超大数据量矢量电子地图显示的方法研究及实践

本文设计了一种基于硬盘访问的,对数据进行分区建索引和分层显示的方法,使超大数据一电子地图显示速率慢的问题得到有效解决。基于这种方法能够方便地建立起不受地域范围限制,可自由匹换没比例尺数据间的地图显示机制。通过实验比较,该方法优于将数据全部读入内存而基于内存访问的显示方法。     

网络中移动对象的二维时空索引

基于2DSTMON(2-Dimensional spatio-temporal indexfor moving objects in network)二维时空数据模型,提出了一种新的二维网络中移动对象的时空索引2DSTI及其时空查询算法。这种二维时空索引机制简单且易于实现,支持当前轨迹数据和历史轨迹数据的大量时空查询操作。在此基础上,通过实验实现并验证了二维时空索引机制及其时空查询算法。     

基于历史关系数据库的时空数据库实现研究

时空数据库是研究如何存储历史和当前的时空数据,从而跟踪分析某一区域的变化,最终实现时空模型化和模拟地学过程.采用历史关系数据库模式的时空数据库可以充分利用传统时态数据库时态查询功能和GIS空间分析处理功能这些方面成熟的研究成果和现有系统,降低时空数据库建立的费用和开销.分析了采用扩展关系型时空数据库的原因,介绍了历史关系数据库模式、时态关系代数和查询语言,研究了采用历史关系数据库模式在全关系化空间数据库中组织时态信息的方法,从而实现时空数据库.以麦地轮作为例说明了采用历史关系数据库模式建立时空数据库的可行性和有效性.     

运动目标轨迹的时空数据模型研究

运动目标的轨迹数据是空间信息系统的重要信息源。只有高效地利用运动目标的轨迹数据,才能更好地掌握多维动态变化的空间环境。本文在介绍了运动目标的概念和国内外研究现状之后,重点分析了运动目标的建模、存储、查询、索引及可视化技术并提出相应的解决方案。最终,实现对运动目标全过程的管理和应用。     

多级格网时空索引

在时空数据库中,地理实体模型包括地理对象空间信息和时态信息。为了快速查询实体的空间和时间信息,这就需要一个高效的时空索引机制。本文在分析和参考目前几种时空索引方法的基础上提出了一种新的时空索引方法———多级格网时空索引,并介绍了多级格网时空索引的算法。     

面向动态关联数据的高效稀疏图索引方法

为了高效组织管理日益增加的智能感知和关联关系数据,满足多层次任务对多模态场景数据多维特征计算和关联挖掘的需求,针对现有树结构外存索引方法存在的磁盘I/O密集、处理效率低、对关联关系支持弱的瓶颈问题,提出了一种时空关系稀疏图索引方法。设计了一种基于内存图模型的时空索引结构,将多模态场景数据抽象为图的节点和边,支持时间、空间以及关联关系的高效组织,并基于稀疏矩阵进行时空关系图索引的内存表达和存储;以多维树索引为例进行了索引构建以及多模式查询试验。试验结果表明,本文方法在索引生成、时空查询和复杂时空关系查询效率等方面均优于对比方法,支持动态关联的多模态场景数据实时高性能处理和低延迟访问。     

基态修正时空数据模型的扩展及在土地产权产籍系统中的实现

分析了几种有代表性的时空数据模型的特点和存在的局限性，对基态修正模型进行了扩展和改进，提出了建立区段快速索引和变粒度索引因子方法，以及采用历史库，过程库和现实库对时空过程和时空关系进行描述的思路，并在开发的商业化的土地产权籍管理系统中得到实现的。     

一种集成R树、哈希表和B*树的高效轨迹数据索引方法

为兼顾时空索引方法的空间利用率、时间效率和查询种类,提出了一种新的轨迹数据索引方法——HBSTR树。其基本思想是:轨迹采样点以轨迹节点的形式成组集中管理,哈希表用于维护移动目标的最新轨迹节点,轨迹节点满后作为叶节点插入时空R树,另外采用B*树对轨迹节点构建一维索引,既有利于提升索引创建效率,又同时满足时空条件搜索和特定目标轨迹搜索等多种查询类型。为提升时空查询效率,提出了新的时空R树评价指标和节点选择子算法改进时空R树插入算法,同时提出了一种时空R树的数据库存储方案。试验结果表明,HBSTR树在创建效率、查询效率和支持查询类型等方面综合性能优于现有方法,支持大规模实时轨迹数据库的动态更新和高效访问。     

基于分层子网的时空索引机制

目前,已有的时空索引机制主要考虑时空对象,缺乏对显式表达的时空关系的索引,不便于因果关系查询,降低了图论时空模型的实用性.这里扩展了图的数学概念,提出了时空图的分割策略,构建了基于分层子网的时空索引机制,实现了时空对象与时空关系索引的一体化,增强了基于图论的时空数据库的灵活性,有利于因果关系的查询.     

空间最近目标查找算法分析及其高性能Web实现

讨论了空间最近目标查找的基本算法和相关的空间索引机制,简单地比较了几种算法和索引机制的优缺点.详细地介绍了在Windows IIS和.Net下,建立多级空间格网索引,实现空间最近目标查找的实现方法.     

粒度与结构统一的多层次三维城市模型数据组织方法

提出了一种高效的磁盘、内存、显存三级数据存储粒度与结构一致的数据组织方法。首先,根据城市空间对象数据内容,建立层次嵌套、多类型混合的空间索引结构,以空间索引节点统一磁盘存储、内存场景管理与绘制缓存的基本操作单元;其次,以绘制缓存对象的紧凑存储结构为基础,统一内存场景管理对象与磁盘存储对象的数据块结构,并将数据布局方法扩展到对象粒度进行磁盘存储组织。实验结果表明,所提方法大幅度减少了I/O次数,提高了数据调度效率,为大规模三维城市模型的实时绘制奠定了基础。     

基于灰集的不确定性时空数据模型

不确定性处理是时空数据库面临的新问题。其研究的首要任务是对不确定时空对象进行建模,研究时空不确定性的表示和存储,进而设计离散模型实现数据库系统。提出了建立在灰集理论上的时空数据抽象模型,适合处理部分已知部分未知的不确定对象。首先给出了抽象数据类型的定义,包括建立在灰集理论上的基本数据类型,空间数据类型和时空数据类型;随后对不确定时空分析操作进行了简单的定性分析;最后给出不确定性时空查询的表达方式。     

遥感数据的高速时记录器

在遥感领域中，稳定，高速率，海量数据的实时记录器被广泛用于原始数据记录，系统测试，对其设计，制造，测试的研究是必要的，该文阐述了利用微机实现高速数据实时记录器的方案，框架结构，设计原则，实现方法，以及实验结果，其优越性在于构造灵活，研制经费少，可扩展性，实用性好。     

基于双效机制的时空数据模型研究

地理特征对象是时空数据组织的基本单元,而事件是导致时空数据发生变化的根本原因。在分析、借鉴前人的时空数据管理方法的基础上,通过分析事件驱动的特征对象数据存储与管理机制,提出了一种基于特征和事件双效机制的TG IS时空数据模型。同时结合土地利用的时空数据特点,设计了基于该模型的时空数据的快速索引机制和时空数据库。实际运行表明基于该模型的TG IS系统设计方案能高效、快速、全面地实现时空数据的存储、管理和分析。     

国土资源数据更新方案的设计与研究

空间数据基础信息的现势性是衡量其使用价值的重要标志之一。随着GIS技术应用的推广与深入,用户对空间数据的现势性和准确性也提出了更高的要求。空间数据更新是通过信息服务平台用现势性强的现状数据或变更数据更新数据库中非现势性的数据,从而达到保持现状数据库中空间信息的现势性和准确性或提高数据精度的目的,同时将被更新的数据存入历史数据库。     

时空数据质量与模型

时空数据不确定性与数据质量是地理信息科学的基础理论之一，也是GIS应用发展的重要问题。本文作为ISPRS2008大会专题“时空数据质量与模型”导读，从空间实体的位置不确定性、数字高程模型的位置不确定性、遥感数据的不确定性、属性数据的不确定性与质量控制、空间分析与操作的不确定性传播和空间数据采集的不确定性与处理等方面，分析了时空数据不确定性与数据质量的最近发展。     

一种多基态修正时空数据模型改进的方法

本文分析现有的7种基态修正模型,发现多基态修正模型中的基态均以快照方式存储,当历史久远时需要创建的基态数较多,所占用的存储空间较大,如果不建立那么多基态,两个基态之间的差文件过多,就会使检索效率低下,所以说现有的多基态修正模型并不能真正做到不受历史久远的影响。作者提出为基态建立索引的方法可以解决该问题,该方法不仅可减少多基态修正模型中基态所占用的存储空间,并且可以提高时空数据操作的效率,真正做到不受历史久远的影响。     

主存空间对象的索引方法

空间索引关系到空间数据库和地理信息系统的整体性能。目前，随着计算机主存价格的迅速下降，发展主存空间数据库已经成为可能。主存空间数据库需要相适应的空间索引。本文设计两种面向主存的空间索引──主存网格索引和主存Ｆ_树索引，并对两者的性能进行比较。在多数应用环境下，Ｆ_树空间索引性能更优。     

超算环境下的并行切图性能分析

在传统GIS二维地图缓存生成过程中,一般用普通的PC机来生成地图缓存.普通PC机的内存一般不大于8 G,CPU主频一般不大于2.2 GHz,且核数不大于8核,硬盘一般为机械硬盘,容量不大于2 T.受限于硬件性能的瓶颈,切图效率较低,不能够分析出上述各硬件因素中制约二维地图缓存性能的关键性因素.相比之下,超算环境有着丰富的资源,可将上述任一资源延伸到极致,因此,本文借助超算环境,研究分别增大内存、CPU主频、硬盘空间等因素后对地图缓存效率的影响.基于此,本研究在郑州大学超级计算机中心专门进行了比较测试.郑州大学超级计算机中心拥有两种类型的CPU,每个主机拥有128 G内存,CPU分为普通CPU和KNL CPU,分别拥有32核和64核,所有主机共享802 T的磁盘阵列,可以认为对于二维地图缓存来说硬件资源是无限的.本文利用郑州大学超级计算机中心的理想环境分析出了在内存和CPU等因素都不受限的情况下,影响二维地图缓存效率的关键因素.