时态对象结构的代数模型

论述引入元组、集合、序列和时态４个基本构造子来建立时态对象结构的代数模型,同时例证了各种传统时态关系模型向时态对象模型的转化。研究表明,时态对象模型在复杂结构时态语义建模方面比时态关系模型更具优势。     

时空拓扑关系定义及时态拓扑关系描述

目的，国际上对于作为时空数据模型概念和形式化基础的时空拓扑关系定义和描述还没有一个明确的阐述。本文在分析ＧＩＳ的时空特性后，给出了一个语义层时空拓扑关系定义。同时，提出并证明了完备、唯一的描述时态拓扑关系的４Ｉ框架，列出了时态拓扑关系描述的谓词集，区别了时态拓扑关系和时间方向关系的内涵和谓词描述形式。     

用历史数据库实现对GIS时态属性的管理

从有效管理ＧＩＳ时态属性数据的目的出发，设计了一个历史数据库系统，详细 了时态属性以及它的更新操作规则，并提供了历史关系的５种基本运算和历史查询语言。     

空间实体的时态属性时间语义特征及代数表达框架

基于代数方法,建立了空间实体的时态属性与时间之间的函数关系——时态属性函数。分别从自变量、定义域、函数关系以及函数值四个方面对时态属性的时间语义特征进行了研究,并给出了时间语义特征的代数描述、分类和定义。在此基础上,提出了20种时态属性的时间特征类型,为进一步实现时态属性数据建模,研究时态属性操作,查询语言以及时态属性在时态GIS中的表达奠定了良好的基础。     

基于事件语义的时态GIS模型

针对GPS中历史数据的处理,提出了基于事件语义的时态地理信息系统模型;应用该模型进行了历史数据的查询及历史数据的回溯和再现。     

基于对象管理器的四面体集成模型

基于空间数据综合分析的目的,从空间认知的角度出发,提出了以四面体为基本体元,表面TIN隐含的集成模型构想。在对点、线、面、体元之间拓扑关系精心设计的基础上,采用面向对象的思想构建了对象管理器,对空间微观数据及其相互间的复杂关系进行集成组织管理,有效地使空间对象(四面)体模型与表面(TIN)模型在数据层面上得到有机整合,实现了两者之间的无缝结合。在此基础上完成了对上述集成模型的构建,并实现了对模型的拣选、切割等操作,实例验证了该模型的正确性、可行性。     

一种基于时态树结构的时空数据的动态可视化方法

本文通过设计一种时态树结构,运用多时态矢量空间数据动态关联算法建立地理实体变更的历史亲缘继承关系,作为时空对象动态可视化的时态版本数据源;基于时态树结构,设计并实现了动态形变图和动态专题图等动态可视化表达方法。     

时态GIS模型在UPMIS中的应用

以市级规划管理信息系统构建为例,提出了时态GIS模型在UPMIS中的应用,讨论了时态GIS模型建模过程,实现了时态GIS模型在UPMIS中的应用.     

时态GIS数据结构的研讨

时空数据结构是时态ＧＩＳ的重要基础，本文讨论了时空过程分类和时空目标标识，进而初步总结了现有的时空数据和属数据组织方式，分析比较了它们的特点和存在的问题，对今后的研究方法提出了建议。     

时态GIS理论及其数据模型初探

时态GIS(Geography Information System)是GIS中的一个新兴的研究领域。传统的GIS记录的只是这个不断变化的世界的某一时刻的影像,这类GIS亦称为静态GIS。如果在GIS中引入时间这个与空间同等重要的因素,或者说是在三维GIS的基础上,增加时间维或者时间变量,就形成了时态GIS。目前对于时空关系模型的研究就是当前时态GIS研究的重点之一。时态GIS数据模型的实现方法主要有两种:一是扩展传统的关系模型,二是采用面向对象的方法。当前时态GIS的研究取得了一些进展,但仍有许多不足之处。本文将结合实际,对未来完善时态GIS模型及系统建设提出一些需求方面的意见和想法。     

复合面状对象拓扑关系的表达模型

为表达复合面状对象间的细节拓扑关系,对经典9-交集模型进行了改进,给出两种基于分解思想的9-交集模型,其中分解成简单区域的9-交集模型方法相对简单,但表现形式繁琐;分解成点集的9-交集模型的表现形式符合经典9-交集模型,但计算较为复杂。通过示例比较了两种扩展9-交集模型及经典9-交集模型的表达能力。结果表明,两种扩展交集模型均能准确地表达出复合面状对象各子部分之间的拓扑关系的细节,扩充了9-交集模型的表达能力。     

一种改进的锥形方向关系模型

目的 根据Gestalt心理学的空间认知原理,提出了一种改进的锥形方向关系模型,其基本思想是:首先以参考目标的 MBR(minimum bounding rectangle)的四条边界的中点作为起点,分别构建 N、S、W、E 等4个锥形方向区域;然后,利用锥形方向区域的边界、MBR的边界及其延长线,对空间方向重新进行划分,从而得到改进的锥形模型。实验表明该模型能够有效地克服现有锥形模型中存在的缺陷。     

移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型

目的 泛地理信息时代来临及SoLoMo互联网模式盛行,如何高效管理移动对象位置数据、社交关系数据及地理空间数据成为GIS与移动对象数据库研究领域一项全新的技术挑战。首先基于图模型提出了移动对象时空轨迹及社交关系的一体化数据模型GSM,实现了移动对象所在地理空间、移动对象位置与轨迹、移动对象之间社交关系的时空一体化表达,并定义了该模型的四种基础操作算子;然后基于图数据库系统Neo4J实现了GSM模型;最后利用真实的Brightkite、Gowalla位置社交网络数据验证了GSM模型的有效性。所提出的GSM模型能够有效避免关系数据库中表连接造成的移动对象管理与查询效率低下的问题,具有良好的执行效率及稳定性,可为基于位置的社交网络应用提供核心技术支持。     

模糊对象粗糙表达及其空间关系研究

空间数据的模糊性是当前GIS领域研究的难点之一。现有的GIS数据模型基本上还不具备对模糊性进行描述、处理和分析的功能 ,使得GIS对数据的处理容易造成信息损失。把粗糙集和模糊集对空间数据的模糊性和不确定性处理的优势结合起来表达模糊对象 ,即利用粗糙集处理由于知识的粒度性所造成的模糊性和不精确性 ;利用模糊集处理模糊对象原始数据所具有的不确定性 ,从而扩展了空间数据模型对模糊数据的表达能力 ,并详细研究了模糊面与模糊面以及模糊线与模糊面之间的拓扑关系     

模糊空间对象拓扑关系的Rough描述

利用Rough Set理论,在四交差模型的基础上,提出适合于描述确定和模糊区域或两个模糊区域目标间拓扑空间关系的扩展模型(4-4ID模型),并且详细讨论模糊对象之间的拓扑关系。     

网络中移动对象的2维时空数据模型

提出一种新的2维网络中移动对象的时空数据模型2-Dimensional Spatio-Temporal data model for Mov-ing Objects in Network(2DSTMON)。2DSTMON时空数据模型基于线性参考思想,将3维空间中的轨迹数据转换到2维空间中进行存储和管理,并采用运动矢量的数据更新方式,具有较小的数据量和较低的更新代价。最后,利用ESRI的ArcEngine实现并验证2DSTMON时空数据模型。     

地图目标群间骨架线提取的算法研究

基于Delaunay三角网提取的骨架线是地图综合中广泛应用的一种空间剖分结构。改进了一种基于约束Delaunay三角网的地图目标群间骨架线提取算法,从程序设计的角度详细描述了算法的数据结构和控制流程。按照三角网中三角形包含约束边的数目,将三角形分为0、1、2、3四类,将0类、2类和单连通的1类三角形视为骨架线追踪的起点或终点,将双连通的1类作为中间通道,对整个三角网进行遍历。针对三角网中的环路、3类三角形等特殊情况,在改进的算法中提出了相应的处理方法。该算法成功地用于等高线的内插和街区地图目标群的邻近分析,验证了算法的可行性和健壮性。     

面向全时段查询的移动对象时空数据模型研究

大量移动对象时空数据的有效管理是移动空间信息服务的一个新兴的研究内容。本文提出一个面向全时段查询的移动对象时空数据模型,并给出基本的模型定义;探讨移动对象过去、现在和将来的运动位置估算方法,这些方法包括延时法、滑动平均法、三次指数法等;研究了移动对象的状态更新策略,提出一个适应于更新时间间隔的变动阈值法的移动对象的状态更新策略,该策略采用时间滑动窗口形式建立移动对象状态更新间隔的一元指数回归方程,通过求取回归参数获得移动对象状态更新趋势,利用该参数动态调整状态更新闽值。最后,给出实验模拟结果,并对今后的研究工作进行了展望。     

基于蚁群优化算法的线状目标简化模型

基于蚁群优化算法的基本原理,分析线状目标简化过程中所需满足的约束条件,建立具体的算法设计模型,并引入长期禁忌表和局部搜索策略以提高算法的运算效率,给出解题的关键步骤。最后对该算法进行测试,简化结果表明将蚁群优化算法用于线状目标的简化,能较好地保持线状目标的几何形状特征,在顾及长度偏差和矢量偏差的同时有较高的压缩率。与道格拉斯算法简化结果对比表明,在相同的几何限差内蚁群优化算法所得目标函数值更佳。     

基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述模型

运用认知心理学信息加工的观点,建立了基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述模型,并详细阐述了模型的逻辑结构、数据结构和空间方向的计算过程。为了验证模型的正确性,列举了该模型计算空间方向的几个例子,并总结了模型的优、缺点。