多粒度时空对象支持下湿地时空行为认知与表达初探

湿地作为一种活的空间实体，其时空行为错综复杂，认知和表达一直是该领域研究的重点和难点。全空间信息系统以多粒度时空对象直接对现实世界进行抽象和描述，比传统GIS更符合人的认知特点。因此，本文基于多粒度时空对象建模思想，分别对湿地数据组织、时空行为认知和表达进行了初探。结果表明：湿地时空行为可按对象粒度、数量和特征属性进行分类，且行为表达可通过动态展示，分析建模和模型预测层层递进，较以往表征方式具有动态关联近实时等优势，可为湿地资源的动态监测提供一种新的研究思路。     

全空间时空对象可视化工具的设计与实现

在全空间信息系统中,多粒度时空对象及其时空域的组织方式,本身并没有对对象进行专门的可视化处理.对象的全特征、复杂关联与多维动态特点客观上造成了用户理解和认知数据的困难,需要专门的可视化工具,对对象的特征信息进行可视化检查与交互探索,一方面可以向下验证全空间信息系统建模理论,融合多粒度时空对象一体化管理技术;另一方面可以向上为系统示范应用提供数据可视化工具,检查对象数据的正确性和完整性.为此,首先从体系架构和可视化流程2个方面对可视化工具进行总体设计;在此基础上,以对象特征的直接动态可视化表达为目标,针对对象特征信息的不同来源和时空演变特点,提出多粒度时空对象离散变化特征动态表达、连续变化特征动态表达的关键技术流程,实现对象全生命周期特征信息的变化管理、动态表达与交互探索;最后通过插件扩展,实现了系统功能,以若干应用场景验证了系统架构的合理性和关键技术流程的正确性.     

全空间信息系统的核心问题和关键技术

分析了空间信息系统的研究现状和存在问题,阐明了全空间信息系统的基本概念和基本特征;提出了基于多粒度时空对象构建全空间信息系统的技术路线,明确了需要研究解决的科学问题和关键技术;提出了全空间信息系统与智能设施管理的主要研究内容,指出预期的研究效益。     

面向全空间信息系统的传感设备实时数据管理架构

传感设备实时数据已经逐步成为GIS对现实世界动态特征表达与时空大数据分析的主要数据来源之一.将传感设备与全空间信息系统结合,提出一种面向全空间信息系统的传感设备动态接入与感测数据流式管理架构.基于多粒度时空对象描述框架对传感设备进行动态时空建模,实现传感设备的动态接入与时空对象化一体管理;设计可伸缩的实时数据管理系统体系;引入任务驱动的感测数据流式处理机制;通过实验验证数据管理架构的技术可行性.     

人际关系网络对象化时空建模方法研究

以全空间信息系统的多粒度时空对象数据模型为指导思想,进行人际关系网络的对象化时空建模方法研究.首先,分析了人际关系网络的建模内容;然后,设计了面向人际关系网络的多粒度时空对象逻辑数据模型;最后,提出了一种人际关系网络的对象化批量构建方法并进行了实例验证.结果表明,本文所提出的人际关系网络对象化时空建模方法将人际关系网络的人员个体视为一个时空实体并抽象为多粒度时空对象,将人员个体之间的人际关系抽象为多粒度时空对象之间的关联关系,可有效描述人际关系网络中人员和关系在时空过程中的状态及其变化信息,实现了人际关系网络的时空一体化组织、存储和管理.     

一种时空过程的梯形分级描述框架及其建模实例

以对象建模视图和事件模型为基础的自底向上的时空过程表达方法,缺少对地理时空现象的显式定义,在时空因果链的细化表达方面存在不足。本文设计一种时空过程的梯形分级描述框架STP-TRAP,对时空过程进行自顶向下的显式化建模和集成时空因果链的分级描述,并在事件模型基础上,通过引入约束关系描述扩展时空因果链的表达模式。土地利用变迁过程建模实例与土地利用管理信息系统的设计和实现证明,该框架对土地利用变迁时空过程表达效果较好,为土地利用变更数据管理提供了新的思路。     

基于时空对象的高铁网络建模方法

全空间信息系统将现实世界中的实体抽象为多粒度时空对象,并对其进行表达与分析,较传统地理信息系统来说更符合人类的认知。对高铁网络对象的基本特点及现有交通网络建模方法进行了分析,可知目前现有的建模方法难以支持具有动态性、关联性及多粒度特性的高铁网络对象的表达。依据多粒度时空对象建模思想,提出了一种适合高铁交通数据的全面表达与操作的建模方法;并对高铁网络对象化建模方法的优势及建模过程进行了探讨,设计了概念模型和逻辑模型;通过实例对提出的建模方法进行了验证,并采用可视化表达的方法检验高铁网络时空对象数据的有效性。实验结果表明,基于时空对象的建模方法能够较好描述高铁时空实体多维动态特征,能为后续高铁网络时空查询、分析提供支持。     

基于多粒度时空对象的事件建模框架研究

全空间信息系统中提出利用多粒度时空对象构建一个时空大数据下的多维动态世界。由于多粒度时空对象的复杂特征,基于传统地理实体的事件建模方法和理论已不能满足全空间信息系统的需要,必须研究多粒度时空对象的变化特点及其事件建模理论。分析了对象与事件生命周期的拓扑关系,总结了多粒度时空对象的变化特点和规律;提出了全空间信息系统中的事件结构及其建模流程,并总结了事件的3种关系和驱动模式;基于此,构建了事件建模的原型系统,并以某海域的两国海上舰艇对峙事件为例,进行了建模和初步可视化表达,取得了较好的效果。     

多粒度时空对象数据入库方法初探

全空间信息系统中,多粒度时空对象建模最终成果主要分为多粒度时空对象交换格式数据和多粒度时空对象数据库数据两种形式。对比分析了两者对多粒度时空对象的组织和存储方式,探讨了对象数据入库流程,设计并实现了基于规则的多粒度时空对象入库方法。该方法主要有两点优势:1)实现了入库工具与源数据格式及目标数据库结构的解耦、减少了编码工作量;2)为应对后续多粒度时空对象建模理论的演进与发展提供了灵活而强大的扩展机制。实验表明该方法为多粒度时空对象数据入库提供了一个可行的解决方案。     

基于任务过程的战场环境对象时空数据组织模型

军事信息系统始终以面向任务为核心,战场环境数据模型也是围绕作战任务来建立的。针对目前基于任务的战场环境信息系统研究尚不完善,现有的GIS时空数据模型还不能完全满足战场环境时空分析的需要。在对目前几种经典的时空数据模型分析的基础上,以基于对象的数据模型为理论基础,以过程驱动方法为建模机制,设计了适合战场环境领域的时空数据组织模型结构,实现了对复杂环境对象的可操作性。通过模型在战场环境分析系统中的应用,证明了其任务过程和地理空间数据的可对象化描述、组织、存储和查询功能。     

以事件为核心的面向对象时空数据模型

GIS中时态问题的解决不仅要在数学上寻求方法的支持，更应该在现实世界的时空现象中去探求其内在的变化规律。事件是驱动时空数据发生变化的根本原因，但每一次事件对数据对象的影响总是局限于一定的范围，这内在地表现为对象的属性之间的时空内聚性并决定了时态数据管理的对象粒度。时空数据模型的设计必须参照这一规律才能在冗余与效率之间取得平衡。在简要分析现有的几种典型时空数据模型的基础上，根据上述观点设计了一种以事件为核心的面向对象时空数据模型。房产信息系统的设计与实现证明，该模型对于时空数据管理效果较好，为进一步抽取变化的模式和预测决策奠定了基础。     

面向交通地理信息时空特征描述的Spatial-UML研究

空间信息系统建模的多样性、主流信息技术的高度集成性以及逐渐变复杂的系统体系都使得软件和数据库设计者向可视化建模的主流方向发展。分析面向地理信息时空特征描述而建立的空间可视化语言插件(SpatialPVLs),并基于可视化建模技术标准,应用统一建模语言(UML)内置的扩展机制实现了针对地理信息时空特征描述的扩展。UML和SpatialPVLs的集成过程定义了面向地理信息时空特征描述的可视化建模语言,即Spatial-UML。最后,以城市交通模拟地理信息系统(GIS)数据概念模型设计为实例,验证Spatial-UML的适用性和扩展性,建立一个可以满足不同领域用户访问和理解的互协作建模架构,实现交通地理对象的空间、时态和时空特征的可视化标准描述和表达。     

一种面向对象的时空数据模型

地理信息系统中，时间、空间和属性是信息的3种基本成分，理想的地理信息系统应支持信息的时态性，对时空数据进行统一的模拟和管理。由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象，时空数据模型已成为GIS领域的一个研究热点。首先对当前时空数据模型研究现状进行了分析，在此基础上，提出了一种面向对象时空数据模型，并从3个方面描述了该模型的数据结构，包括时空对象结构、时空数据组织方式和时空数据存贮方式。     

地理信息的时态性分析及时空数据模型的研究

地理信息系统中 ,时间、空间和属性是信息的三种基本成分 ,理想的地理信息系统应支持信息的时态性 ,对时空数据进行统一的模拟和管理。由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象 ,时空数据模型已成为GIS领域的一个研究热点。本文首先分析了地理信息的时态性 ,之后讨论了当前时空数据模型的研究现状 ,在此基础上 ,提出了一种面向对象时空数据模型 ,并从三个方面描述了该模型的数据结构 ,包括时空对象结构、时空数据组织方式和时空数据存贮方式     

地理信息的时态性分析及时空数据模型的研究

地理信息系统中 ,时间、空间和属性是信息的三种基本成分 ,理想的地理信息系统应支持信息的时态性 ,对时空数据进行统一的模拟和管理。由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象 ,时空数据模型已成为GIS领域的一个研究热点。本文首先分析了地理信息的时态性 ,之后讨论了当前时空数据模型的研究现状 ,在此基础上 ,提出了一种面向对象时空数据模型 ,并从三个方面描述了该模型的数据结构 ,包括时空对象结构、时空数据组织方式和时空数据存贮方式     

基于时间语义的地籍管理信息系统数据组织与实现

地籍管理信息系统属于GIS范畴,具有很强的时态特性,如何高效地组织时空数据是系统成败的关键。本文在分析地籍管理信息系统必要性以及时间概念及其具体含义的基础上,引入时间语义,提出基于时间语义的数据模型。根据语义对地籍管理信息系统的时空数据组织方法进行了研究。并根据地籍管理对模型的要求,分别从时间点、时间段角度对历史信息进行查询和回溯,验证了模型的可行性。     

扩展流数据立方体的GIS时空大数据组织方法

针对大数据GIS面临的大规模数据的多源异构动态性与数据存储优化等问题,本文开展大数据背景下的地理时空数据组织与模型研究,提出了一种基于流数据的可扩展立方体处理框架,在典型的流数据二维数据序列基础上,构建增加垂直方向的非结构数据立方体;结合立方体数据组织模型的定义和特征,探讨扩展关系型数据库与协同非关系型数据库的GIS时空大数据组织方法;通过扩展数据源、数据类型及数据操作等属性,突出多源异构地理时空大数据的时空关系和演变过程关系等特征,对地理时空大数据进行数据一体化组织、存储和分析;进而解决地理信息时空大数据的大体量、异构与动态性在GIS数据管理与分析方面的技术瓶颈,并且对GIS时空大数据的有效管理提供科学性方法和解决策略。     

基于遥感及GIS的精确时空虚拟现实研究

本文探讨了GIS支持下遥感影像精确时空建模及其虚拟现实的理论和方法。描述了自然景观对象的时空表达、精确时空模型单元的基本关系 ,阐述了基于遥感和GIS的时空模型可视化一般理论 ,及时空数据库支持下真实景观的影像模拟方法 ,最后给出了目前研究存在的若干技术问题     

拉普拉斯特征映射的时空数据划分方法

针对传统的时空数据划分方法造成地理对象时空关系的割裂、时空信息维护困难等问题,该文提出一种基于拉普拉斯特征映射(LE)的时空划分方法。选取空间位置、时间、属性及空间拓扑关系邻近性等主要时空描述信息作为表达时空关系邻近性的因素,分析各因素对时空查询的影响程度,采用多因素结合方法构建无向邻域图并建立Laplacian矩阵,通过对矩阵特征分解将时空信息映射至二维谱空间,并在此基础上进行时空数据的划分。实验结果表明,该方法能够较好地保持地理对象时空关系的完整性,能够获取数据在低维流形空间中的结构特征,使得时空信息的组织和管理变得更加容易。     

基于模糊本体的时空数据模型构建方法研究

针对时空推理及信息查询中存在的时空模糊性问题,通过模糊隶属函数对模糊本体中的模糊概念和关系进行描述,在模糊本体5W2H语义概念模型的基础上构建了FGO-5W2HST时空数据模型,研究了本体方法下的时空推理的模糊扩展,并将上述研究应用于旅游景点信息领域,从而对时空推理查询及语义信息检索过程进行模拟验证。