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道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型研究

陈荣荣  
【摘要】:地理信息系统是采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统。交通是GIS的一个重要应用领域,由于其空间特征和应用兴趣的独特性,将GIS在交通中的应用强化为一个专用名词GIS-T。现有的GIS大多只是描述数据的瞬时状态,如果数据发生变化时,新数据将代替旧数据,即成了另一个瞬时状态,旧数据将会消失,无法对数据的更新变化进行分析,更不能预测未来的趋势,这类GIS就是我们所说的静态GIS。而在许多应用领域(地籍变更、环境监测、抢险救灾、交通管理等)要求GIS能提供完善的时序分析功能,高效地回答与时间相关的各类问题,因此,必须在静态GIS中增加对时间信息的管理和处理功能,这种能在时间与空间两方面全面处理地理信息的系统,即时态GIS,即TGIS(Temporal GIS)。而TGIS的关键问题是建立合适的时间与空间联合的数据模型,即时空数据模型,其关注的是空间要素随时间变化的建模;时空数据模型的优劣,不仅决定了TGIS系统操作的灵活性及功效,而且影响和制约着TGIS的研究和进展。经过数十年的深入研究,尽管已经提出了多种道路网络数据模型,但普遍对时态特征支持不足,很少考虑到动态交通信息要素,无法满足大范围路网的交通信息融合处理、交通状态自动判别、交通发展态势快速评估以及应急交通组织指挥决策的需要。因此,研究道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型是十分必要的。 本学位论文依托国家高技术研究发展计划(863计划)专题课题:“基于动态信息的智能导航软件与应用系统研发”,着重分析了已有时空数据模型的建模方法,在对已有时空数据模型研究的基础上,考虑了动态交通信息要素,建立了道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型。 全文共分为五章,各章的具体内容如下: 第一章绪论。首先介绍了本文的研究背景及国内外研究现状,然后在对已有时空数据模型研究的基础上,提出了要建立道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型,最后给出了本论文的技术路线和结构框架。 第二章时空数据模型的建模基础。首先介绍了地理世界的时空概念,然后对以有时空数据模型进行研究分析,总结出当前时空数据模型存在的主要问题以及时空数据模型的发展方向,最后提出了时空数据建模必须要解决的问题。 第三章道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型的建立。本章根据时空数据模型的建模层次,依次设计了道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型的概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。 第四章道路网络与动态交通信息一体化的时空数据库设计与实现。首先分析了系统的需求,然后设计道路网络与动态交通信息一体化的时空数据库并对其进行建库,最后介绍了道路网络与动态交通信息一体化的时空数据模型在系统功能实现过程中的应用,对本文研究的理论成果进行了验证。 第五章总结与展望。本章对全文进行总结,同时指出论文的不足之处,以及今后研究工作的方向。


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