基于拓扑联动的增量更新方法研究——以地籍数据库为例

针对GIS数据库的联动更新及其拓扑一致性维护困难的问题,提出一种基于拓扑联动的增量更新方法,其是针对不同目标类型,分析归纳出相应的拓扑联动类型及其细分类型;对不同目标发展根据其语义特点、拓扑一致性约束条件及变化前后目标间的拓扑关系来推断实体变化类型的规则,并以此为基础分析或推断出每种拓扑联动类型中原关联目标和新生目标的变化情况,进而设计和执行相应的更新操作实现数据库的局部联动更新及其拓扑一致性维护.全文以地籍数据库更新为例,将地籍变更分为地块合并、分割、公共边界调整、结点移动、复合分并5种基本联动类型,并对地块合并、分割、公共边界调整进行了细分,共分为17种细分类型;归纳出地块目标的变化类型推断规则,用实际与模拟数据对本文所提出的方法进行实验验证.本文所提出的方法为此类系统的设计与开发提供了一条新的思路.     

一种自适应的矢量数据增量更新方法研究

针对GIS增量更新中存在的一致性维护与空间冲突问题,提出一种自适应的矢量数据增量更新方法。以同名对象匹配为切入点,探讨变化对象的检测与增量更新的方式。在综合考虑空间距离,语义相似度及拓扑一致性约束的基础上,提出接边匹配度的计算方法并设计自适应的对象接边算法。同时,介绍矢量数据增量更新中基于约束规则的空间冲突检测与处理方法。并以矢量地形图试验数据验证文中所提出的模型与算法。     

顾及拓扑联通性的互通式立交桥增量更新

由于互通式立交桥错综复杂的拓扑结构特点,使互通式立交桥更新时存在拓扑联通性维护困难的问题,针对该问题提出一种顾及拓扑联通性的互通式立交桥增量更新方法。该方法以21种互通式立交桥类型为基础,通过分析每种类型的拓扑结构特点,用计算匝道数和平面交点数组成的二元组值来识别这21种互通式立交桥;根据不同类型互通式立交桥需要维护的拓扑联通点和空间变化类型,设计66条互通式立交桥增量更新规则;最后在课题组1∶1万全球典型要素增量更新原型系统基础上,开发立交桥增量更新模块,实现互通式立交桥增量更新处理及拓扑联通关系维护的自动化。并以长沙市OSM道路网数据为试验数据,将其转换为1∶1万道路数据,验证本文方法的有效性。     

引入结点度的线/面拓扑关系细分方法与应用

针对线/面细分拓扑关系研究存在的不足,提出了一种基于结点度的线/面细分拓扑关系描述与计算方法。该方法在定义线/面单元交线并分析其特点的基础上,引入结点度来区分线/面单元交线细分类型。根据单元交线端点在线/面目标组成图形结构中结点度的不同,及线目标在度为3和4的交线端点处是否有相连线段、相连线段位于多边形的边界上、内部或外部4个谓词推导出了21种有意义的线/面交线细分拓扑关系类型。在此基础上分析比较了本文方法与现有方法的异同与优势,举例说明本文方法在复杂线/面细分拓扑关系描述中的应用。最后用Visual C#语言编程实现了该方法,并将其应用到线状道路/面状河流目标间的数据质量检查与修正中,验证可行性。     

基于时空数据模型的导航电子地图增量更新技术

基于时空数据模型分析提出一种导航电子地图增量更新技术。首先根据传统的导航电子地图格式设计基本的导航电子地图的交换格式和分层分块的物理格式;然后使用增量包设计对实时导航信息的属性关系和空间关系进行增量存储,并根据导航电子地图增量更新服务框架设计了增量模式的数据编辑与检查;最后针对更新后的分块数据采用局部拓扑构建的方法,在编辑导航数据的同时维护导航数据的拓扑关系。增量更新技术平台的实现进一步验证了技术的实用性。     

顾及栅格空间拓扑关系的地表覆盖时空目标不一致性探测方法

地表覆盖与更新是地理国情监测、环境变化评估、生态系统保护等不可或缺的基础地理信息。遥感制图技术已成为地表覆盖信息提取的重要手段，但因地物光谱、纹理及时相等特征复杂性，地表覆盖更新数据往往存在错分、漏分，从而导致地表覆盖时空目标不一致。现有地表覆盖更新数据不一致性探测主要以人工检查为主、部分自动化为辅的方式，生产实践中需要大量的作业人员与时间，缺乏行之有效的不一致性自动化探测工具。本文研究分析了栅格地表覆盖更新数据不一致性检查面临的挑战，提出了基于复合逻辑量词的栅格空间拓扑关系计算方法、基于置信区间的更新期地表覆盖错分目标初判规则构建，以及利用空间约束多重匹配的更新期错分目标后验判断，形成了“关系-规则-判断”的地表覆盖时空目标不一致性探测体系。试验以山东临朐、垦利GlobeLand30数据为研究对象，经与统计一致性检核方法对比分析、参照真实地表影像数据，实现了地表覆盖时空目标不一致性探测与有效性检验，验证了探测方法可行性。     

面向更新的空间目标快照差分类与形式化描述

时空变化分类是地理信息建模与更新的一个核心问题,直接影响着数据存储组织、增量信息采集、联动更新处理和变化信息发布的效率与水平。以往人们主要是研究目标整体的变化分类,对目标差异部分的变化分类研究甚少。本文分析了时空目标公共部分在差异类型区分中的作用,认为应兼顾异同部分,提出了一种基于目标差、被差和交的目标快照差三元组,为时空目标差异部分的分类描述提供了形式化方法。继而对面、线的快照差进行了形式化分类描述,给出了有实际意义的变化类型。然后根据线目标快照差类型,构建了对应的增量更新操作;按照面目标快照差类型进行了时空目标的增量表达试验等。     

基于基态修正模型的矢量数据增量更新机制研究

针对矢量数据库的数据更新及更新后历史数据维护等一系列问题, 设计实现了一种基于基态修正扩展模型的增量更新方法, 以当前最新矢量数据库的状态作为基态, 用增量信息来记录变化信息并驱动基态更新, 以多级差文件形式保存新旧基态间的数据差异, 形成历史数据以供检索回溯。在此基础上, 进行了增量更新存储模型和技术流程设计, 给出了增量信息和差文件对应的数据结构, 开发了矢量数据库更新原型系统, 较好地实现了矢量数据库的增量更新。     

道路网增量更新中拓扑冲突的检测方法

为提高空间数据增量更新中拓扑冲突的检测效率,针对道路网数据,首先分析了增量要素进行更新时可能产生的拓扑冲突的类型和特点,运用规则格网进行邻近区域的表达;然后使用5元组模型描述增量要素与邻近区域要素间的拓扑关系,与设定的拓扑冲突表达进行比较,判断是否存在拓扑冲突。实验结果表明,本方法对于道路网数据增量更新中的拓扑冲突的类型区分准确全面,检测效率较高,具有很好的实用性和可靠性。     

基于Douglas-Peucker的面状矢量数据压缩算法

Douglas-Peucker算法通常用于线状矢量数据压缩,但是该算法未考虑空间对象之间的拓扑关系。矢量数据中面状地物由多条线闭合组成,使用该算法进行面状数据压缩时容易造成公共边出现"裂缝"或者自相交等状况,使得压缩后数据失真。针对该问题,本文提出一种考虑空间对象拓扑关系的面状矢量数据Douglas-Peucker压缩算法,即先对多边形进行分段处理,提取出公共边和非公共边,结合边的拓扑关系,再利用Douglas-Peucker算法进行数据压缩。实验表明,该方法能较好地保留面状数据的图形特征,保留了拓扑关系,解决了公共边压缩后出现的问题。     

基于变化检测方法的地籍数据库增量更新研究

事件信息反映了地籍要素发生变化的原因,与变化信息共同构成增量信息.针对目前增量信息变化检测方法尚未实现事件信息检测的问题,提出了一种包含事件信息的地籍数据库增量更新变化检测方法.该方法通过选取“继承关系”、“拓扑关系”与“属性关系”三个因素作为前提条件,建立了地籍要素事件知识规则库,并在检测变化信息的基础上,通过计算三...     

基于ArcSDE和ArcEngine的管道燃气数据增量更新

采用增量信息文件记录燃气管道的变化信息,将燃气管道及其附属设施数据分为当前数据和历史数据,存储于Oracle数据库中。采用ArcSDE空间数据库引擎和ArcEngine二次开发工具,设计了基于事务机制的更新处理策略,有效地保证了更新过程中数据的完整性和一致性。用C#程序设计语言开发了包括增量信息文件读取,燃气管网数据增量更新、历史数据归档、日志记录等功能的管道燃气数据增量更新自动化处理系统。该系统在海南民生管道燃气有限公司正式应用。本文为管道燃气数据增量更新与历史数据查询提供了一套及时、高效的应用模式。     

时空变化分类与表达研究

为了解决空间数据库更新过程中地理对象时空变化类型不明晰的问题,利用语义、空间、时态和属性4个组件描述地理对象,并以地理对象集合、地理对象、对象组件以及对象组件属性4个具有层次关系的因子实现地理对象时空变化的分类与表达,通过分析确定了单一对象的17种变化类型、多个对象的4种变化类型,以及每种变化对应的数据库操作。最后,以一个实例说明空间数据变化类型的判定过程。     

空间数据库增量式更新机制的研究

长期以来,空间数据库一直存在着现势性问题,直接制约了其使用价值和使用范围,因此,空间数据库的持续更新问题正逐步成为新的热门研究课题。本文分析了空间数据库增量式更新机制的基本原理,提出了一整套增量建模、增量识别与增量融合的技术方案,并对该方案进行了实验和分析。     

地表覆盖遥感产品更新完善的研究动向

近年来,多尺度地表覆盖遥感产品的不断涌现,为环境变化研究、地球系统模拟、地理国(世)情监测和可持续发展规划等提供了重要科学数据。为更好地满足广大用户日益增长的应用需求,应对地表覆盖遥感产品进行持续更新完善,保持其时效性、增强时序性、丰富多样性。针对大面积地表覆盖遥感产品更新完善所面临的主要问题,介绍和评述了国内外有关研究动向,包括影像与众源信息相结合的更新、数据类型细化与完善、地表覆盖真实性验证,并作了简要展望。     

基础地理信息跨尺度联动更新规则体系研究

系统介绍了基础地理信息跨尺度联动更新关键技术相关的规则体系,通过图层映射、几何对应、图面综合、要素取舍、关系协调等多套规则的有机结合,实现了变化更新信息的准确提取;同时开展了基于增量的要素编辑与自动化标注的约束性规则研究,并以1：1万DLG数据联动更新1：5万DLG数据为例,进行了跨尺度基础地理信息联动更新试验。     

矢量数据变化对象的快速定位与最优组合匹配方法

要素变化信息对地物生命周期的记录、时空数据库的构建、GIS数据库的更新有重要意义.针对大数据量的变化信息发现,本文采用基于格网划分的方法,通过对空间特征与属性特征汇总信息的对比,只对发生变化的格网进行检测,缩小了检测范围与空间查询区域.为解决要素变化前后的匹配问题,提出一种最优组合匹配法,通过对组合对象空间特征及语义特征的综合比较,从候选要素中选取最佳匹配对象.试验证明,该方法能够高效准确地实现大数据量的矢量数据变化信息的探测,并能很好地解决非一对一的要素匹配问题.