形状自适应的二维水印方法

通过对空间数据的拓扑一致性问题的分析,给出了一种基于拓扑的空间数据模型,在此基础上提出了一种空间拓扑规则发现机制.利用所得的空间拓扑规则,判断空间数据是否具有拓扑不一致性,进而采取相应的策略进行拓扑一致性维护,以提高空间数据的质量.     

基于GeoView的拓扑规则管理

GIS空间数据模型中,基于规则的拓扑关系检查是保证数据一致性和正确性的主要方法。本文针对GeoView关系模型组织的空间数据提出了相应的拓扑规则管理方法,根据拓扑关系和实际情况归纳出一系列的拓扑规则,并通过实例介绍了拓扑规则的检查算法的实现。该拓扑规则管理方式已应用于GeoView平台,较好的实现了对空间对象拓扑关系的管理。     

空间拓扑关联的双向挖掘研究

针对现有挖掘算法不能快速地提取空间拓扑关联,提出一种空间拓扑关联的双向挖掘算法,其适合在海量空间数据中挖掘空间拓扑关联规则;该算法用二进制数表示空间拓扑元,并用其位运算,按自顶向下和自底向上两种方式计算产生候选频繁项,实现双向搜索空间拓扑关联规则;算法在计算支持数时还用数字式空间事务的特性减少被扫描的事务数,达到提高挖掘效率的目的。实验结果表明在空间数据中挖掘空间拓扑关联规则时,该算法比现有算法更快速更有效。     

一种交替搜索空间拓扑关联的挖掘算法

针对现有挖掘算法不能有效提取空间拓扑关联的问题,提出一种交替搜索空间拓扑关联的挖掘算法,适合在海量空间数据中挖掘空间拓扑关联规则。该算法从候选数字区间的两端,用数字递增和递减2种方式产生候选频繁项,实现交替搜索空间拓扑关联规则。在计算支持数时用数字特征减少被扫描的事务数,达到提高挖掘效率的目的。实验结果表明,在空间数据中挖掘空间拓扑关联规则时,该算法比现有算法更快速、有效。     

一种改进的基于规则的时空拓扑一致性处理模型

通过对空产数据的拓扑一致性问题进行分析,提出了一种改进的基于规则的空间拓扑一致性维护模型,该模型通过定义拓扑规则和约束表达式进行拓扑一致性维护;作为进一步研究,采用版本化的技术将这种处理策略扩展到时空系统当中,以处理和维护时空系统中的时空拓扑一致性,这种基于规则的拓扑关系管理机制,有利于用户在局部检查拓扑关系以提高数据分析和处理的效率。     

地籍空间数据库拓扑关系分析及基于规则的验证方法

为了提高空间数据质检的效率，实现要素类间拓扑关系的智能检测，在分析地籍空间数据库要素拓扑关系分类的基础上，提出了基于拓扑规则的拓扑关系验证方法，并采用GIS开发平台ArcEngine，开发了空间数据质检系统LR_Checker。大量地籍空间数据的测试表明，采用LR_Checker可大大降低数据检查的工作量，基于拓扑规则的拓扑关系验证方法是正确、有效和合理的。     

GIS中由单种细节方向关系推理拓扑关系的方法

介绍了一种用细节方向关系来处理与参照对象内部有关方向的方法,以弥补外部方向关系的不足;提出了描述两个方向关系之间的关系的九交模型,并得到了19条根据细节方向关系推理拓扑关系的规则,通过这些规则即可得到未知的拓扑关系,而不需要任何几何计算．由于规则推理比几何计算速度快、内存消耗小,因此推理能够提高基于空间关系的空间数据查询的速度和效率。     

基于数据复制的多级空间数据库服务器体系结构设计与实现

由于空间数据的特殊性,如何维护空间数据的空间一致性和拓扑一致性成为分布式空间数据库的研究关键之一。该文提出了基于数据复制技术的多级空间数据库服务器体系结构的解决方案,讨论了该结构的原理和实现方法,该体系结构已作为GIS软件MAPGIS空间数据管理系统的一部分,被用于国土资源、民政等部门各级分布数据的管理,被认为是一种行之有效的体系结构。     

基于MapObjects的空间拓扑关系的建立

MO(MapObjects)是广泛应用于GIS软件开发的组件,但是它的数据模型的局限性决定了它不能够独立支持空间拓扑关系。而空间拓扑关系是GIS中空间分析的基础,从而限制了它在空间分析方面的应用。该文针对MO不能独立支持空间拓扑关系的问题,分析了空间拓扑关系和MO的空间数据模型,设计了用于存储拓扑关系数据的数据库,给出了建立空间拓扑关系的过程,提出并实现了一种基于MO的空间拓扑关系的建立方法,扩展了MO的空间分析功能,拓展了MO的应用范围。     

分布式空间数据分片与跨边界拓扑连接优化方法

研究分布式空间数据库(distributed spatial database,简称DSDB)中数据按区域分片时的跨边界片段拓扑连接查询问题,并提出相应的优化方法.首先研究了分布式环境下的空间数据的分片与分布,提出了空间数据分片的扩展原则:空间聚集性、空间对象的不分割性、逻辑无缝保持性.然后,将区域分割分片环境下的片段连接分为跨边界和非跨边界两类;同时,将拓扑关系分为两类,重点研究跨边界的两类片段拓扑连接.提出了跨边界空间片段拓扑连接优化的两个定理,并给出了证明.以此为基础,给出了跨边界空间拓扑连接优化规则,包括连接去除规则和连接优化转化规则.最后设计了详细的实验,对自然连接策略、半连接策略以及所提出的连接策略进行效率比较,结果表明,所提出的方法对跨边界连接优化有明显优势.因此,所提出的理论和方法可以用于分布式跨边界拓扑关系查询的优化.     

Multi-level Topological Relations Between Spatial Regions Based Upon Topological Invariants

Topological relations have played important roles in spatial query, analysis and reasoning. In a two-dimensional space (IR²), most existing topological models can distinguish the eight basic topological relations between two spatial regions. Due to the arbitrariness and complexity of topological relations between spatial regions, it is difficult for these models to describe the order property of transformations among the topological relations, which is important for detailed analysis of spatial relations. In order to overcome the insufficiency in existing models, a multi-level modeling approach is employed to describe all the necessary details of region–region relations based upon topological invariants. In this approach, a set of hierarchically topological invariants is defined based upon the boundary–boundary intersection set (BBIS) of two involved regions. These topological invariants are classified into three levels based upon spatial set concept proposed, which include content, dimension and separation number at the set level, the element type at the element level, and the sequence at the integrated level. Corresponding to these hierarchical invariants, multi-level formal models of topological relations between spatial regions are built. A practical example is provided to illustrate the use of the approach presented in this paper.

三维空间对象拓扑关系的研究

在数字地球、数字城市、地理信息系统等涉及地理数据等许多应用中,三维空间对象的拓扑关系的研究是一个十分重要的问题;弄清三维空间对象的拓扑关系,对于三维空间对象的操作以及操作的算法研究至关重要。由于三维空间对象的复杂性,它们之间拓扑关系的判定大多只是从简单的概念来进行判断,还没有从理论上全面地给定它的判定准则。该文试图在三维空间中,详细地研究空间对象之间拓扑关系成立的条件与结论,利用这些规则,可以全面地得到三维空间对象之间可能存在的所有拓扑关系。     

Top-k集合空间关键字近似查询方法

近年来,带有位置和文本信息的空间-文本数据的规模迅速增长,以空间-文本数据为背景的空间关键字查询技术得到广泛的研究与应用。现有大多数空间关键字查询方法通常以单个空间对象作为查询结果的基本单元,最近有少数研究工作提出以一组空间对象作为查询结果的基本单元,这组空间对象联合满足用户的查询需求,但却没有考虑组内空间对象之间的关联关系。针对上述问题,提出一种top-[k]集合空间关键字近似查询方法。提出一种基于关联规则的空间对象之间的关联访问度评估方法,设计了一种结合距离和组内空间对象关联访问度的评分函数;提出了一种基于VP-Tree的剪枝策略,用于快速搜索空间对象的局部邻域,进而加快查询匹配速度;利用评分函数计算候选空间对象组合的得分,并以此选取top-[k]组空间对象作为查询结果。实验结果表明,提出的空间对象关联度评估方法具有较高的准确性,提出的剪枝策略具有较高的执行效率,获取的top-[k]组空间对象具有较高的用户满意度。     

地理信息系统中空间对象间拓扑关系的推理

首先讨论了地理信息系统中空间对象的空间数据模型,然后定性地分析了空间对象点与点、点与线和点与区域之间的拓扑关系,并给出了空间对象拓扑关系的推理算法.最后,将模糊技术与空间对象之间的拓扑关系的推理算法结合起来,使其可以方便地处理地理信息系统中的模糊性和不确定性.     

Efficient Implementation Techniques for Topological Predicates on Complex Spatial Objects

Topological relationships like overlap, inside, meet, and disjoint uniquely characterize the relative position between objects in space. For a long time, they have been a focus of interdisciplinary research as in artificial intelligence, cognitive science, linguistics, robotics, and spatial reasoning. Especially as predicates, they support the design of suitable query languages for spatial data retrieval and analysis in spatial database systems and geographical information systems. While, to a large extent, conceptual aspects of topological predicates (like their definition and reasoning with them) as well as strategies for avoiding unnecessary or repetitive predicate executions (like predicate migration and spatial index structures) have been emphasized, the development of robust and efficient implementation techniques for them has been largely neglected. Especially the recent design of topological predicates for all combinations of complex spatial data types has resulted in a large increase of their numbers and stressed the importance of their efficient implementation. The goal of this article is to develop correct and efficient implementation techniques of topological predicates for all combinations of complex spatial data types including two-dimensional point, line, and region objects, as they have been specified by different authors and in different commercial and public domain software packages. Our solution consists of two phases. In the exploration phase, for a given scene of two spatial objects, all topological events like intersection and meeting situations are summarized in two precisely defined topological feature vectors (one for each argument object of a topological predicate) whose specifications are characteristic and unique for each combination of spatial data types. These vectors serve as input for the evaluation phase which analyzes the topological events and determines the Boolean result of a topological predicate (predicate verification) or the kind of topological predicate (predicate determination) by a formally defined method called nine-intersection matrix characterization. Besides this general evaluation method, the article presents an optimized method for predicate verification, called matrix thinning, and an optimized method for predicate determination, called minimum cost decision tree. The methods presented in this article are applicable to all known complete collections of mutually exclusive topological predicates that are formally based on the well known nine-intersection model.

3维空间线与体对象间的拓扑关系完备性研究

线与体是3维空间中两类重要的空间对象,对其之间的拓扑关系进行研究在地矿开采、交通运输等很多领域都有非常重要的应用价值。为了准确高效地对3维空间线与体,特别是复杂对象间的拓扑关系进行分析,首先定义了一类基本空间对象,同时用9交模型来表达空间对象之间的拓扑关系;然后利用线与体之间的9条否定规则推导出基本线与体之间可能存在的11种拓扑关系,再利用复合推导的方法来得到复合线对象与体之间的19种拓扑关系;最后得出了用于推导分析复杂线与体之间拓扑关系的算法。经过详细分析与讨论,证明了这些拓扑关系具有完备性。实践表明,利用完备拓扑关系,不仅可以保证推导分析算法的正确性,也能极大简化复杂线对象与体对象间拓扑关系的分析。     

基于ArcSDE的空间拓扑关系连接方法研究

简要介绍了标准的拓扑关系模型,分析了空间拓扑关系连接的特点。根据ArcSDE提供的空间查询技术和拓扑关系谓词,提出了在ArcSDE平台下实现拓扑连接的三种方法,包括基于空间约束查询的拓扑连接方法（SCQTJ）、基于谓词的嵌套循环拓扑连接方法（PNLTJ）和过滤精化两阶段拓扑连接方法（FR2PTJ）。最后通过试验对三种方法进行检验,试验结果表明PNLTJ方法具有最优的性能。     

数据更新中要素变化检测与匹配方法

在要素类之间缺乏同名实体关联关系的情况下,通过空间分析自动识别出当前要素的同名实体及它们之间的变化信息。在查询当前要素的候选匹配集时,设计了一种基于自定义空间拓扑关系的空间查询方法,缩小了的空间查询范围并减少了查询次数,提高了空间分析的效率;在确定当前要素的同名实体时,提出了基于权重的空间要素相似性计算模型,基于该模型有效地对复杂空间关系下的要素进行了匹配,提高了匹配的准确性。