嵌入式空间索引策略

嵌入式GIS的移动终端设备被有限的资源所束缚.使得需要使用合适的策略去解决这些问题如有限存储与大数据量之间的矛盾以及适应实时的需求.分别总结了移动终端和GIS空间数据的特点, 如移动终端的效率性和空间数据的复杂性等.将嵌入式GIS应用划分为3类: 电子地图浏览、导航系统和野外数据采集.综合描述已有的索引算法: R树、四叉树、Buddy树, 同时提出了基于主题导向的空间索引策略.实践证明, 该索引策略对已有的索引算法扬长避短, 大大提高嵌入式GIS数据存取、内存使用和CPU性能方面的效率.      

GIS空间数据索引技术研究与实现

GIS通常包含各种大量的空间信息,空间数据索引的建立有利于提高空间数据的存储、检索效率。因此,对空间数据索引模型的研究具有重要的现实意义。OracleSpatial的R-树和四叉树是索引两种空间数据索引模型和空间数据双层查询模型。在Oracle8i对象关系型的数据库管理系统中,通过空间数据和属性数据的有效结合,利用OracleSpatial提供R-树和四叉树两种空间索引方式,可实现GIS中空间数据索引、检索功能,保证了空间数据查询的快速性和准确性。     

两种空间索引结构在供水信息系统中的应用和对比

空间索引是空间位置到空间对象的映射关系,当前数据库尤其是地图数据库搜索的关键问题就是速度.而提高搜索速度的核心技术就是空间索引.介绍了几种不同的空间索引技术,探讨了利用格网单元索引和R树索引装封边界的过程.通过实验比较了两种索引技术加栽教据库时的搜索时间,得出了有益的结论.并根据实际应用比较各索引技术之间的优劣.     

基于多重近似索引的空间距离半连接

为了更有效地解决基于外部近似索引空间距离半连接效率较低问题,提出一种基于多重近似索引的空间距离半连接处理方法.该方法在充分利用多重近似索引结构特征基础上,推导出在半连接处理中的距离和空间对象数量约束关系,并在距离半连接算法中利用这些约束关系进行连接处理,从而减少了进行精过滤处理空间对象的数量.通过实验分析表明,基于多重近似索引的距离半连接算法有效,并且基于多重近似索引比基于外部近似索引的距离半连接效率要高.      

基于三维数字地质模型的地质空间动态剪切分析技术

基于三维数字地质模型的地质空间剪切分析是"玻璃国土"建设所面临的关键技术之一。其难点包括复杂三维数据环境中的高效实体布尔运算方法,以及相关三维实体语义信息的实时查询处理。采用基于BSP树的多边形合并与分解技术,实现三维空间实体的布尔运算与矢量剪切;采用多线程实现不同要素集合的并行裁剪运算,并在三维空间数据库引擎的支持下,进一步提升地上地下一体化信息处理和语义查询效率。以武汉市规划信息系统为例,实现了地下硐室和隧道动态开挖过程的三维地质空间剪切分析,并结合水利水电工程地下厂房设计和矿山三维巷道设计实例,说明了基于三维数字地质模型的地质空间分析的综合应用效果。     

浅谈R—tree（R—树）技术及其在断层数据管理上的应用

为了有效地管理三维空间的地球物理数据、地质数据以及计算机辅助设计数据,数据库系统需要一个索引结构,这个索引结构有助于根据三维空间体的空间位置快速存取数据。但是传统的索引方法不适于多维空间的数据体存取。本文将讨论一种称作中文R—树的动态索引结构,该索引结构将满足多维空间数据管理的需要。并讨论R-tree的检索、增加及删除算法,以及R-tree技术应用于断层数据管理的方法和体会。     

一种面向对象的三维地下空间矢量数据模型

针对地下空间的真三维连续特性以及建模过程的动态交互编辑与分析要求,提出了一种新的三维地下空间矢量数据模型。该模型采用面向对象思想对地下各种空间对象进行抽象描述;利用模型中的线段要素增强几何元素之间拓扑连接关系的维持,为地质体的切割和地下工程体的开挖等分析提供了算法上的便利;引入拓扑面更好地表达了地下空间对象之间的拓扑邻接关系。该模型在三维地下空间数据的存储管理、查询分析以及实时逼真绘制等方面都表现出较好的性能,适用于地下勘探工程的建模与分析。     

基于分布式地质图空间数据库的数据交换策略

为了解决分布式地质图空间数据库之间的数据共享和一致性维护问题,在MAPGIS7 .0面向地理实体的空间数据模型的基础上,根据地质图空间数据组织和分布的特点设计了一种“横向网格、纵向多级”的分布式多级服务器组网方案,结合该方案提出了一种以地质空间要素类为单位,面向服务的数据交换策略.该策略在国家地质调查空间数据库管理系统中的应用表明:以要素类为基本数据交换单位可以有效地维护分布式地质数据的空间、拓扑和语义的一致性;以服务的方式操作使数据交换能够跨平台、跨操作系统以及适合异构数据库.实践证明,这种策略是适合于分布式地质图空间数据库的一体化组织与管理的.     

新型地下水空间数据库的设计与实现

本文针对现有地下水空间数据库存在的一些不足之处,提出了基于关系数据库存储的地下水空间信息的数据模型,并利用关系数据库系统实现了存储地下水空间数据。文中介绍了地下水空间数据结构并根据地下水特点给出空间数据的存储表的逻辑结构,设计并实现了新型地下水空间数据库。新型地下水空间数据库可以将地下水空间图形和属性统一存储于关系数据库中,改善了传统地下水空间数据库采用文件———数据库混合存储所带来的诸多不便,在实际得到应用,效果良好。     

矿山环境可持续发展决策支持系统空间数据库设计与开发

介绍了矿山环境决策支持系统空间数据库设计思路、构成、功能以及系统建立的主要技术环节.该数据库包括10个子空间数据库.该数据库提供信息输入、空间检索和查询、空间分析、输出功能.矿山环境决策支持决策系统空间数据库的建立将为矿山开发与环境保护协调发展提供帮助.     

Spatial hashing based contact detection for numerical manifold method

A spatial hashing method was introduced to accelerate the contact detection process in the numerical manifold method. All objects (blocks) in the work space are hashed to a one dimensional hash table based on a spatial grid, then only blocks within the same place in the hash table need to do contact detection. The proposed method has a time complexity of O(n). Experiments show that the spatial hashing contact detection has a significant improvement in performance.     

A fine-granularity scheduling algorithm for parallel XDraw viewshed analysis

Viewshed analysis is widely used in many terrain applications such as siting problem, path planning problem, and etc. But viewshed computation is very time-consuming, in particular for applications with large-scale terrain data. Parallel computing as a mainstream technique with the tremendous potential has been introduced to enhance the computation performance of viewshed analysis. This paper presents a revised parallel viewshed computation approach based on the existing serial XDraw algorithm in a distributed parallel computing environment. A layered data-dependent model for processing data dependency in the XDraw algorithm is built to explore scheduling strategy so that a fine-granularity scheduling strategy on the process-level and thread-level parallel computing model can be accepted to improve the efficiency of the viewshed computation. And a parallel computing algorithm, XDraw-L, is designed and implemented taken into account this scheduling strategy. The experimental results demonstrate a distinct improvement of computation performance of the XDraw-L algorithm in this paper compared with the coarse-partition algorithm, like XDraw-E which is presented by Song et al. (Earth Sci Inf 10(5):511–523, 2016), and XDraw-B that is the basic algorithm of serial XDraw. Our fine-granularity scheduling algorithm can greatly improve the scheduling performance of the grid cells between the layers within a triangle region.     

基于OGSA的城市空间信息共享服务架构

网络在城市地理信息系统的构建过程中越来越重要, 信息资源正从单纯的自供自给的封闭模式发展成为内部数据加外部数据模式.在研究网格计算、空间元数据、开放网格服务体系及互操作等技术基础上, 利用Wrapper/ Mediator方法给出基于开放网格服务体系(open grid service architecture, OGSA) 城市空间信息共享技术的总体架构.该框架解决了多源系统间的互操作问题, 为城市地理信息系统建设中空间数据共享提供一种全新的理论指导.      

基于MPI的快速富里叶变换并行算法

随着并行计算技术的快速发展 ,数据处理、信息处理等应用领域处理问题规模的日益增大 ,对并行计算的需求也越来越迫切。这里给出一种基于可移植消息传递界面 (MPI)标准的一维快速富里叶变换并行算法 ,可应用于分布式存储并行计算机系统     

Interoperable processing of digital elevation models in grid infrastructures

Based on the service specifications of the Open Geospatial Consortium (OGC), Spatial Data Infrastructures (SDI) support the visualization, access to vector and raster data or managing and search for spatial data. A standard for distributed spatial data processing was missing for a long time. This issue was addressed by the development of the OpenGIS Web Processing Service (WPS) specification. However, to process and analyze massive Digital Elevation Models (DEM) computing power and disk memory are scarce commodities. Here we show that Grid Computing in combination with OGC Web Services (OWS) is well suited to accomplish high processing performance and storage capacity for large-scale processing tasks of the geo community. To process these massive amounts of geo-data we develop terrain processing services which are made available as grid services. Our results will be demonstrating how to bridge the gap between the grid world and the OGC world for more sophisticated terrain processing.     

分布式空间分析运算关键技术

为了提高分布式环境下海量空间数据的空间运算的效率,解决空间分析处理模块在设计上与底层的数据库服务协议、空间数据模型等透明一致的设计问题.分析了分布式空间运算具备的基本特征,从空间运算任务分解和分布式空间数据的划分方法、共享数据复制策略、基于负载的数据划分策略和空间运算框架的缓存机制等几个方面讨论分布式空间信息的运算技术体系,并提出现阶段可行的实现框架.基于本框架开发的系统用于实际应用中,较好地解决了分布式环境下的大规模复杂空间数据运算的效率问题.以分布式环境下的经典空间运算为例进行的试验表明:该框架设计新颖,提高了空间运算效率.