基于栅格的空间连接查询

空间查询的效率估计是空间数据库中一个重要问题.空间操作交运算是最常用的谓词.但是,两个空间对象的精确相交测试是空间连接过程中最耗时、最耗I/O的.空间对象近似的使用可以减少为了相交对象而检查空间对象的具体形状的必要性.本文提出了一种新的栅格近似(三色栅格标识图-3CRS)来表示不同的数据类型,被用作查询处理中的过滤器.并给出了实际数据测试(多边形、线、点)的实验,结果表明,本文所提方法是有效的.     

一种基于栅格的高效空间连接查询研究

空间连接可以看作是两个集合的笛卡尔积的子集,所以对对象的相交查询非常耗费时间和I/O的。很多的文献中都是使用过滤器以减少测试对象来提高空间连接查询效率,对栅格图层的查询优化,一般使用空间对象近似以减少为了相交对象而检查空间对象的具体形状的必要性。本文将提出一种新的效率评估方法,目的在于提高查询结果的准确性,经过试验证明该方法有效。     

一般空间对象的空间数据类型

空间数据类型的定义一直是空间数据库和GIS等领域的研究热点.针对一般空间对象的空间数据类型定义问题,依据点集和拓扑理论,采用函数方法,研究了一般空间对象的特点,并给出了一组有效时间内的一般空间对象的带时间维的空间数据类型定义,包括一般点,一般线,一般区域.一般空间对象的空间数据类型定义将一般点定义为多个单点的并集;一般线定义为多个连续函数的并集;一般区域定义为多个面的并集.在一般空间对象的空间数据类型基础上,可建立一般空间对象的数据模型,一般空间对象的空间关系,从而在空间查询中,能处理针对一般空间对象的空间查询.     

实时栅格化的全球矢量数据可视化及交互操作

通过采用视点相关的数据动态调用策略,实现了视景体内矢量线、面对象的动态查询和检索;利用Bresenham算法和填充法分别对线、面对象进行实时栅格化,生成矢量纹理数据,并将矢量纹理数据映射到地形格网表面,实现了矢量数据快速可视化;利用点选操作获取拾取点的屏幕坐标,通过坐标变换计算出拾取点的空间坐标,依据拾取点的空间坐标实现矢量查询、选择等交互操作.应用我国省区边界数据和美国地质调查局的GOTOPO30数据进行了相关实验.结果表明:实时栅格化的矢量可视化表达方法每秒渲染帧数在40帧左右,渲染效率远高于几何法;而且避免纹理走样现象的产生.     

基于Vague集的不确定方向查询

针对方向关系界定的不确定性,提出基于Vague集的不确定区域方向关系模型,并利用Vague集方向关系矩阵分析不确定空间对象的方向关系隶属程度.讨论了空间对象与其MBR间的方向谓词映射关系,给出了边界不确定对象之间的方向查询实例及算法.结果表明,用Vague集来表示不确定性区域能够体现出空间对象与方向片相交的最大(最小)程度,比用模糊集更确切,不确定查询更符合人类思维的心理特征.     

一种基于栅格扩展的机器人路径规划方法

提出一种机器人的路径规划方法;这一路径规划方法是在机器人的位姿空间中进行的,采用栅格扩展的策略,即从初始位姿和终止位姿的栅格进行扩展。扩展一方的栅格前,先从这一方欲扩展栅格的第一个栅格向另一方欲扩展栅格的第一个栅格作一直线,沿这一直线首先进行扩展。最后在机器人的仿真系统中运用这一方法进行路径规划,大大地提高了路径规划的效率。     

受限空间连接查询及代价分析

针对已有的空间连接查询算法无法解决限定范围内的空间连接查询问题,提出了受限的空间连接查询,在给定查询范围内找到满足某种空间谓词的空间对象,给出直接解决方法和基于R-树的受限空间连接查询算法.基于QR树的优良特性,提出一种基于QR树的受限空间连接查询算法,该算法既避免了四叉树的较大存储代价,又克服了R树的节点重复的弊端,使得受限空间连接查询可以在多棵较小的R树上进行,较好地解决了空间连接查询开销较大的问题.对所提出的算法进行代价分析,实验证明算法具有较高效率.     

多源空间数据库查询技术

为了实现多数据源空间数据集成,提出一种多源空间数据库查询系统框架.基于多数据源的空间对象关系模型,针对多数据源空间数据查询的需求,面向采用空间数据和属性数据分别管理的数据源,提出了支持查询分解和查询结果筛选的数据查询算法,分析说明了适用于空间数据查询的优化方法,形成了一套支持多数据源空间数据库查询技术.     

多义线及其偏移算法研究

计算平面曲线的偏移线在计算机辅助设计和数控加工中具有十分广泛的应用。在许多工程应用领域中,直线段和圆弧是使用频率较高的线段元素。为了便于计算机存储和处理,给出了直线和圆弧的统一表示形式,并在此基础上给出了多义线的定义与存储结构。针对多义线的特点,提出了一套求其精确偏移线的算法,该算法能够保证偏移线在各处具有与原曲线相应点相同的几何连续性。由于任意平面曲线均可以用多义线近似表示,本算法还可用来近似计算任意平面曲线的偏移线。     

基于SVG的图形查询研究

讨论的查询对象是基于SVG的图形,查询方式分为快速查询和特征查询两种类型,其中特征查询包括文本、名称、类型和自定义等4种方式,并实现对查询到的对象进行图形本身的查找和变换等操作.随着SVG在Web中的广泛应用,基于SVG实现图形查询技术,将给网络图形搜索引擎带来革命性的变化.     

基于空间连接的公路震害数据属性关联

为了研究基础因子对公路震害的影响机理,关联公路震害空间数据属性,应用考虑空间对象集和空间谓词的空间连接理论,面向公路震害分布规律研究需求,利用地理信息系统,研究了震害点数据与基础因子面数据的属性关联、震害点数据与基础因子线数据的属性关联。基于此,分析了映秀-汶川附近震区公路地质灾害与坡度的空间分布关系。分析结果表明,研究区域公路地质灾害的分布具有明显的坡度差异性,呈现出"中间高,两头低"的规律,与实际情况相符,此研究有效提高了震区公路病害空间分布规律研究的效率和精度。     

空间数据库R-tree连接方法研究

空间连接是空间数据库中最重要最耗时的操作,国内外学者的研究多是基于索引结构空间连接的一次过滤方法,其中基于R-tree的空间连接算法被认为是一种高效的处理机制。本文提出了基于R-tree空间连接的二次过滤方法,缩小了过滤阶段的候选集大小,可有效提高查询效率。     

基于模拟退火算法的空间度量物化选择

为了解决空间OLAP的响应速度存在着存储空间和时间代价的矛盾,通过空间立方体的选择物化方法来实现空间要素有效而实用的选择合并,提高联机分析的响应速度.采用模拟退火算法,以空间对象面状区域的合并为例,进行空间度量物化选择,将模拟退火算法融入PIA算法中,同时把空间对象(面状)与其它类型的空间对象(点状、线状)的关联关系(交、含、邻)作为空间对象合并的共享性与实用性的考查指标,加入目标函数当中.实验结果表明:随着空间对象数据的增加,模拟退火算法与PIA算法,两种算法的时间代价仅有较少的增长,均具较好的伸缩性,在空间对象数目100~400时,PIA算法优于模拟退火算法,当空间对象数目大于400后模拟退火算法时间代价缓慢增长,而PIA算法时间代价急剧增大;在模拟退火算法中空间对象集合的空间关联度越高,选中几率越高.融入PIA的模拟退火算法具有良好的伸缩性,并提高了空间度量合并解的优化,增加了空间度量选择物化的实用性.     

GIS中空间对象的不确定性研究

重点讨论了空间数据不确定性的概念、模型及研究方法,建议用目标模型和场模型来分别表示两类不同的空间对象,论述了空间统计学、模糊集理论、粗集理论、遗传算法、反思模型关数据不确定性研究中的应用,并给出了若干应用例子。     

线线空间关系描述的拓扑链模型

基于GIS数据库中线线空间冲突检测的需求,分析了线目标间空间关系精细化描述和计算模型.采用GIS空间关系理论,利用分解组合的思想,将拓扑不变量归结为局部拓扑关系及次序,并提出了一种将线线拓扑关系与序关系、度量关系集成描述的拓扑链模型.结果表明:该模型可以集成描述线目标间局部详细的拓扑关系、左右关系及相交角度、交点数量、交点距离、相交区域面积等度量关系,可以满足GIS数据库中的线目标间空间冲突检测的需求.     

基于对象匹配方法的多重表达中的一致性处理

通过对多重表达情况下空间数据一致性的分析,给出了一种在表达层同构情况下通过对象属性特征匹配过程和对象空间关系匹配过程来维护空间对象之间一致性的方法,该方法考虑了空间对象的属性特征一致性和拓扑关系一致性,可以更全面地解决地理信息系统中多重表达情况下空间数据的一致性问题,同时能更有效地提高空间数据的质量.     

一种基于线面包含关系的GML空间聚类算法

针对目前大多数空间聚类算法主要是针对关系数据且没有考虑空间拓扑关系相似性的问题,对基于空间拓扑关系的空间聚类方法进行研究.提出了一种基于线面包含关系的GML(geography markup language)空间聚类算法SCGML-LRI(spatial clustering in GML data based on line region inclusion relations).算法将GML文档中线面空间对象的包含关系作为空间对象相似性度量准则,并用CLOPE算法对空间对象进行聚类.实验结果表明:算法SCGML-LRI能实现GML数据的空间聚类,并具有较高的效率.     

DEFINITION AND CONTENTS OF SPATIAL ANALYSIS

GeographicalInformationSystem(GIS).firstputforwardinthe1960s.hasdevelopedover30yearsandmadegreatachievements.AndGISsoftwareofvariouskindshavebeenputintothemarketsuccessively.Butitshouldbenotedthatthesesoftwarearemostlyofdatamanagementsystem,andthatSpatialAnalysis--oneofthemajormotivestopromotethedevelopmentofGIS.hasbeenignoredinthissystem.Asaresult.datamanagementandSpatialAnalysisitself.anditsfundamentalcontentsandmethodshavenotyetbeenwellcollectedandcombined,letaloneitssystemandstructur…