面向对象数据模型构建GIS一体化数据库的应用研究

由于GIS是集图形、图像、属性等多种数据源于一身的空间信息管理系统,因此当前该领域研究热点之一就是如何构建一体化的数据管理机制。本文首先分析了现有GIS空间数据库管理机制的不足,然后介绍了目前数据库领域中一种新型的数据模型--面向对象数据模型,分析了采用面向对象数据模型建立GIS空间数据库的现实意义和优势,对开发基于面向对象数据模型(OODM)的GIS一体化数据库技术路线进行了初步研究,并对有关实现方法进行了比较,最后展望了面向对象数据模型在GIS中应用的两个拓展领域。     

基于特征面向对象的地理网络模型研究

地理网络建模强调的是对逻辑网络中的节点和联线的网络拓扑和语义操作过程。而传统GIS矢量数据表达所采用的平面图原子级弧段-节点数据模型强调的是几何信息的表达。对此,作者讨论了如何将基于特征的GIS概念建模方法引入地理网络表达中,克服平面图数据模型的不足之处,发展基于特征的地理网络数据模型,并着重阐述了逻辑网络模型的特点和应用特征。在地理网络的表达方法中,作者分析了面向对象方法和数据库技术相结合的途径,比较了传统关系模型和面向对象模型在地理网络表达中的差异,以及面向对象方法在地理网络路径系统表达和动态分段及其网络连通性规则表达中的优势所在。     

基于OGC简单要素规范的面向对象时空数据模型

针对时空数据模型与时态地理信息系统研究中存在的几类问题,本文提出了一种通用的面向对象的时空数据模型,即GOO-STDM。该模型从时空对象的基本属性和行为出发,运用面向对象方法,将地学对象封装为空间、专题、时间的整体,满足地学对象的what/where/when语义。在此基础上,利用开放地理空间联盟(OGC)的简单要素规范(SFS)以及对象-关系型数据库设计了模型的时空类结构、时空拓扑关系函数、存储方案和时空中间件实现方法。GOO-STDM模型具有较好的扩展性、实用性和通用性,为时空数据模型的研究提供了新的思路。     

虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现

本文首先在分析地学虚拟环境和虚拟地理信息系统的同时 ,指出当前虚拟地理信息系统在数据模型上的不足 ;然后具体介绍了我们设计的虚拟地理信息系统数据模型 ,在该数据模型中通过引入结构对象 ,支持地理数据在空间数据库中的管理和在地学虚拟环境中表达 ;同时介绍了该数据模型基于主动式面向对象数据库的实现 ,并在其支持下的地理对象中引入了对象事件属性 ;最后文中给出系统应用示例图。     

关系数据库存储空间数据模型与结构分析

空间数据的存储成为地理信息系统的核心问题。本文分析了ERSI的空间数据库引擎和MapInfo公司的SpatialWare,得出空间数据和属性数据在数据库体系下,统一存储管理是必然趋势。另对空间数据的几种存储模型进行了分析,指出全关系型的数据模型或面向对象的关系数据模型是最佳的存储方式。在此基础上。提出了一种将空间数据存入关系型数据库的数据模型,进而对基于SQL Server的全关系化空间数据结构进行了分析。     

MDA与事件驱动的面向对象时空数据建模研究

面向对象的空间数据模型更符合地理现象的本质特征,目前面向对象的数据库管理系统尚不成熟,在现有的关系数据库及对象关系型GIS平台下进行面向对象的数据建模研究很有必要。本文以模型驱动架构理论为基础,以事件驱动的方法建立面向对象的时空数据模型,探讨在关系数据库及对象关系型GIS平台下,进行时空数据面向对象建模的方法和技术路线。探讨了事件驱动的建模方法以及事件、对象的定义与组织,并应用UML建模语言建立了面向对象的动态行为模型、时态行为模型以及软件模型,对模型的可执行性进行了验证。在关系数据库及对象关系型GIS平台下,实现了面向对象的时空数据建模,并为GIS跨平台和跨系统之间的互操作探索了一条新的途径。     

基于快照方式的面向对象模型探讨

TGIS(Spatial-TemporalGIS)是GIS的重要分支,是实现动态数字地球的关键技术。静态3DGIS的技术已基本成熟,而其加上时间维的4DTGIS的关键技术是时空数据库的建立及其操作,它们与时空数据模型有关,主要处理超海量数据的存取和查询。本文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,探讨基于快照方式的面向对象模型,是一种实用的TGIS数据模型。它在对时间属性的处理方面采用独到的方法,首先建立一个基数据,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。这样,在数据存储方面,节省了很多空间;在查询分析方面,以对象变化分层的数据算法更容易实现。此理论方法有效解决了TGIS的“瓶颈”问题,并通过自动元胞机理论(CA)予以证明。     

一种基于“3S”技术的城镇地籍数据变更模式研究

从城镇地籍数据变更管理的发展趋势和当前管理工作的需求现状出发,结合“3S”技术的最新发展,引入基于时空数据模型的空间数据库技术、面向对象等先进技术,对城镇地籍数据变更模式进行了研究,提出了基于“3S”集成技术的城镇地籍数据变更新模式,并探讨了在这种变更模式下城镇地籍数据变更工作实施与数据管理的问题.     

3D GIS数据模型的研究

本文从基于镶嵌的数据模型和矢量的数据模型、分析型数据模型和混合型数据模型 4种基本建模方式出发 ,介绍了三维 GIS数据模型的发展现状.     

三种地理几何数据模型的应用分析

地理几何数据是GIS软件的基础与核心。介绍了OGIS、Oracle Spatial和ArcGIS的地理几何数据模型,通过对比分析了3种数据模型的优缺点。OGIS的地理几何数据模型结构简单、清晰,易于理解,有一定可扩展性,但模型对部分聚合关系描述得不够抽象,影响了模型的稳定性,而且模型对Polygon和MuhiPolygon的表达能力十分有限: Oracle Spatial的地理几何数据模型层次简单,有较强的可扩展能力和很强的表达能力,但它更象是数学几何的数据模型,而非地理几何的数据模型;ArcGIS地理几何数据模型的表达能力最强、最为完善,但模型的结构比较凌乱, 而且与OGIS的模型标准相差较远。最后,笔者呼吁业界应当积极参与到OGC互操作规范的制定和完善中.以早日实现OGC的互操作计划。     

面向作战任务的战场环境仿真过程对象模型

针对目前战场环境仿真系统与指控系统之间互操作性还不完善,需要构建一种面向作战任务的战场环境仿真过程模型来有效解析指控系统的关键信息需求。分析了仿真过程结构化特征,采用面向对象的方法构建仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立仿真过程的逻辑语义模型;定义仿真过程对象数据结构,构建任务驱动下的仿真过程数据映射模型。最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证其合理性与可扩展性。     

我国电子地图研制的实践及其发展方向

本文对我国电子地图的研制作了概述,并提出了今后发展方向。全文共分3个部分:(1)我国创作的已出版和制作的电子地图和电子地图集可区分阅读型、交互型和网络型3种;(2)介绍了面向对象的电子地图模型,建立电子地图图层创作模版和电子地图软件系统(EA-World)的开发,以及总结了电子地图设计的一些问题;(3)分析了电子地图今后研究方向.提出开展现代地图学理论研究,指导电子地图的创作,开展网络地图学研究,实现地图信息共享:以及进一步进行电子地图的数据模型和设计研究,提高电子地图创作质量。     

时态GIS数据模型的研究

文章对6种时态GIS数据模型进行分析,认为采用基态修正模型对地籍GIS系统较为适宜,但必须加以改进、扩展;在此基础上给出了相应的数据模型。     

基于XML的APDM管道数据模型的定制、扩展与实现

APDM是ESRI发布的Geodatabase的管道行业数据模型,其在整个管道完整性管理的体系中,APDM能够有效地存储和管理管道数据.但要成功地实施数字管道的完整性管理,模型的维护管理工作至关重要.APDM数据模型管理涉及到两个关键性的问题,即模型的定制和扩展.本文针对APDM 4.0的模型规范,根据其数据模型的特点,提出了基于XML实现APDM数据模型的初始化,即模型的定制,以及用户如何对已有的数据模型进行自定义修改,即模型的扩展.本文介绍了APDM数据模型的设计、特点,并详细介绍了XML的解决方案.最后,结合APDM模型的应用实例,分析了该方法的可行性.     

基于模型驱动的中国石化企业数据中心模型架构

中国石化油田企业数据中心建设面临不断变化的业务需求和新技术变化.提出基于模型驱动的中国石化企业数据中心模型架构,包括业务模型、逻辑数据模型和物理数据模型,建立业务模型与逻辑数据模型、逻辑数据模型与物理数据模型之间的转换方法.由于逻辑数据模型具有业务无关性和平台无关性,因此可满足不同的业务专业需求,适应不同的数据库产品.为支持模型驱动模式,建立数据元管理系统和相应的模型驱动工具.该模型架构应用于中国石化勘探开发数据模型标准化、油田企业数据中心及数据服务平台等建设,取得满意效果.     

基于多粒度时空对象数据模型的城市基础设施建模与管理

城市基础设施的全方位描述与信息化管理是建设新型智慧城市的重要基础。目前在城市基础设施建模与管理方面,以地图为模板的空间数据模型、传统的面向对象空间数据模型以及实时GIS数据模型不支持对时空对象组成结构、行为能力等要素的描述,无法全面、精细地表达设施对象信息,而计算机、物联网和地理信息系统（Geographic Information System,GIS）领域已有的城市基础设施管理方案忽略了对设施自身信息的管理,无法较好地支持设施对象及其产生数据的一体化管理。针对上述问题,首先通过扩展GBT30428.2-2013标准,完成了城市基础设施的分类与编码;然后基于多粒度时空对象数据模型（Multi-granularity Spatiotemporal Object Data Model, MGSTODM）,提出了一种城市基础设施对象化描述模型,支持对城市基础设施信息的全方位描述与表达;在此基础上,提出一种城市基础设施对象化管理方法,设计了相应的技术架构,并研制了基于云存储的百万级城市基础设施对象化管理原型系统。试验结果表明,所提出的城市基础设施对象化描述模型与管理方法具备可行性、有效性和高效性。     

GIS时空数据模型在姓氏谱系研究中的应用

从应用GIS对中华姓氏历史进行分析与模拟的视角出发,提出一个基于事件的姓氏时空谱系数据模型,弥补了现有时空数据模型对姓氏时空分析存在的不足,为GIS对姓氏历史的时空分析研究奠定了基础。     

基于自标准数据和数据港口架构的数据共享技术

为满足复杂数据共享需求、减轻数据提供者负担,分析自标准与数据港口架构理论机器实现技术.将数据模式的概念引入自标准数据模型,根据NIEM原理,构建由公共数据模型、业务领域数据模型及编码表构成的自标准数据模型库;基于MFI-13表单注册标准,根据自标准数据模型对数据集进行注册,为实现软件之间的互操作对应生成元数据,并描述元数据遵循的语法及语义;为实现自标准数据的共享,提出基于数据港口架构的数据共享模型,并构建原型系统,证明其有效性和技术可行性.     

基于立体网格的放射性污染物扩散过程模拟与表达

针对放射性污染物的扩散过程表达问题,设计了适用于该方法的状态建模与面向对象建模混合的数据模型,该模型支持真三维的网格化表达与元胞机推演,可以将传统放射性污染物的计算与表达结合在一起,数据不需要多次转换与重采样,降低了精度和效率的损失。通过两个实验,分别针对单源和多源放射性污染物的大气扩散过程进行了模拟,扩散模拟的结果符合放射性污染物扩散的客观规律,整个扩散表达过程中任意一个时刻、截面或者空间的污染物浓度都可以动态地计算和表达,过程具有非常好的直观性和可分析性。     

基于多粒度时空对象的作战实体对象化建模研究

现代战争的军事作战数据来源广泛多样,目前对于军事作战的数据模型研究主要针对其时空属性进行描述,对于作战实体的多样化特征缺乏完整的表达,难以挖掘多维度的作战信息.多粒度时空对象建模是依照多粒度时空对象数据模型框架,将时空实体简化和抽象为数据模型,对复杂的现实世界进行概括与表达.本文在分析作战实体信息和特点的基础上,依托多...