时空数据模型及其可视化技术初探

目前较好的空间数据模型是三维数据模型 ,但它存在很大的不足 ,不能描述第四维 :时间和变化 ,表现不出动态的特性。因此 ,我们需要在空间模型中引入时间的概念 ,构造时空一体化数据模型。本文对时空数据模型进行了简要的探讨 ,同时也探讨了时空数据模型的可视化问题     

通用时空数据模型研究

时空数据模型可以分为基于位置的时空数据模型、基于对象的时空数据模型和基于时间的时空数据模型。它是指定时间段内指定空间区域所有地理目标时空信息的集合。研究这三种类型的时空数据模型并应用数学语言对其加以定义。另外研究定义时空分离的时空数据模型,该模型把地理目标的空间信息和时间信息分开存储,通过目标的标识和版本号将二者联系起来。研究结果使得时空数据模型更为通用化、系统化和规范化。     

一种面向对象的时空数据模型

地理信息系统中，时间、空间和属性是信息的3种基本成分，理想的地理信息系统应支持信息的时态性，对时空数据进行统一的模拟和管理。由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象，时空数据模型已成为GIS领域的一个研究热点。首先对当前时空数据模型研究现状进行了分析，在此基础上，提出了一种面向对象时空数据模型，并从3个方面描述了该模型的数据结构，包括时空对象结构、时空数据组织方式和时空数据存贮方式。     

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。     

面向对象的超图时空推理模型的研究与应用

通过对各种时空数据模型和时空推理模型的比较，把面向对象技术与实际生产需要相结合，构造了基于超图理论的时空数据模型和时空推理模型，并将该模型应用到云南省红河州数字烟草系统对地块的管理中。实践证明，该时空推理模型实现了时空一体化，具有完整的时空内涵。     

一种基于对象和快照的混合地表覆盖时空数据存储模型

时空数据模型是数据库和时空数据分析研究热点之一。由于时空数据变化类型多、分析计算复杂及应用范围广,一种观点认为建立通用的时空数据模型具有高度复杂性。本文针对地表覆盖变化时空数据建库和时空分析应用需求,提出了基于对象和快照的混合时空数据模型。该模型用面向对象描述地表覆盖的斑块对象时空过程,组织管理斑块对象时空事件和空间、属性信息,同时用快照描述地表覆盖整体时空分布,组织管理栅格快照,两者通过基于时间和空间位置的逻辑关联关系形成混合模型。模型在表达对象自身变化的时空事件类型基础上,增加了不同分类对象之间互相转变的时空事件表达。该模型既可以用于对地表覆盖历史观测数据组织存储建库,又可以用于支持时空统计分析、时空演变模拟和时空数据挖掘。通过对黑龙江地区地表覆盖时空数据建库、查询检索、整体格局演变分析和斑块变化时空过程检索与表达的试验,验证了模型的有效性。     

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。     

时空数据模型探析

描述了时空数据模型的定义及其发展现状,通过介绍时空数据模型分类的情况、时空集成的时空数据模型与地理信息的时态性分析,丰富了时空数据模型理论。最后对时空数据模型的将来发展方向做出了一些展望。     

基于时间语义的地籍管理信息系统数据组织与实现

地籍管理信息系统属于GIS范畴,具有很强的时态特性,如何高效地组织时空数据是系统成败的关键。本文在分析地籍管理信息系统必要性以及时间概念及其具体含义的基础上,引入时间语义,提出基于时间语义的数据模型。根据语义对地籍管理信息系统的时空数据组织方法进行了研究。并根据地籍管理对模型的要求,分别从时间点、时间段角度对历史信息进行查询和回溯,验证了模型的可行性。     

地理信息系统时空数据模型分类

时空数据模型是地理信息系统领域的重要研究方向之一,许多研究者提出了各种各样的时空数据模型,但关于这许多模型的分类整理问题却很少探讨。本文对数据模型的概念、时空数据模型的抽象层次进行了讨论。根据表达离散变化和连续变化的需要,提出时空概念模型的4种划分:对象事件模型,对象过程模型,场事件模型,场过程模型。以数据模型不同的抽象层次为主线,对时空数据模型进行了分类,并对不同层次的时空数据模型进行了分析。     

一种基态修正模型的改进模型

介绍了各种常用的时空数据模型,并重点介绍了基态修正模型及其扩展模型,分析比较了各种基态修正模型的扩展模型的优缺点,在此基础上提出了一种新的基态修正模型的改进模型,并分析了该模型的优缺点。     

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。     

面向过程的时空数据模型研究

根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系,并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制,及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式,实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后,以海洋数据的过程化组织与分析为例,构建时空过程模型原型系统(海洋过程对象—关系数据库系统与功能分析平台),验证和评价该模型的实用性。     

基于加权图的地籍时空数据描述模型研究

以计算机通用的数据结构——图为基础，研究了基于加权图的时空数据组织策略，为表达时空语义提供了一种形式化的描述方法，并分析了以该模型为中间件实现不同时空模型转换的应用前景。     

以事件为核心的面向对象时空数据模型

GIS中时态问题的解决不仅要在数学上寻求方法的支持，更应该在现实世界的时空现象中去探求其内在的变化规律。事件是驱动时空数据发生变化的根本原因，但每一次事件对数据对象的影响总是局限于一定的范围，这内在地表现为对象的属性之间的时空内聚性并决定了时态数据管理的对象粒度。时空数据模型的设计必须参照这一规律才能在冗余与效率之间取得平衡。在简要分析现有的几种典型时空数据模型的基础上，根据上述观点设计了一种以事件为核心的面向对象时空数据模型。房产信息系统的设计与实现证明，该模型对于时空数据管理效果较好，为进一步抽取变化的模式和预测决策奠定了基础。     

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。     

基于任务过程的战场环境对象时空数据组织模型

军事信息系统始终以面向任务为核心,战场环境数据模型也是围绕作战任务来建立的。针对目前基于任务的战场环境信息系统研究尚不完善,现有的GIS时空数据模型还不能完全满足战场环境时空分析的需要。在对目前几种经典的时空数据模型分析的基础上,以基于对象的数据模型为理论基础,以过程驱动方法为建模机制,设计了适合战场环境领域的时空数据组织模型结构,实现了对复杂环境对象的可操作性。通过模型在战场环境分析系统中的应用,证明了其任务过程和地理空间数据的可对象化描述、组织、存储和查询功能。