基于时态GIS的森林资源基础空间数据更新管理技术的研究

论文摘要

本文针对森林资源数据更新管理技术落后于生产实践需要的现状，探索实现森林资源基础空间数据更新管理的有效方法和技术，希望与林业生产实际相结合，为真正解决森林资源更新管理难题开辟一条可行的道路。 为达到上述目标，本文采取理论研究和技术实践相并行的技术路线，较为系统地研究并实现了基于时态GIS的森林资源更新管理的理论、方法和技术。 理论方法上，本文重点研究了时空对象变化类型、时空数据逻辑模型、时空数据库、动态操作算子、时空数据查询和回溯等实现森林资源更新管理的关键方法和技术，从理论上初步建立起基于时态GIS的森林资源更新管理方法和技术体系。具体来说，论文首先根据森林资源变化特点和规律，从技术实现的角度，对森林资源时空对象基本变化类型进行划分；然后结合森林资源基础空间数据更新管理的要求，提出时空数据模型和时空数据库，确立森林资源时空数据的逻辑组织方法和物理存储技术；最后创立一组基本时空动态操作算子以实现小班数据的更新，并利用时空查询和回溯实现森林资源时空数据管理。 技术实现上，本文建立了基于时态GIS的森林资源基础空间数据更新管理实验系统，以验证本文所提理论、方法和技术的实用合理性。首先，利用AO+VB的GIS组件技术开发实现森林资源小班对象的时空动态操作算子，实现实验数据（历史数据+现势数据）的组织入库，并在建立的时空数据库之上实现森林资源小班数据的历史回溯和时空查询，以验证本文所提更新方法和理论的正确性、实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 立题背景及主要研究内容
• 1.1 立题背景
• 1.1.1 森林资源基础空间数据的概念及其主要来源
• 1.1.2 我国森林资源基础空间数据更新管理现状
• 1.1.3 森林资源基础空间数据更新技术问题剖析
• 1.2 主要研究内容及方法
• 1.2.1 主要研究内容和重点解决问题
• 1.2.2 研建方法和步骤
• 1.2.3 技术路线
• 2 森林资源基本空间数据更新解决途径的探讨
• 2.1 森林资源基础空间数据更新分析
• 2.1.1 森林资源变更原因分析
• 2.1.2 森林资源基础空间数据的类型
• 2.1.3 小班（空间）变更一般原则
• 2.1.4 森林资源小班调查数据建库和更新流程
• 2.1.5 森林资源的变化特点
• 2.1.6 森林资源管理对空间信息的时态需求
• 2.2 时态 GIS─森林资源空间信息更新管理技术支持
• 2.2.1 时态 GIS的产生背景和发展历程
• 2.2.2 时空关系
• 2.2.3 时态 GIS技术和方法
• 2.2.4 时态 GIS功能与应用
• 2.3 时空数据模型─森林资源动态数据组织方法
• 2.3.1 时空概念数据模型
• 2.3.2 时空逻辑数据模型
• 2.4 时空数据库─森林资源动态数据存储技术支持
• 2.4.1 时态数据库
• 2.4.2 空间数据库
• 2.4.3 时空数据库
• 2.5 时空数据动态操作算子─森林资源数据更新基本操作工具
• 2.5.1 时空数据操作算子的概念和分类
• 2.5.2 基于数据库实现的动态操作算子
• 2.5.3 基于地理空间实体变化类型的动态操作算子
• 2.5.4 基于信息空间对象标识状态变化的动态操作算子
• 2.5.5 兼顾地理空间和信息空间中对象状态变化的动态操作算子
• 2.6 时空数据查询和回溯─森林资源数据动态管理基本内容
• 2.6.1 时空数据查询
• 2.6.2 时空数据回溯
• 3 基于时态 GIS实现森林资源基础空间数据更新的主要技术方法研究
• 3.1 森林资源小班对象变更方式
• 3.2 森林资源小班对象基本时空变化类型及描述
• 3.2.1 小班创建变化类型
• 3.2.2 小班属性变更变化类型
• 3.2.3 小班扩张变化类型
• 3.2.4 小班收缩变化类型
• 3.2.5 小班分割变化类型
• 3.2.6 小班合并变化类型
• 3.2.7 小班部分合并变化类型
• 3.2.8 小班终止变化类型
• 3.2.9 小班对象标识赋予规则
• 3.3 面向对象的多基态修正扩展时空模型（OMSEA-STDM）
• 3.3.1 OMSEA-STDM模型的设计依据和指导思想
• 3.3.2 OMSEA-STDM的概念模型及其特性
• 3.3.3 森林资源小班对象数据结构
• 3.3.4 森林资源小班对象基本时空操作
• 3.3.5 OMSEA-STDM模型存储结构
• 3.3.6 OMSEA-STDM模型主要特点
• 3.4 森林资源小班时空数据库设计
• 3.4.1 森林资源时态信息的表达
• 3.4.2 时空数据库的设计思想
• 3.4.3 森林资源时空数据库的设计实现
• 3.5 森林资源小班基本时空动态操作算子设计
• 3.5.1 小班新建时空动态操作算子
• 3.5.2 小班属性变更时空动态操作算子
• 3.5.3 小班扩张时空动态操作算子
• 3.5.4 小班收缩时空动态操作算子
• 3.5.5 小班分割时空动态操作算子
• 3.5.6 小班合并时空动态操作算子
• 3.5.7 小班部分合并时空动态操作算子
• 3.5.8 小班终止时空动态操作算子
• 3.5.9 补充说明
• 3.6 基于时态 GIS的森林资源历史数据回溯
• 3.6.1 历史数据整体回溯
• 3.6.2 历史数据部分或个体回溯
• 4 基于时态 GIS的森林资源基础空间数据更新管理的实验验证
• 4.1 实验系统开发平台与技术
• 4.1.1 实验系统开发平台
• 4.1.2 基于 ArcEngine的组件开发方式
• 4.2 实验数据获取及入库
• 4.2.1 实验数据来源
• 4.2.2 森林资源各期小班空间数据获取及入库
• 4.3 小班变更时空动态操作算子的实现
• 4.3.1 小班创建时空动态操作算子实现
• 4.3.2 小班终止时空动态操作算子实现
• 4.3.3 小班属性变更时空动态操作算子实现
• 4.3.4 小班分割时空动态操作算子实现
• 4.3.5 小班合并动态操作算子实现
• 4.3.6 小班部分合并动态操作算子实现
• 4.3.7 小班扩张动态操作算子实现
• 4.3.8 小班收缩动态操作算子实现
• 4.4 小班对象基本时空变化类型的实现
• 4.4.1 小班创建变化类型的实现
• 4.4.2 小班终止变化类型实现
• 4.4.3 小班属性变更变化类型实现
• 4.4.4 小班分割变化类型实现
• 4.4.5 小班合并变化类型实现
• 4.4.6 小班收缩和小班扩张变化类型实现
• 4.4.7 小班部分合并变化类型实现
• 4.5 历史数据回溯实现
• 4.5.1 整体历史数据回溯
• 4.5.2 局部历史数据回溯
• 4.6 时空查询和分析
• 4.6.1 小班对象的生命周期查询
• 4.6.2 指定时刻的小班属性和空间查询
• 4.6.3 某时间段某区域小班的变更分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 进一步讨论
• 6 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 在读博士期间获得成果清单
• 致谢