A Spatio-Temporal Model for the Manipulation of Lineage Metadata

Nowadays one of the most successful applications of GIS is the management of a land-use cadastre. A lot of corporate GIS databases are in development, they support the legal management and distribution of cadastral maps. However, the propagation of geographical updates toward cadastral databases is still a methodological and technical problem to address in the context of large applications with many different users. This paper proposes a model based on lineage metadata that supports the management of geographical changes in the context of a corporate cadastre application. Geographical and cadastral changes are identified from an analysis of the French cadastre which acts as a case study for the development of our model. The lineage metadata model is based on the application of a direct acyclic graph that permits the management of the evolution of geographical objects and the generation of historical queries. The proposed model is specified and validated with the O ₂ object-oriented database management system.     

统一时空电网数据模型与访问技术

在电网的地理信息系统发展过程中,存在着多种不同的文件或空间数据库格式,也产生了大量的电网时空数据.为解决数据集中或各个系统间数据交互时,面临的异构数据问题以及时空数据应用问题,特提出统一时空电网数据模型与访问技术.本文从实际应用出发,利用元数据思想及软件插件模式,从数据及访问层面解决了异构数据和时态数据的使用.通过应用证明,采用统一空间数据模型与访问技术方式,能够有效地减少数据准备、系统开发的工作量,并且可以整合利用不同数据源各自的优点.     

描述CPS物理实体的时空Petri网模型

时间Petri网在经典Petri网的基础上引入了时间因素,不仅能分析逻辑层次的系统性能,还能分析时间层次的系统性能,然而包含空间因素的信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS)的产生需要对时间Petri网进行拓展。CPS集成计算系统和物理系统,不仅能够实时感知物理环境信息,并且能够通过物理实体改变物理环境。对CPS的物理层面特点进行了深入分析,研究了CPS物理实体的属性及其位置变迁过程,提出了一种CPS物理实体的形式化建模方法。在时间Petri网的基础上引入了空间因素,构造了时空Petri网模型,使其不仅能够描述物理实体逻辑及时间层次的行为,并且能够描述物理实体位置变迁所引起的状态变化。最后以机器人控制系统为例,进一步阐述了时空Petri网模型的有效性。     

时空推理中自动生成复合表的通用算法

时空推理是面向时间/空间问题的研究领域,在人工智能(如语义Web、机器人导航、自然语言处理、物理过程的定性模拟和常识推理等)和其他领域有着广泛的应用前景.复合推理在时空推理中具有重要作用,是约束满足问题等其他定性推理的基础.复合推理是由R(a,b)和R(b,c)决定R(a,c)的一种演绎推理.一般将关系复合结果放在复合表中备查.但目前复合表的建立需要逐个模型进行手工推导,少数模型给出了独立的复合表生成算法,没有适合多种时空关系模型、能自动生成复合表的通用算法.为此,提出了一种能自动生成复合表的通用算法.首先,给出了基于空间划分的通用时空表示模型.在此基础上,提出了基于场景检测的通用复合表生成算法.通过理论分析和对RCC、宽边界、区间代数等20余种典型时空模型的测试,证明了本算法对于所有以精确区域(或区间)为基础的确定、不确定时空模型均能正确快速地生成复合表.     

3维地理信息系统数据模型的设计

空间数据模型是地理信息系统设计的核心和基础。该文详细地介绍了在实际工作过程中设计的一种面向对象的3维数据模型,供大家参考。该数据模型有很强的可扩充性,十分灵活。     

面向视觉变量感知特征的时空过程可视化模型

时空过程可视化具有重要的研究价值与意义。以时空过程为目标,在分析时空数据分类与时空过程的基础上,综合考虑时空视觉变量、感知特征、可视化分类与表现形式等要素,提出时空过程可视化模型S-TProc_VisModel。该模型包含模型输入、视觉变量、视觉感知特征、时空过程可视化形式、模型输出五个部分,可以划分为时空数据、时空过程、视觉变量、视觉感知、可视化类型、表现形式、可视化成果七个层次。利用该模型不仅能有效表达时空要素的位置、形态,还能描述事件中的时空过程及时态变化。经实验证明,S-TProc_VisModel模型能够充分展示时空过程内容,并能形象完整地展示过程细节。     

GIS中空间数据结构和空间数据模型一体化研究

空间数据结构和空间数据模型是研究GIS和空间数据库的核心内容。本文对GIS中的空间数据结构和空间数据模型从定义、分类到发展，进行了一体研究，并且详细阐述了空间数据结构和空间数据模型之间的关系和区别。最后给出了体现两者紧密联系的一个关于军事空间数据库系统的实例。     

配电GIS中动态缓冲区分析模型及应用

在GIS中，根据地理实体对周围空间的作用不同，将缓冲区分为静态和动态两类，对动态缓冲区不是简单的设定距离参数，而必须依据操作对象和要求，选择适用的分析模型。给出了不同的模型和变换公式，并给出实例，介绍了动态缓冲区分析的模型参数的确定方法和缓冲区的建立步骤。     

面向移动GIS的动态四叉树空间索引算法

介绍了常用的空间索引算法,对其性能进行了比较,认为这些算法用于需要动态更新空间索引结构的移动GIS系统中时具有较大的局限性。针对移动GIS系统中对空间索引的特殊要求,提出了动态四叉树空间索引算法,对算法的计算效率进行了分析,实验表明该算法用于移动GIS系统时效果良好。     

GIS在城市固体废物管理中应用及与专业模型的耦合

GIS在城市固体废物管理领域的应用可从基本数据采集、数据与信息管理、基本空间分析、GIS与专业模型结合、空间决策支持系统建立五个层次进行.当前GIS的研究热点之一是GIS与专业模型结合,其结合方式包括基于数据传输的松散式结合、基于共同用户界面的表面无缝结合、内嵌式结合等,基于组件开发技术实现两者结合的方法最具有前景,符合当前GIS发展的趋势.实践证明,GIS与城市固体废物管理专业模型结合具有明显的优势.     

A Spatial Access-Oriented Implementation of a 3-D GIS Topological Data Model for Urban Entities

3-D analysis in GIS is still one of the most challenging topics for research. With the goal being to model possible movement within the built environment, this paper, therefore, proposes a new approach to handling connectivity relationships among 3-D objects in urban environments in order to implement spatial access analyses in 3-D space. To achieve this goal, this paper introduces a 3-D network data model called the geometric network model (GNM), which has been developed by transforming the combinatorial data model (CDM), representing a connectivity relationship among 3-D objects using a dual graph. For the transformation, this paper presents (1) an O(n ²) algorithm for computing a straight medial axis transformation (MAT), (2) the processes for transforming phenomena from 3-D CDM to 3-D GNM, and (3) spatial access algorithms for the 3-D geometric network based upon the Dijkstra algorithm. Using the reconstructed geometric network generated from the transformations, spatial queries based upon the complex connectivity relationships between 3-D urban entities are implemented using Dijkstra algorithm. Finally, the paper presents the results of an experimental implementation of a 3-D network data model (GNM) using GIS data of an area in downtown Columbus, Ohio.     

An Event-Based Approach to Spatio-Temporal Data Modeling in Land Subdivision Systems

The spatio-temporal database for a collaborative decision making system supporting land subdivision is event-driven. Both various states of spatial objects and the events causing the objects change need to be recorded and manipulated in the database. To achieve this, the authors analyzed the characteristics of events in land subdivision process and studied how events affect the states of spatial objects. An event-based approach was proposed to develop the spatio-temporal data model for the GIS-based computer-supported collaborative work (CSCW) land subdivision system. A formal specification of event and its operators was introduced for describing the execution of events and their sequence. The spatio-overlap and time-meet constraints between parent-child parcels are proposed to represent the linkage between different states of land parcels. With this approach, events and the causal relations between events and states can be recorded and managed in the spatio-temporal database in a land subdivision system. In addition, a new way for simulating system work-flow is also suggested.     

一种空间数据挖掘查询索引的研究及应用

从数据库技术角度出发,对空间数据挖掘查询的数据库支持技术和空间数据挖掘系统与GIS数据库的集成技术进行了研究;首先介绍了空间数据挖掘与GIS的关系,及目前在该领域存在的一些问题和缺陷;然后提出了一种支持空间数据挖掘查询的索引和数据访问方法——距离方向连接索引(Distance-Direction associated Join Indices,DDJI),并给出了基于这种索引技术的空间数据挖掘算法及实现技术,研究了基于DDJI的各种空间数据挖掘算法的统一实现技术;实验研究证明,与传统方法相比,DDJI的实现方法在性能上具有较大优势。     

Beyond Schema Versioning: A Flexible Model for Spatio-Temporal Schema Selection

Schema versioning provides a mechanism for handling change in the structure of database systems and has been investigated widely, both in the context of static and temporal databases. With the growing interest in spatial and spatio-temporal data as well as the mechanisms for holding such data, the spatial context within which data items are formatted also becomes an issue. This paper presents a generalized model that accommodates temporal, spatial and spatio-temporal schema versioning within databases.     

基于反馈的交互式动态GIS景观评价模型

提出一种基于反馈的交互式动态GIS景观评价模型,并指出该模型与4D-GIS模型相比较的优点.该评价模型充分考虑景观的动态性,在规划中同时加入了景观规划设计师的交互行为和规划系统本身的交互功能.利用系统本身的交互能力提供的反馈功能,规划人员可以对景观评价系统进行实时控制和修正,以达到更好的景观规划效果.最后通过一个实例简要说明了应用基于该模型的景观评价系统进行规划设计的通用流程.     

基于组件GIS技术的空间变化分析模块开发

空间特征的分布变化分析是地学研究中经常会涉及到的内容，但目前常用的GIS软件往往缺少针对性的分析模块。讨论了点、线、面3种空间特征的分布变化分析方法，并介绍了利用组件技术开发空间特征的分布变化分析模块，最后演示了分析模块在污染源的变迁、水系变化及土地利用变化等方面的应用。     

基于属性变化频率的面向对象时空数据模型的扩展

GIS应用的发展促进了时空数据模型的研究。在借鉴国内外研究的基础上,本文提出了一种新的基于属性变化频率的面向对象时空数据模型,并且从数据模型的数据结构和基 于该模型的数据组织两方面进行了描述。     

基于GIS平台的R树索引模型研究与实现

本文阐述了一种GIS平台-GRASS平台的基本结构和特点,分析了GRASS矢量图的文件结构及空间索引的几种基本算法,阐明了建立R树索引机制的一些基本思路和方法,提出了在GRASS平台上建立R树索引模型的实现策略。     

三维GIS中多分辨率纹理模型的研究

在三维地理信息系统 (GIS)中 ,影像数据作为模型表面的纹理特征 ,对弥补复杂模型的几何特性以及提高三维显示的效果具有十分重要的意义 .为了提高三维模型显示的速度和效果 ,以及为了降低纹理贴图时 ,影像的数据量 ,提出了一种与观察视点相关的动态多分辨纹理模型 ,并设计了相应的数据结构用于管理纹理数据 ,另外在讨论观察视点与纹理分辨率之间关系的基础上 ,开发了基于视点的确定纹理分辨率的算法 ,以用于交互三维显示时的纹理映射 ,最后给出了部分实验结果 .实验结果表明 ,多分辨率纹理模型的映射机制可以取得较好的可视化效果 .     

时空数据库事务并发控制的动态封锁

我们首先分析了时空数据库事务的特点，然后在BT2D-Index的基础上提出了时空数据库事务并发控制的动态封锁方法，并且对动态封锁中几个重要概念做了说明，给出了动态封锁的具体操作，最后对这种动态封锁方法进行了评价。