发展时态GIS的可操作性时空数据模型

当前GIS广泛采用的空间数据模型不足以满足时态GIS发展的需要。该文探讨时态GIS所需的、可操作性时空数据模型,并且以土地利用和交通发展的时空相互作用为例,说明如何设计和实施相关的时空数据模型,用于支持发展时态GIS。     

发展时态GIS的可操作性时空数据模型

当前GIS广泛采用的空间数据模型不足以满足时态GIS发展的需要。该文探讨时态GIS所需的、可操作性时空数据模型，并且以土地利用和交通发展的时空相互作用为例，说明如何设计和实施相关的时空数据模型，用于支持发展时态GIS。     

基于多粒度时空对象数据模型的高速公路智能监控系统建模

多粒度时空对象数据模型更注重现实世界复杂、动态现象的表达,能更好地应用于智能设施管理和智能决策支持系统。该文基于多粒度时空对象数据模型及其建模理论,对高速公路智能监控系统中实体对象的特征和关系进行概念建模,设计数据存储方案,开发高速公路智能监控多粒度时空对象建模原型系统,并验证数据模型的实用性。结果表明:多粒度时空对象数据模型可以很好地支撑高速公路智能监控系统中动态智能实体及实体间复杂关系的表达、管理和分析,实现对路情的智能分析与决策。     

一种基于事件的双序列时空数据模型

针对现有时空数据模型研究中存在的诸多不足,特别是基于事件的时空模型缺乏以空间对象个体为单位的时空变化贯穿式表达能力等缺点,提出一种基于事件的双序列时空数据模型,将状态变化与空间对象的变化用双重序列表达,用序列存储对象的变化解决了现有时空数据模型基于空间对象个体时空变化信息表达能力弱的问题。实验表明,该模型可有效用于时空数据管理。     

面向对象的区域规划空间信息时空数据模型

区域规划的空间信息具有动态性和复杂性,面向对象技术作为一种有效的空间数据建模技术,为区域规划空间信息整合提供了思路。本文以面向对象的基本理论和方法为基础,提出采用面向对象技术建立区域规划空间信息时空数据模型,并对所建立的主要地理特征类进行定义与描述。     

基于对象关系数据库的时空数据模型研究

一体化时空数据建模是新一代GIS理论与技术研究的重要基础。基于对象关系数据库探讨时空数据库的数据建模方法,提出综合考虑矢量和栅格数据一体化的时空数据模型。首先基于基本类型派生定义矢量和栅格抽象数据类型,在此基础上定义时空数据类型为一系列空间类型的时间片序列。该抽象数据类型的定义包括其数据对象和相关操作,将其嵌入对象关系数据库中,扩展其时空数据的存储和查询能力。利用该数据模型,可以统一考虑矢量和栅格数据,建立基于对象关系的时空数据库,并支持矢量—栅格一体化时空数据访问和操作,进而对新一代GIS技术的研究与实现起到重要支撑作用。     

面向对象的时空数据模型及其实现技术

在基于时间片的连续快照模型基础上,基于OpenGIS定义的几何类型扩充了时态类型,构建面向对象的时空数据模型,定义其抽象数据类型及相关操作;并采用对象关系数据库PostgreSQL作为实现平台,扩展其存储和查询能力。通过实例验证了上述模型及实现方法的有效性和实用性。     

动态GIS数据对象模型探讨

动态地理信息系统(Spatial-Temporal Geographical Information System)是GIS的必然发展趋势,是实现动态数字地球的关键技术。静态3D GIS的技术已经成熟,而将时间维加上后形成4D的TGIS还处于数据模型研究阶段,主要原因是超海量数据的存取和查询问题仍然没有完全解决。在对已存在的数据模型进行探讨并在此基础上进行深度综合研究,提出了新的观点:结合快照模型的简单易行性和面向对象模型的方便灵活性,同时避开快照模型的不一致性和冗余性,以及面向对象的复杂性,形成复合的基于快照方式的面向对象模型。它将是一种实用的TGIS数据模型,在对时间属性的处理方面采用独到的方法:首先按照时间片进行分层,建立一个基数据,然后通过快照方式产生缓冲数据,经过比较形成一个以对象变化为主的带有时间戳的新数据层,最后再通过其变化函数将离散的时间层连接起来,形成一个有机连续的数据库。这样,在数据存储方面,节省了很多空间;在查询分析方面,使以对象变化分层的数据算法更容易实现,同时可以实现对象的历史回放功能。此理论方法有效地对TGIS难点进行大胆探讨并通过自动元胞机理论(CA)予以证明。     

时空数据模型综述

虽然相对传统的GIS数据模型而言,人们对时空数据模型的研究起步较晚,但是大量的时空数据模型已经被提出了.在综述已有时空数据模型时,就如何区别时空数据模型的异同,众多研究人员和学者更多地是比较模型优缺点或罗列和陈述各模型针对某一案例的实践和应用,而没有阐述模型间的本质区别,没有过多地解释模型扩展及其关联性,也就无法跟踪已有模型的扩展、变异和发展趋势,最终导致在选择模型的应用、实践和整合其他非一时空数据模型时,不能做出最优抉择.与众多相关时空数据模型的综述文献不同,本文进一步提升和归纳已有模型,主要集中叙述众多相关时空数据模型的扩展和关联性,阐述模型间的本质区别,呈现模型的演变过程,从而为人们在应用和实践时空数据模型时提供科学的指导,为模型的扩展和新模型的研究提供理论依据和参考.     

基于对象—事件—过程的时空数据模型及其应用

根据地理本体思想,提出和构建了基于对象—事件—过程的面向对象的时空数据模型.该模型基于3个基本地理实体类型:地理对象、地理事件和地理过程,三者基于地理本体的特性,本体化地表达和概括了地理现象和事物.该模型能有效地描述和表达复杂的地理动态现象和事物,能增强性的探讨和表征地理现象发生和发展的内在关联.甚者,鉴于描述和表达三者的侧重点不同,该模型可灵动性地整合或拆分成其它时空数据模型,不失为一种通用的时空数据模型.最后,以动态变化的海冰为例,验证了模型的可行性和有效性.     

基于对象关系数据库的时空数据管理研究

现实世界中的地理实体具有空间及时态属性,有效的时空数据管理技术是实现地理信息广泛应用的基础。概括目前时空数据管理的一般策略,给出基于对象关系数据库的时空数据管理结构模型。在此基础上,介绍该模型所涉及的相关技术,并提出完整的模型实现的技术框架,给出时空数据库管理系统的原型实现TSpatialService。实例研究表明,该模型能够很好地支撑时空数据的管理及操纵。     

基于UML和面向对象方法的GIS应用模型设计与实现

应用分析模型是面向专业应用领域GIS的关键模块之一,其设计和实现应具备良好的可扩展性和可移植性,从而达到软件复用、降低系统维护成本的目标。采用面向对象方法,对辽宁省鞍山市地质灾害评价预警系统中地质灾害危险性区划分析模型模块进行分析和设计,提出分别封装表达地质灾害分析模型方法的抽象类(class CModel)、描述灾害评价因子的抽象类(class CFactor),以及描述灾害分析单元格的抽象类(class CGridLayer)的设计方案,达到模块划分的“高内聚、低耦合”要求,便于模块的修改和扩展。以描述单元格的抽象类(class CGridLayer)作为模块与GIS平台的中间层,面向模块屏蔽不同GIS平台的实现细节,使得模块具备良好的可移植性。最后,以MapGIS 6.5为平台,按上述设计方案构建鞍山市地质灾害评价预警系统并投入实际应用。     

基于GIS的区域群发性降雨型滑坡时空预报研究

以滑坡灾害突出的雅安市雨城区为例,综合考虑降雨强度、前期降雨量及下垫面(地形、岩性、植被覆盖等)构建了基于GIS分析获取的易发指数+BP型神经网络时空预报模型。首先通过试验确定了模型的网络参数和网络结构,然后通过危险性区划图获取降雨型滑坡易发指数,并利用GIS的空间插值功能和雨量站数据获取相应降雨型滑坡的雨量数据,将量化后下垫面的易发指数和降雨数据作为神经元输入层数据。将模型应用于研究区,其中46个降雨型滑坡数据作为训练样本,10个降雨型滑坡数据作为检验样本,预测精度达到90%,显示该模型对于降雨型滑坡的时空预报精度较高。     

一种基于非局部滤波的遥感时空信息融合方法

遥感时空信息融合技术是获取高时空分辨率遥感数据的一种有效途径。该文在传统时空融合基础上,引入非局部滤波以顾及邻域像元空间相关性,同时采取可弱化局部噪声的经验型公式筛选相似像元,并以Landsat与MODIS反射率数据进行验证。其主要贡献表现在:对相似像元的选取方法进行改进,可弱化可能存在的局部噪声,使得选取条件更客观、更准确;将非局部均值滤波方法引入遥感时空信息融合,使得融合的效果更好、精度更高。     

基于图结构的城市道路短时交通流量时空预测模型

准确、实时的城市短时交通流量预测可为驾驶员提供实时的道路状况预警,是城市智能交通系统发展的重点之一.考虑交通流量数据的时空特征,该文提出一种基于注意力机制的GC-GRU时空预测模型(STGCGRU),模型输入根据交通流量时间特性划分为邻近片段、日周期片段、周周期片段3类,以嵌入图卷积(GC)计算的门控循环单元(GRU)作为基本单元搭建Encoder-Decoder模型框架.其中,GC用以捕捉城市道路图中的空间特征,GRU用以捕捉交通流量时序特征,注意力机制用以调节交通流量的趋势变动性.基于北京市出租车GPS轨迹数据集的实验结果表明,该模型适用于短时交通流量预测,预测精度随预测时长减少而升高;未添加周期性信息模型的预测精度优于常规基准模型,添加周期性信息后预测精度提升,并优于添加周期性信息的DeepST模型.对比不同交通情况,该模型可捕捉易堵路段交通流量的趋势变动性,晚高峰时期预测精度更高,但对交通流量的突增突减不敏感.     

城市居民时空行为序列模式挖掘方法

通过问卷调查获得北京市500个家庭的活动日志数据.运用序列比对方法对时空行为序列数据进行序列模式挖掘,对每类序列模式通过频繁模式挖掘出其中潜在有用的行为模式.试验结果表明,序列比对方法与频繁模式挖掘相结合在城市居民行为模式分析中应用成功,其弥补了传统数据分析方法的不足,为复杂时空行为数据的分析提供了一种新视角.     

一种基于图形数据OODBMS的设计方法

介绍了一种利用面向对象方法设计和实现的基于图形数据的面向对象数据管理（ＯＯＤＢＭＳ）。讨论了ＯＯＤＢＭＳ的结构和功能,定义了基于图形的数据模型和数据模式以及对象管理技术。     

基于GIS的定位观测数据空间化

属性数据空间化是当前GIS领域的前沿问题之一。在对中国624个气象站多年平均气温数据空间化过程中,通过使用30秒分辨率的数字高程数据,把气温分解为受经纬度、海拔高度影响的规律性成分和受其它因素影响的非规律性成分两部分,并分别用多元回归和反距离权重内插方法对二者实施空间化,最后将空间化结果进行合成得到基于栅格的中国多年平均气温分布数据。该数据既能反映气温在空间上的宏观变化,又能反映气温在局部地区的微观变化。该方法可供其它类型观测数据空间化、特别是在观测站点稀疏的情况下参考和借鉴。