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随着地理空间信息的不断更新和社会信息化的快速发展,土地综合利用、地籍动态管理、环境动态监测、交通监控与管理等应用领域对地理信息系统(GIS)的时序分析功能提出了更高的要求,时态地理信息系统(TGIS)成为GIS领域的热点问题之一,而时空数据模型是TGIS研究的核心内容。时空数据模型能够有效处理几何数据、属性数据和时间数据之间关系,有效解决空间信息的一体化管理,是实现不同尺度、不同时序空间数据互动与融合的基础。本文重点研究基态修正模型和基态修正模型改进方法,提出了基于动态距阀值的基态修正时空数据模型的设计原理、方法和数据组织过程,并将改进的基态修正模型与面向对象技术结合构建了土地信息时空数据模型。本文主要内容包括以下几个方面:
(1)探讨了时空数据模型,重点是基态修正模型的相关理论。通过对地理时空认知的理解,分析了TGIS中的时间特性、空间特性以及时空特性,对时空变化与时空关系的描述和表达进行了深入研究;在分析时空数据模型特点的基础上,探讨了目前典型的时空数据模型的优缺点;然后重点介绍了时空数据模型中的基态修正模型及其改进方法。
(2)设计了基于动态距阀值的基态修正模型。首先,在基态修正模型的改进方法的基础上,提出了动态距阀值的基态修正模型;然后,将其与面向对象技术几何构建了基于基态修正的面向对象时空数据模型;最后,探讨了基于该时空数据模型的时空检索方法。
(3)构建了基于基态修正的土地信息时空数据模型。首先,研究了土地信息的时态特征;然后,利用基态修正的面向对象时空数据模型思想,对土地对象进行分析,构建了土地信息时空概念模型和逻辑模型,并对土地信息时空关系和时空操作进行分析。
(4)探讨了土地时空信息在具体的数据库平台上的组织、存储与应用。运用构建的土地信息时空数据模型,设计了在Oracle Spatial中土地时空信息表结构和组织与存储结构;然后进一步探讨土地时空信息在Oracle Spatial中的查询应用。
本文提出了一种新的阀值确定方法,通过分析影响阀值的三个因素最终确定统一的动态距阀值。此方法可充分利用阀值空间,提高检索效率,降低数据冗余。并结合土地信息的时态特性,为土地时空信息的有效组织、管理和查询提供了新的思路和方法。