支持海量数据操作的Oracle数据引擎的设计与实现

三维地学建模多需海量数据支持,其数据库存储通常采用Oracle的LOB字段,而目前多数Oracle数据库访问接口无法处理大于4 G的LOB字段数据。该文基于面向对象思想,设计并实现了以OCI(Oracle Call Interface)技术为基础的Oracle数据引擎组件,将数据引擎操作的对象划分成多个层次,不仅能处理非海量的常见类型字段的数据,而且支持对4 G以上LOB字段数据的操作。该组件不仅突破了其他技术对Oracle LOB字段访问的限制,而且克服了直接使用OCI接口过于复杂、不利于复用等缺点,具有效率高、资源占用率低等优点。     

中国极地测绘空间数据元数据管理系统的设计与实现

本文在对历次极地考察所获得的极地测绘空间数据进行整理、分类的基础上,参考国际标准化组织(ISO/TC211)元数据标准、美国联邦地理数据委员会(FGDC)的CSDGM以及中国可持续发展信息共享元数据标准,制定了能够描述中国极地测绘空间数据的元数据标准,基于此设计并实现了中国极地测绘空间数据元数据管理系统。在网络环境下实现了对元数据的浏览、新增、编辑、查询以及网上发布,从而更好地服务于极地科学考察。     

几何代数GIS计算引擎的设计与实现

分析型GIS的发展对GIS开发模式的统一性和算法的通用性提出了新的要求。基于几何代数(GA)的GIS多维统一计算模型(GA-MUC)为进行复杂GIS空间分析提供了解决思路。该文提出了基于GA的多维统一GIS计算引擎(GA-MUCE),探讨了基于GA的属性空间、网络空间与场空间中基本对象与算子的表达,并将其用于GIS算法的构建。该引擎具有自适应性特征,可根据具体的应用需求定义计算空间,进而设计相应的对象表达与算子、算法库,最终构建插件形式的GIS分析求解模板。该研究是对复杂GIS空间分析问题求解模式的探索,有利于促进新一代分析型GIS的发展。     

基于地理本体的空间数据集成方法及其实现

为解决多源空间数据语义集成问题,在已有研究成果基础上,提出了基于地理本体的空间数据集成方法。该方法采用局部本体向标准本体集成的策略,在构建具有公共内涵属性模板的地理本体前提下,通过地理概念语义关系集合运算构建局部本体概念与标准本体概念间的语义映射关系,实现地理本体集成,并以这种语义映射关系及概念与对象类的关联关系为媒介,通过空间数据语义细化和空间对象融合 、分割等过程完成空间数据集成。在此基础上,设计开发了基于地理本体的空间数据集成原型系统,并以某土地利用数据为例进行了实证研究,结果表明:基于地理本体的空间数据集成方法能有效集成具有不同语义的空间数据集。     

地理空间数据生产网格服务设计与实现

地理空间数据生产网格[1]是在新的信息技术背景下,与信息化测绘时代相适应的空间数据生产与管理的新模式。依据其体系结构模型[1]和网格计算技术,本文进一步研究了其实现的具体方案,提出了空间数据生产服务总线架构,研究了网格计算在空间数据生产资源共享方面的应用技术。1空间数据生产网格的软件架构设计及运行机制     

基于空间索引的分布式空间数据Web服务发现

SOA体系结构是目前构建Web数据集成系统的理想结构,服务发现是其中一个重要的研究问题。传统的服务发现方法基于关键字匹配技术实现,缺乏对具有空间约束的空间Web服务的支持,使服务执行的整个过程受到影响。该文基于空间数据服务的尺度和范围约束,提出一种计算空间Web服务相关性的模型,并实现两种基于空间索引结构的服务发现算法。实验结果表明,该方法能明显提高服务发现的查准率。     

基于SOA的空间数据起源研究

随着网络环境下空间信息服务数量和种类的不断增多,空间数据的使用和转换日趋频繁,空间数据产品的可信度成为困扰用户科学地使用空间数据产品的难题.空间数据起源记录了空间数据产品的衍生过程,是数据可信度评估的重要参考因素,对空间数据产品的维护与更新、空间信息处理工作流的检测和优化等有着重要意义,有助于提升空间信息服务应用的水平.该文介绍了空间数据起源的概念,分析了当前国内外在该领域的研究进展,针对空间数据起源的采集、管理和服务等问题,提出了基于面向服务体系架构SOA的空间数据起源系统原型框架,为分布式环境下空间数据起源系统化的管理和研究奠定了基础.     

空间数据仓库的认知过程与代数描述

论述空间数据仓库定义包含的内容和空间数据仓库的概念框架,着重描述空间数据仓库的结构以及各组成模块的工作流程;设计了空间数据仓库认知过程的概念框图,并对其认知的基本概念进行描述,着重表述空间数据仓库认知过程的14个世界模型和13个转换算子,并用代数系统给出严格定义.     

基于HBase的矢量空间数据存储与查询方法及其应用

研究了HBase存储机制,针对现有存储查询方法效率低等缺陷,设计了HBase矢量空间数据存储表模式,如行键、过滤列族、几何列族及非几何列族等,以MapReduce算法为基础改进了原有的区域查询方法,上述改进有效提高了HBase中矢量空间数据查询效率。以某地近100 a地质灾害数据进行实验,结果表明：设计的存储模型可行,查询算法与传统查询算法相比效率更高;由于MapReduce运行过程中的通信等原因,当数据量小于5万级时,算法优势并不明显;当数据量大于10万级时,算法查询时间低于原来的1/2,而数据量达到100万级时,算法查询时间仅为算法改进前查询时间的1/20。数据量越大,并行化处理优势越明显。     

基于元数据的空间数据网络分发系统研究

随着GIS应用的深入,空间数据的可获得性已经成为影响许多从事地理信息系统研究和应用部门发展的重要问题.由于网络中内容和形式各异的海量数据的存在,元数据将为共享数据的快速检索与正确使用提供必要的保证,地理空间元数据是实现异构环境下空间数据共享的主要手段;在分布式环境下,通过元数据接口可以快速地发现各种空间数据服务.对基于元数据的空间数据网络分发系统所涉及的关键技术进行了较为详尽的论述,包括元数据技术、数据压缩技术、数据加密技术等,并给出了整个系统的体系结构.     

一种基于形状特征的地理实体相似性查询方法

为适应矢量空间数据库的相似性查询的应用需求,提出一种融合区域和边界的形状特征提取算法。通过地理实体的坐标,求解地理实体的质心及离散的旋转角度和质心距离序列,然后等角度间隔重采样,通过线性内插求出所得系列边界点的质心距离,建立质心距离直方图,构造以质心距离直方图、紧凑度和面积的三元组构成的形状特征描述。在此基础上,提出针对矢量空间数据的地理实体相似性查询算法。通过自主开发的GIS空间智能查询与分析平台,以全国1∶25万县市级行政区划矢量数据为数据源,实现了地理实体的相似性查询。实验结果表明,改进图像分析领域的形状分析方法并应用到矢量数据相似性查询领域是可行的,提出的方法可以满足地理实体的相似性查询应用需求。     

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。     

基于Hilbert曲线层次分解的空间数据划分方法

针对现有空间数据划分方法普遍存在的不考虑空间对象自身大小和相邻对象空间关系对数据划分的影响等问题,提出一种基于Hilbert空间填充曲线层次分解的空间数据划分方法。该方法使用Hilbert曲线保持划分后空间数据之间的邻近性,利用少数子网格的层次分解避免对整个空间范围的密集划分,减少空间对象的Hilbert编码计算和排序时间;通过计算划分区域平均数据量和子网格内空间对象大小,确定合适的层次分解参数,实现各划分区域内空间数据量均衡。实验表明,该方法提高了空间数据的划分效率,能够保持划分后空间数据之间的邻近性和各个分区数据量的平衡。     

基于Web Service的空间数据共享平台

分析传统GIS软件存在的数据共享、集成困难和应用间互操作复杂的问题,提出了基于Web Service的数据共享平台的简单原型和实现技术。阐述如何基于开放的规范和协议构建开放的数据存储一体化模型,并在此基础上,提出了分布式环境下基于Web Service数据节点集群、互操作方案,以及上层充一的应用开发模式,包括提供以面向对象的思想定义的、构建上层应用的组件支持。重点研究了在空间数据文本化之后数据的索引、查询问题,提出了结合元数据和GML的两阶段数据查询方案。并对该平台下空间数据的语义共享方式做初步探讨。     

空间数据挖掘与发展趋势探讨

基于空间数据挖掘的含义,分析空间数据挖掘的特点、主要方法分类和面临的主要问题;结合空间数据的特点,提出一种空间数据挖掘体系结构,并分析空间数据挖掘的基本过程,阐述了当前空间数据挖掘面临的主要问题并展望其发展趋势。     

基于知识与规则的地籍数据质量检查方法

空间数据质量控制的方法和效率是影响数据质量的关键,传统手段只能解决部分质量问题且效率较低。该文提出基于知识与规则的地籍数据质量检查方法,通过分析提取和依靠专家经验建立地籍知识与规则库,包括空间关系规则与属性知识规则。基于该知识与规则库开发地籍数据质量检查系统,有效地保证了地籍数据的建库质量。