基于TGIS的时空数据模型研究及应用

论文摘要

时间的引入使GIS的信息量大大增加,并增加了数据库管理的复杂性,传统GIS已不能胜任,必须建设新的时态GIS,时态GIS正成为GIS研究和应用的重要领域之一。时态GIS的关键问题是建立合适的时间与空间联合的数据模型——时空数据模型,更有效地组织、管理和完善时态地理对象的属性、空间和时间语义,以便重现历史状态,跟踪变化,预测未来。本文首先以时态GIS和时空数据模型理论为基础,在基态修正模型的基础上进行改进和扩展,提出以两级对象变化基数分别确定实基态距和虚基态距的方法——基于虚基态的基态修正的面向对象时空数据模型,对传统的基态修正模型进行了改进,较好地解决了历史数据的存储和检索问题。基态修正模型是解决时空数据的存储问题,而面向对象数据模型是解决时空数据的组织问题,二者结合可以有效地解决时空数据的存储和组织。这部分的内容是研究的理论基础。其次,在自主研制开发的旅顺自来水管网系统过程中,对理论模型进行进一步的验证,从系统需求分析、总体结构设计、数据库设计与实现、系统功能实现等方面结合数据模型的应用进行了介绍。系统采用了组件式开发方法,以ESRI公司的MapObjects控件为依托,直接使用Shape文件以及dbf表作为数据平台,在Visual C++开发平台上利用程序控制,结合MapObiects对Shape文件数据的操控方法来实现对图层的基本操作、数据存储过程、产生历史数据索引、以及历史数据查询。应用结果表明,基于基态修正的面向对象时空数据模型对于实现具有时态功能的小型地理信息系统的设计和开发,具有实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 时态GIS的发展历史和现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本文的组织结构
• 2 时态GIS和时空数据模型
• 2.1 时态GIS概述
• 2.1.1 时态GIS定义
• 2.1.2 时态GIS的基本概念
• 2.1.3 时态GIS的功能
• 2.2 时空数据模型的表达方式
• 2.3 时空数据模型研究的意义
• 2.4 小结
• 3 基于基态修正的面向对象时空数据模型研究
• 3.1 基态修正模型的概念
• 3.2 自来水管网数据的时空特征分析
• 3.3 传统的基态修正模型
• 3.3.1 传统的基态修正模型的原理
• 3.3.2 传统的基态修正模型的优缺点
• 3.4 基态修正模型的改进模型
• 3.5 基于虚基态的面向对象的基态修正模型
• 3.5.1 空间对象的时态表达
• 3.5.2 基于虚基态的基态修正模型的原理
• 3.5.3 变粒度索引因子
• 3.5.4 基于虚基态的面向对象的基态修正模型
• 3.5.5 基于虚基态的基态修正模型的检索实现
• 3.6 小结
• 4 TGIS系统时空数据模型设计
• 4.1 TGIS系统建模流程
• 4.2 TGIS系统时空数据的存储方式
• 4.2.1 改进的基态修正模型的实现
• 4.2.2 时空快照恢复
• 4.2.3 时空数据检索
• 4.3 TGIS系统时空数据的组织方式
• 4.3.1 时态、空间与属性内聚性
• 4.3.2 TGIS时空数据库的逻辑设计
• 4.4 TGIS系统时空数据库设计
• 4.4.1 数据表设计
• 4.4.2 时空数据更新示例
• 4.4.3 索引的变更与处理
• 4.5 小结
• 5 TGIS系统软件设计实现
• 5.1 利用MapObjects进行组件式开发
• 5.1.1 GIS开发技术的发展
• 5.1.2 MapObjects简介
• 5.2 系统软件的开发实现
• 5.2.1 数据管理模块
• 5.2.2 地图基本操作模块
• 5.2.3 图层控制模块
• 5.2.4 编辑模块
• 5.2.5 查询模块
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢