面向目标的栅格矢量一体化三维数据模型

首先对现有的三维空间数据模型进行了讨论,分析了栅格、矢量和混合数据模型的特点,提出了一种面向目标的栅格矢量一体化数据模型。该模型将栅格数据以矢量方式进行组织,从而同时具有矢量和栅格数据模型的优点,也克服了目前普遍应用的混合模型所存在的缺点。还提出了一种三维空间的三级栅格划分和行次序编码方法。该方法存储空间小,便于快速索引和计算。最后,给出了具体的数据结构。     

矢量与栅格集成的三维数据模型

以矿山地质为背景，深入分析三维空间信息系统所涉及到的空间对象以及它们之间的联系，提出了几种新的空间对象类型。探讨用矢量与栅格混合的数据结构，以及面向对象的数据模型来表达各类三维空间对象，对此作为设计和建立三维地理信息系统的基础。     

矢量与栅格集成的三维数据模型

以矿山地质为背景,深入分析三维空间信息系统所涉及到的空间对象以及它们之间的联系,提出了几种新的空间对象类型。探讨用矢量与栅格混合的数据结构,以及面向对象的数据模型来表达各类三维空间对象,以此作为设计和建立三维地理信息系统的基础。     

栅格矢量一体化数据结构设计

在遥感与地理信息系统集成的研究中,适合集成系统的一体化数据结构的研究始终是个热门话题。虽然关于一体化数据结构的内容及含义并没有一个明确和统一的定义,但却有许多相关的研究成果已经成功的应用于商业GIS软件中。本文总结了栅格矢量一体化数据结构研究过程出现的三种主要的数据结构。在分析已有成果的基础上,改进了矢量栅格化型数据结构编码方法,利用二阶B 树建立了线、面要素的索引结构。     

图片资料的矢量和栅格处理方法比较

目前地理信息系统（GIS）中采用的数据结构主要有栅格和矢量两种。栅格数据结构简单,图形运算速度快,但是难以实现拓扑和网络分析;矢量数据可以对实体的空间关系进行全面的描述,但结构复杂,而且当图层中包含很多空间对象时,图形运算速度会非常慢。根据一张北京市远景土地利用规划图片,利用处理栅格格式的GIS软件提取各种土地利用类型的用地面积,取得了很好的效果。这种栅格处理的方法不仅可以用于图片资料处理,在遥感影像数据包含的内容比较复杂、边界比较模糊时,这种方法同样适用。     

矢量和栅格一体化的数据模型

针对矢量瓦片在构建过程中对原始矢量数据源检索性能的不足, 提出了一种基于改进网格与递归网格排序(sort-tile-recursive, STR) R-树的混合索引结构, 用于提升对数据源的空间查询效率。该混合索引通过瓦片金字塔上下文信息改进了一级网格索引的查询方式, 减少了查询过程中的空间比较。同时, 使用STR R-树作为二级索引, 有效减轻了因矢量数据空间分布不均衡所带来的影响, 实现了二级查询优化。实验表明, 对比数据库常用空间索引(如网格索引、四叉树索引、R-树/R*树索引), 该混合索引对不同空间分布的矢量数据适应良好, 能显著提高对矢量数据源的查询性能, 加速瓦片的构建。     

面向对象的三维矢量GIS数据模型及拓扑关系的建立

本文针对三维ＧＩＳ拓扑空间关系的复杂性,提出了以表为基本单元的面向对象的数据模型,这种数据模型能表达网状的空间拓扑关系。     

通用三维GIS场数据模型研究与实践

随着三维地理信息系统(geographic information system,GIS)应用的发展,空中电磁信号场、空气与水体污染场、地下地质属性场等连续、非匀质的三维空间属性场数据进行建模、可视化与分析计算对GIS基础软件提出了新的挑战。已被广泛应用的TIN(triangulated irregular network)与栅格数据属于表面模型,通常用来表达二维场数据,其中由TIN组成的封闭表面可用于表达三维体,但两者都无法描述非匀质、连续变化的三维属性场。探讨了在通用GIS基础软件中基于TIN和Grid进行升维表达,实现不规则四面体网格(tetrahedralized irregular mesh,TIM)和体元栅格(voxel grid)两大类三维空间场数据模型,分析了两类数据模型的特点,探讨了三维场数据在可视化和分析计算方面的关键技术,实现了基于TIM与体元栅格表达和应用三维GIS场数据,完善了GIS三维数据模型体系,实现了空/天、地表、地下全空间的一体化表达、模拟与分析计算。     

复杂三维建筑物模型稳健栅格化方法

针对复杂三维建筑物模型的栅格化问题,在分析、比较当前主流的几种矢量栅格化方法的基础上,提出基于区域连通性和置信度分析的可疑区域生长法实现建筑物模型表面栅格化,再采用奇异值分解(SVD)方法解算建筑物空间平面描述参数,内插DBM栅格的高程。试验结果表明,可疑区域生长法可以完全避免栅格化产生的噪音,复杂度低;采用SVD方法可以抵抗各种病态,稳健求解表面参数。     

空间数据的栅格与矢量自适应可视化表达研究

为优化WEBGIS中空间数据的可视化表达效率,对栅格图片和矢量文本两种表达方式进行实验比较,文中提出矢量文本表达方式的结果数据量大小最终需要取决于用于描述空间数据的顶点信息量之和,因此不具有普适性,同时证明当顶点信息量之和在一定范围内时其效率又要优于栅格表达方式,在此基础上提出空间信息的栅格与矢量自适应数据表达模式。实验表明,该模式确实很好地提高了空间数据表达效率。     

一体化空间数据结构及其索引机制研究

本文提出了一种新的栅矢一体化空间数据结构,该结构采用三级划分策略及几何目标元子充填表达技术,使空间数据栅格化的同时,也能满足精度要求。同时引入弧段栅格比特阵和面要素自适应空间索引结构,有效地提高了空间检索效率。试验证明,上述理论及方法是可行的。     

三维空间数据模型综述

介绍了三维地理信息系统空间数据模型的基本概念和研究现状.讨论了三维地理信息系统中两类不同的空间数据模型,即基于表面表示的数据模型和基于体表示的数据模型.分析了格网结构、边界表示、3D栅格结构、八叉树、结构实体几何法和不规则四面体结构等空间数据模型的特点和应用.     

矢量GIS数据位置精度评价

论述了采用野外测量法评价矢量GIS数据位置精度的过程,为精确评价位置精度提出了相应的质量控制措施,讨论了必要的检测点数目、检测点选择等,并对该方法的适用范围作了说明。     

基于栅格化思想的矢量电子地图几何变化检测

在检测不同版本矢量电子地图的变化时,通常采用要素遍历、坐标比较的方法,这种方法计算速度慢、效率较低。针对这一不足,提出一种基于栅格化思想的矢量电子地图几何变化统计比较检测方法(SCAG),即利用矢量电子地图进行栅格化处理时构造的统计数据对点、线、面等形状地物的几何变化进行变化统计分析和要素快速检测,其计算量比遍历的方法显著减少,效率提高。最后通过实验验证了SCAG检测方法的可行性、合理性和高效性。     

GIS中面向对象时空数据模型

由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象,时态数据模型已忧为ＧＩＳ领域的一个研究热点。许多学者提出了多种时态数据模型。本文作者在提出了矢量栅格一体化的面向对象数据模型之后,再一次对时态问题进行了分析研究,净面向对象的数据模型扩充到时间维。有三种方法表达空间对象的历史变化。第一种是将版本信息记录在关系表上;第二种是将版本信息标记在记录上;第三种是将版本信息标记在属性上。本文采用面向对象的方法,将版