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。     

三维体元拓扑数据模型的修正及其形式化描述

针对三维体元拓扑数据模型(OO-Solid Model)的不足,对模型的构模元素进行了修正。对模型的修正和重新设计不仅有利于利用多源数据构模,提高构模自动化程度,便于地质模型的动态更新,更有利于与其他模型(如TIN模型)的无缝集成。利用面向对象和集合相结合的方法,从拓扑学角度,对基本构模元素及模型表达的空间对象进行了严格定义和形式化描述。     

面向对象的时空数据模型

从存储管理和时空语义表现角度给出了时空数据模型的基本设计思想。同时，从时空以地象类型及其数据结构，时空操作方面定义了一个面向对象时空数据模型的逻辑结构。     

面向变化语义描述的事件-过程时空数据模型研究

时空数据所隐含的变化语义信息对时空动态现象模拟具有重要意义,随着时空数据模型研究的深入,出现了面向变化语义描述的时空数据模型。利用事件、过程表达时空变化的发生,是面向变化语义描述的时空数据模型主要方法。由于时空变化的多样、复杂性,现有模型存在变化语义交叉、界限不清等情况。为了模型的改进与应用,本文通过梳理事件、过程为核心的时空数据模型建模理论和方法,分析各类模型表示实体基本类型,回答时空变化基本问题等变化语义描述能力特点,归纳总结了变化语义通用描述框架及未来发展的方向。     

面向对象的时空数据模型

从存储管理和时空语义表现角度给出了时空数据模型的基本设计思想。同时,从时空对象类型及其数据结构、时空操作方面定义了一个面向对象时空数据模型的逻辑结构。     

时空数据模型的研究

分析了现有的时空数据模型,包括时间——空间立方体模型、序列快照模型、基态修正模型、时空复合模型、基于事件的时空模型、面向对象的时空模型和图谱模型等,对各种模型进行了比较和深入探讨。     

时空数据模型及TGIS研究

时空数据模型是研究TGIS的核心,总结了它们之间的关系,分析了TGIS中的当前几种主要时空数据模型特征及存在的问题,探讨了当前时空数据模型研究存在的问题,最后对GIS和时空数据模型的将来发展方向给出了一些建议和展望。     

基于双效机制的时空数据模型研究

地理特征对象是时空数据组织的基本单元,而事件是导致时空数据发生变化的根本原因。在分析、借鉴前人的时空数据管理方法的基础上,通过分析事件驱动的特征对象数据存储与管理机制,提出了一种基于特征和事件双效机制的TG IS时空数据模型。同时结合土地利用的时空数据特点,设计了基于该模型的时空数据的快速索引机制和时空数据库。实际运行表明基于该模型的TG IS系统设计方案能高效、快速、全面地实现时空数据的存储、管理和分析。     

时空拓扑关系的集成表达

针对地理实体之间的时空拓扑关系,阐述了当前被普遍接受的空间和时态拓扑关系模型、基于点集和逻辑谓词集的描述方法。基于8种时态和空间拓扑关系逻辑谓词,提出时空数据库中时空拓扑关系集成表达(或称联合表达)的64种情况,分别利用英文缩写字母和关系图2种形式对其进行了描述。最后,通过示例的应用说明时空拓扑关系集成表达的具体情形。     

时空数据模型研究进展

对已有的时空数据模型进行了分析,介绍了有关学者对构建模型的见解和贡献;阐述了具有代表性的时空数据模型的原理和特点,指出不同阶段时空数据模型的研究成果和不足之处以及当前时空数据挖掘面临的难题。     

基于模糊理论的时空数据模型及算法解决

针对当前时空数据模型中存在的主要问题,本文提出了一种基于模糊理论的时空数据模型.该模型从时空对象演化的角度出发,结合模糊隶属度的概念,力求精确表达对象演化的整个过程及对象之间的相互关系.在此基础上,进一步分析了该模型的数据结构以及算法解决,为时空数据模型的研究提供了新的思路.     

多尺度时空数据的集成与对象进化模型

多尺度时空数据集成的根本目的是增加信息量.本文通过对时空对象变化过程的分析,指出对象进化的结果不仅是特征的变化,还包括机制的变化,其直接动力是对象行为,其根本原因是其内在机制,时空事件起着对象间信息通道的作用,据此提出对象进化模型,该模型可作为多尺度时空数据集成的结构性基础,在反映时空现象的演变过程,特别是异构演变过程,以及在这个过程中产生的因果关系的同时,还可以保留时空数据的不同时间尺度和空间尺度特点,从而达到增加时空数据库的信息量的目的.文中给出了该模型基于关系型数据库的一个结构示例.根据多空间尺度数据的特点,本文最后还提出了一个时空数据组织体系,用于指导数据访问过程.     

基于分层子网的时空索引机制

目前,已有的时空索引机制主要考虑时空对象,缺乏对显式表达的时空关系的索引,不便于因果关系查询,降低了图论时空模型的实用性。这里扩展了图的数学概念,提出了时空图的分割策略,构建了基于分层子网的时空索引机制,实现了时空对象与时空关系索引的一体化,增强了基于图论的时空数据库的灵活性,有利于因果关系的查询。     

矢栅一体化拓扑关系的度量描述研究

首先,借助传统的9交模型确定了矢栅一体化数据模型拓扑关系的定性表达;其次,利用重叠部分的栅格数目占各个目标的比率来确定交叠分量,同时根据栅格的统计量来描述两目标接近程度的邻近分量;最终,将定性的拓扑关系、用以度量化描述的交叠分量及邻近分量以三元组的形式来描述目标间的拓扑关系,从而更加有效地实现了多类型地理目标拓扑关系的度量化描述。     

车辆监控数据仓库中时空立方体数据模型的设计与实现

分析了车辆监控数据和应用的特点,设计了车辆监控的时空索引机制和车辆监控数据仓库。利用广东省重点车辆监控数据实现了车辆监控数据仓库,并与传统数据库管理方式的效率进行对比分析表明,设计的时空数据仓库能够满足海量车辆监控数据管理和分析的要求。     

时空积和模型的数据插值与交叉验证

研究了时空变异函数和协方差函数的积和模型并将其推导成能够实现的形式,提出了时空权重系数的计算矩阵、基于该矩阵实现了积和模型的时空插值,并用时空交叉验证来验证了插值数据的有效性。实验表明,本方法能为时空随机领域以一定的精度提供较多的信息,从而达到时空插值的目的。     

气象监测数据的时空特征分析与建模

尝试对美国爱荷华州东部66个气象观测站1951～2000年的月均最低气温数据进行时空特征分析和建模。将时空数据分解为时空趋势和时空残差两部分,使用非线性时间序列模型模拟气温的时空趋势,分析模型参数和残差的时空特征,探索时空数据建模方法。案例研究表明研究区域内所有站点的时间序列特征较一致,可采用一个趋势性和周期性模型表达。同时残差部分具有一定的时空自相关特征,建议开发一个简单方法进行时空数据插值。     

基于规则的地籍数据拓扑关系高效检测

为了提高地籍空间数据检查效率,在分析地籍空间数据库技术规范的基础上,对地籍要素拓扑关系进行了具体描述,提出了基于拓扑规则的拓扑关系验证方法(TRVR)。采用ArcEngine组件库,研制了地籍数据检测软件LR_Checker。经大量地籍数据的测试表明,基于拓扑规则的拓扑关系验证方法可明显提高数据检查效率,证明了该方法的正确性和合理性。     

时空模型在宗地变更和历史回溯中的研究

地籍信息具有显著的时间特性,将地籍数据的时间、空间及属性三者合理地组织在地籍信息系统中的研究具有重要意义。本文借鉴目前TGIS和各种时空应用模型的优势,提出一种基于宗地变更的时空数据结构。针对地籍管理系统中宗地变更和历史回溯的需求,将数据库分为历史库和变更库,比较好的实现了宗地管理要求,有效弥补了一些时空数据库过于臃肿、系统运行效率低下等缺陷。