管理单个网格内的点云。为了提高点云的渲染效果，提出了基于网格面积的多细节层次结构（levels of detail，LOD）回溯构建方法，并采用高效的单文件存储方式存储点云。实验结果证明了所提出的方法在海量隧道点云的管理和可视化方面优于传统方法。     

基于邻接指数的空间关联规则挖掘方法研究

在空间关联规则挖掘中一般是采用遍历算法进行,导致对海量数据计算效率的降低。目前,空间数据挖掘模型多采用空间邻接矩阵来表达空间关联权重,大多情况下没有考虑邻接关系的实际量化的结果。文中在分析了空间实体分布的各种相邻关系基础上,采用邻接指数的方式来测算空间相关程度,并在此基础上采用改进的Apriori算法,通过自编程序加以实现。以北京市昌平区土地利用类型的空间分布关系为样例数据进行了试算。结果表明,计算效率有较大提高,并挖掘出一些潜在的土地利用类型间的共生关系。     

云环境下海量空间矢量数据并行划分算法

空间数据划分是空间大数据索引方法及其数据存储的重要组成部分。针对Hadoop云计算平台在空间数据划分及其存储方面的不足,提出了基于Hilbert空间填充曲线的海量空间矢量数据并行划分算法。在数据划分阶段,充分考虑空间数据相邻对象的空间位置关系、空间对象的自身大小以及相同编码块的空间对象个数等影响因素;通过“合并小编码块,分解大编码块”的划分原则,实现了云环境下海量空间矢量数据的并行划分算法。试验表明,该算法不仅能够提高海量空间矢量数据的索引效率,同时也能够很好地解决空间矢量数据在Hadoop分布式文件系统（Hadoop distributed file system,HDFS）上的数据倾斜问题。     

基于ArcSDE的空间数据综合管理系统设计与实现

讨论了以ArcGIS 9、ArcSDE和Oracle9i数据库管理系统平台为支撑,采用先进的数据存储管理技术对包括矢量、栅格以及DEM等各种类型、各种比例尺的地图数据实施集中、统一、高效的管理系统设计与实现。详细阐述了系统技术框架、空间数据存储方案、涉及的关键技术及系统主要功能。