时空预测算法研究及应用

1前言 随着空间数据采集和处理能力的增强,空间数据库在遥感、地理信息系统、医疗影像、交通控制和环境监测等方面得到广泛的应用.由于空间信息系统只能存储最近的静态信息,使系统的动态性和推理机制受到限制,因而能够保存历史数据的时空信息系统得到了迅速的发展.时空信息系统的发展推动了时空数据挖掘技术的研究,使数据挖掘的研究对象从一般的事务型数据库、空间数据库,扩展到时空数据库.实际上,很多应用领域在问题求解过程中越来越需要同时考虑时间因素和空间因素,例如交通管理、环境监测、地震救援等.     

时空推理前沿研究综述

本文对时空推理及应用中若干前沿研究方向进行了综述和分析。概括了时空推理的概念和主要研究方向，总结了近10年来时空推理中时空代数、时空信息综合、时空柱度等理论方向及地理信息系统和时空数据库等应用方向的研究工作，分析了存在的问题并指出了发展趋势。     

时空数据模型的研究与进展*

时态地理信息系统(TGIS)以表达、管理和分析动态变化的地理现象为目的,其核心是时空数据库,因此对时空数据库的理论基础——时空数据模型的研究十分必要。目前的时空数据模型主要有简单模型、时空联合模型、时空属三域模型、基于对象/特征的模型和基于事件/过程的模型等。首先对这些模型进行了回顾,对其优缺点和侧重点进行了分析对比,然后在此基础上对时空数据模型的进一步研究方向进行了剖析。     

基于逻辑映射的时空本体构造

时间和空间的表示和推理是人工智能研究中重要的组成部分。随着时空信息在地理信息系统、时空数据库、CAD/CAM等领域的重要应用,时空信息的本体表示越来越受到人们的重视。目前时空本体的构造都是基于一阶谓词逻辑,不能直接应用最新的OWL本体语言描述,不利于其在语义Web上的表示和应用。为解决这一问题,该文研究了使用一阶谓词逻辑到描述逻辑的逻辑映射构造的时空本体,给出了基于Web本体语言OWL的时空本体在Protégé环境中的具体实现。     

时空推理研究进展

与时态和空间有关的推理问题是人工智能研究中重要的组成部分,在地理信息系统、时空数据库、CAD/CAM等领域有着重要应用.从本体、表示模型和推理方法3个方面分别介绍了时态推理和空间推理的发展,并在此基础上综述了时空结合推理的研究进展.讨论了目前时空推理领域存在的问题,并指出了今后的发展方向.     

基于时态GIS的飞机地面作业系统数据管理

时态GIS是能够跟踪和分析随时间变化的空间、非空间信息的地理信息系统。本文在分析飞机地面作业系统的信息数据特点:易变性、实时性和复杂性基础上,将新颖的时态GIS技术与IDDS(智能决策系统技术)结合,提出飞机地面作业系统各类时空数据表达和处理方法,以便更高效地实现建立实时数据库。     

特征-版本时空数据模型的研究

讨论传统时空数据模型的特点,设计了Geodatabase支持下的基于特征-版本的时空数据模型,并详细介绍该模型的时态逻辑关系和存储结构.该模型节约了数据存储空间,有效保持地理现象的完整性,并具有较高的时空查询效率.针对扎龙湿地,构建了湿地时空数据库,并设计扎龙湿地时态地理信息系统,实现历史重构、地理对象发展与回溯、时空复合查询等功能,有效完成湿地时空数据的管理任务.     

GIS环境下融合实时交通数据的交互系统

论述了如何在地理信息系统环境下集成实时交通数据,开发可交互系统。开发的目的主要有两点:1.充分利用数据库功能,增强当前交通监控系统能力;2.开发可视化智能分析工具,充分发挥当前交通监控系统的能力。文中分析了系统动态实时交通数据的数据库环境,讨论了交通数据实时融合、集中在GIS应用中的数据接口模块,并从时空两方面提供可视化和智能分析工具。为了便于分析,文章以北京交通管理局的地理信息系统开发为例。     

基于状态和变化的统一时空数据模型

提出了一个基于状态和变化的统一时空数据模型SCUDM(state and change based unified spatio-temporial datamodel).时空数据库的状态是关于对象、空间和时间的三元组,时空数据库的变化就是状态的变化.按照对象域、空间域和时间域将时空数据库中的变化分别投影分解,显式地表达在对象、空间和时间上的变化.而事件是在某一时刻前后,时空实体的变化关系,在事件表达中蕴涵了空间实体之间的时间拓扑关系.SCUDM不仅支持状态和变化的表达,而且支持时间拓扑和空间拓扑的表达.     

基于GIS林权变更信息管理系统的设计

现有林权变更信息管理系统仅支持空间信息和属性信息的查询、管理和分析。运用地理信息系统对林地林木空间位置、属性信息、时闻信息进行组织管理,构建面向对象的时空数据模型,在此基础上建立时空数据组织,建立林权变更数据库,支持历史信息的管理、查询等操作。以广西梧州林权改革数据为数据源,通过时态GIS对林权变更信息进行分析．实现图形信息和属性信息一体化存储与管理分析．便于时间和空间信息的查询．有利于林权改革的进一步深入开展。     

基于时空快照数据库的时间序列预测

时空数据库是在空间数据库的基础上引入了时间维,时空数据模型和时空变化分析是GIS领域当前研究热点之一。提出一种在时空快照数据中预测时间序列发展和关联规则发现的方法。首先采用基态修正模型表达时空数据,从中提取出时空快照序列,将时空快照序列聚类为几个簇,再在簇内挖掘关联规则。将该方法应用于实验数据,结果证明这种方法能够有效地从时空快照数据中发现时空序列的发展趋势。     

时空数据库模型和时间地理信息系统框架（续）

５时空数据库模型常见的时空数据库模型有两种,即基于矢量的时空数据库模型和基于栅格的时空数据库模型。它们是基于传统的矢量数据模型和栅格数据模型基础上派生的。这两种模型均可处理上述八种变化。在绝大多数模型中,对渐进变化的处理是通过减小时间微粒,把渐进变化...     

基于时空推理和XML的时空查询语言

新一代地理信息系统(简称GIS)正在向同时处理时间和空间信息发展，时空查询成为GIS的研究重点。目前的时空查询语言不论在语法还是语义方面都存在不足。为此，设计了一个基于XML的扩展SQL时空查询语言ST—XSQL，并在组件地理信息系统CGIS上实现。鉴于：XML是当前各类基于Web的查询语言普遍采用的技术手段，ST—XSQL采用基于xML的扩展SQL语法。语义解释采用时空推理中著名的RCC和区间代数理论。与同类工作相比，ST—XSQL的语法表达更加清晰和严谨，时空关系语义也更加完备和实用。     

时空数据模型研究

当前,相关定位设备及数据库技术的发展使得模拟和查询位置或形状随时间变化的移动物体成为可能。设计时空查询语言是构建移动对象数据库必不可少的步骤。本文在前人研究成果的基础上,提出了时空数据类型以及为了在移动对象数据库中进行时空查询而引入的相关操作符。     

浅议地理信息系统的数据库结构

由于地理数据的区域性、时间性和综合性,决定了地理信息系统数据库结构的特殊性。木文从数据库的基本原理和数据模型设计方法出发,围绕地理信息系统的数据模型,深入分析地理数据表达的方式,以及各类数据之间的相关状况来讨论设计比较理想的地理信息系统的数据库结构。并根据我国的实际情况,提出地理数据库的关系——网络模型设想。     

一种时空四维数据模型

现有的地理信息系统软件一般没有考虑时间因素,难以处理时态现象。本文在对多种时态数据模型进行分析,对一些时间概念进行讨论之后,提出了一种面向对象的时空数据模型并对它的数据结构进行了描述。     

时空索引的演变与发展

近年来,随着移动计算和无线通信等技术的发展,时空数据库广泛应用于交通控制和全球定位等领域。为了支持时空查询和有效地管理时空数据库中海量的时空对象,专家学者提出了大量的时空索引方法。首先对时空索引进行归纳总结,描绘了时空索引演化历史图;接着对时空查询类型进行介绍;根据时间维将时空索引分为索引过去、当前、将来和全时态4类,根据空间维将时空索引分为移动点和移动区域两类,在此分类基础上对各种时空索引方法进行了阐述;最后对时空索引的研究方向进行了展望。     

时空数据库移动点轨迹建模

时空数据库的移动点轨迹建模技术是近年来是时空数据库研究热点之一.本文在给定一系列时空数据库移动点的信息,找出实际应用中时间更新阈值和空间距离阈值,结合移动点时空模型和数学上线性回归的建模思想,建立一种新的支持过去、现在、未来的移动点轨迹模型,并有效地预测了移动点在某一时间阈值内,移动点的运动趋势及范围.     

基于CORBA的空间数据库访问技术研究

该文从CORBA技术的概述入手,介绍了基于CORBA的数据库集成技术,并重点阐述了基于CORBA对空间数据库访问的封装。空间数据库技术作为地理信息系统的核心,提供了空间数据的存贮、访问和其它应用,基于CORBA的空间数据库访问技术为实现异种空间数据库的互操作和分布式、组件化的地理信息系统奠定了良好的基础。     

基于动态多级基态的修正模型的TGIS研究

针对基于基态修正模型的时态地理信息系统(TGIS)历史回顾效率低下的问题，提出了一种基于动态多级基态的修正模型(DMBSA)，并结合TGIS的典型应用——土地产权产籍管理信息系统，依据地籍数据的时空内聚性及空间、属性内聚性强度，通过分析面向对象的时空数据特点，设计了DMBSA模型的时空数据库，实现了对地籍变更的历史回顾；最后对基于上述模型和方法自主开发的土地产权产籍管理信息系统REGIS进行了介绍。应用结果表明，基于动态多级基态的修正模型(DMBSA)能低冗余、高效率地实现时空数据的存储、管理和历史回顾。