GIS空间数据索引技术研究与实现

GIS通常包含各种大量的空间信息,空间数据索引的建立有利于提高空间数据的存储、检索效率。因此,对空间数据索引模型的研究具有重要的现实意义。OracleSpatial的R-树和四叉树是索引两种空间数据索引模型和空间数据双层查询模型。在Oracle8i对象关系型的数据库管理系统中,通过空间数据和属性数据的有效结合,利用OracleSpatial提供R-树和四叉树两种空间索引方式,可实现GIS中空间数据索引、检索功能,保证了空间数据查询的快速性和准确性。     

基于多重近似索引的空间距离半连接

为了更有效地解决基于外部近似索引空间距离半连接效率较低问题,提出一种基于多重近似索引的空间距离半连接处理方法.该方法在充分利用多重近似索引结构特征基础上,推导出在半连接处理中的距离和空间对象数量约束关系,并在距离半连接算法中利用这些约束关系进行连接处理,从而减少了进行精过滤处理空间对象的数量.通过实验分析表明,基于多重近似索引的距离半连接算法有效,并且基于多重近似索引比基于外部近似索引的距离半连接效率要高.      

GSHR-Tree:一种基于动态空间槽和哈希表的网格环境下的空间索引树

为提高网格环境下海量空间数据管理与并行化处理效率,将网格环境下的分布并行处理技术与空间索引相融合,提出了一种空间索引框架(grid slot and hash R tree,GSHR-Tree).该索引树结构基于散列hash表和动态空间槽,结合R树结构的范围查询优势和哈希表结构的高效单key查询,分析改进了索引结构的组织和存储.构造了适合于大规模空间数据的网格并行空间计算的索引结构,该索引树算法根据空间数据划分策略,动态分割空间槽,并将它们映射到多个节点机上.每个节点机再将其对应空间槽中的空间对象组织成R树,以大节点R树方式在多个节点上分布索引数据.以空间范围查询并行处理的系统响应时间为性能评估指标,通过模拟实验证明,该GSHR-Tree索引满足了当前网格环境空间索引的需要,并具有设计合理、性能高效的特点.      

基于嵌入式索引的水文时间序列相似性搜索模型

相似模式挖掘已成为水文领域一个重要研究方向。对水文数据的相似性挖掘,有利于掌握水文数据变化规律和趋势,为洪水预报、防洪调度提供支持,是具有重要意义的工作。为此,在引入时间序列嵌入索引的基础上,结合水文时间序列的特点提出水文时间序列的快速搜索方法。该方法通过序列分割、聚类和参考集训练从原始序列中获取参考序列集,在此基础上通过索引计算方法,将相似性搜索过程映射到欧氏向量空间的搜索,从而提高了搜索效率。     

嵌入式空间索引策略

嵌入式GIS的移动终端设备被有限的资源所束缚.使得需要使用合适的策略去解决这些问题如有限存储与大数据量之间的矛盾以及适应实时的需求.分别总结了移动终端和GIS空间数据的特点, 如移动终端的效率性和空间数据的复杂性等.将嵌入式GIS应用划分为3类: 电子地图浏览、导航系统和野外数据采集.综合描述已有的索引算法: R树、四叉树、Buddy树, 同时提出了基于主题导向的空间索引策略.实践证明, 该索引策略对已有的索引算法扬长避短, 大大提高嵌入式GIS数据存取、内存使用和CPU性能方面的效率.      

面向水文数据整合的一体化水文索引模型研究

随着水文行业信息化程度的不断提高,对数据的需求逐渐从单一、具体化向多源、综合化方向发展。当前,在水文行业内,对数据按照大类分而治之的管理模式已渐与用户需求脱节,给数据的综合利用带来困难。针对该问题,梳理了现有数据结构与管理模式,提出一种水文数据整合与索引模型(Hydrological Data Integration and Index Model, HDIIM),利用该模型在多个水文数据库与水文应用之间搭建水文数据整合层,建立多库统一的一体化水文索引,实现对多库信息的整合与快速查询。该方法有效屏蔽了多个水文数据库之间的异构性,支持跨库的数据检索与应用,从而提高水文数据的获取与使用效率。实验证明,HDIIM能够有效提高水文数据的检索效率,特别是针对批量检索操作,HDIIM的表现较现有方法更加高效和稳定。     

C/S模式WebGIS架构技术

针对客户端／服务器(C／S)模式下三层体系构建原理以及地学空间数据库网络发布(WebGIS)特点,以MapGuide空间数据库引擎为核心,分析了嵌入式WebGIS功能接口和事件响应机理。提出了空间数据库与关系型数据库两大引擎之间实现互动链接的有效技术措施,从而弥补了MapGuide Viewer。插件赖以支持的MWF格式在专业属性数据操作方面的先天性不足。以青海地调院局域网建设实例为基础,详细阐述了C／S模式下青海省基础地学数据库网络框架建设的实现途径。该技术的成功运用,无疑拓宽了青海省地学数字化成果的共享应用渠道,提高了成果的再利用价值。     

GA解决多参数超大解空间优化问题的启发式搜索方法

遗传算法(GA)作为一种有效的全局寻优算法,由于其计算原理简单、搜索能力强、对搜索空间要求低等特点,在许多优化问题中得到了广泛地应用。这里讨论了遗传算法(GA)对多参数超大解空间优化问题的求解方法,重点探讨了提高GA搜索速度的方法,给出了几种启发式搜索策略,并应用于地震波反演这个典型的多参数超大解空间优化问题中,有效地提高了GA的搜索能力,加快了收敛速度。     

山西省1∶5万矢量数据库的建设及开发应用

通过山西省1∶5万矢量数据库的设计过程,阐述其中的核心技术。基于Oracle+ArcSDE的技术建立的空间数据库技术是一种比较成熟的、稳定的空间数据库管理技术,也是省级基础地理数据库的主流模式。ArcSDE作为中间插件联系应用程序和关系数据库,解决了空间数据和属性数据统一存储。     

应用对象关系型数据库存储GIS数据

在比较目前主要GIS存储方式的基础上，认为基于对象关系型数据库存储GIS数据是一种良好的选择。讨论了对象关系型数据库系统Postgre-SQL的特点及其适合于存储GIS数据的一些优异特性，主要包括基本的空间数据类型及内置空间操作符及可扩展机制等；并讨论了基于OpenGIS标准扩展该数据库以实现地理信息数据存储的方法，主要包括空间数据类型的扩展及空间操作扩展；最后讨论了三维地理信息系统的扩展，在三维数据结构方面采用单纯复型作为基本数据模型，在空间的几何属性中引入几何体的包围盒，并通过R-树等索引函数进一步提高速度。另外还实现了空间数据操作的两类重要函数，即空间位置判断和并、交、分、割、裁剪等物体运算函数。所有的内核函数基于C及C 实现，而在客户端通过JAVA实现服务器数据的访问。