收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

尺度空间地图多重表达的面向对象数据模型研究

李精忠  
【摘要】:空间数据多尺度表达是GIS领域研究的热点问题之一,它在多尺度空间分析、矢量数据渐进式传输、多源多尺度数据集成以及自适应动态可视化等领域都有贡献作用。目前而言,多尺度数据库的创建主要存在静态多版本和动态综合派生两种策略。前者存在大量数据冗余,数据一致性差,更新困难;后者受地图综合这一国际难题的影响,针对不同的要素类型发展极不平衡,实用性差。针对这一现状,本论文从数据组织的角度,运用面向对象的思想方法实现了对版本和操作的有机集成,创新性地提出了一个面向对象的“生命期模型”。具体研究内容包括: 1.总结了国内外多尺度数据模型的研究进展。着重分析了几个代表性的研究成果:GEODYSSEY、地图立方体模型(Map Cube Model)、抽象胞腔复形(Abstract Cell Complexes)、层次地图空间(Stratified Map Spaces)、MADS模型及VUEL模型,等等。这些模型大致可以分为两类,一类是基于多版本的层次模型(如地图立方体模型、层次地图空间模型等),一类是基于地图综合的动态派生模型(如GEODYSSEY、MADS、VUEL等)。综合来看,这些模型要么重版本,要么重操作,但都没有提供对版本和操作的集成机制。事实上,版本和操作可以看作是空间数据的两个基本特征,一个是静态属性,一个是动态操作,在面向对象的框架下二者是可以集成的。当前的多尺度模型往往偏重概念层次或者逻辑层次或者物理层次等某一具体层次的研究,而没有系统地将这三个不同的层次有机地串接起来,形成一个完备的体系。因此,未来多尺度数据模型的研究应该注重对版本和操作的有机集成,注重概念分析、逻辑设计和物理实现三个层次的串接。 2.系统阐述了GIS中尺度的基本概念,并从认知和表达的角度分析了GIS数据的多尺度特性。尺度是空间数据的重要特征,也是地理信息科学中最模糊、最多意、最难分辨的术语。论文从尺度概念的内涵、外延和类别三个不同的角度阐述了尺度的基本特征;从认知的角度分析了空间数据的尺度效应、尺度依赖性和尺度不变性,这些性质构成了空间数据尺度变换和多尺度表达的理论基础;从表达的角度分析了空间数据的多尺度特征,多尺度表达既是层次化空间认知和尺度变换的结果,又是辅助从粗到细、从整体到局部空间认知的有力工具。 3.从面对对象的角度提出了一个集空间数据表达和尺度变换操作于一体的多尺度数据模型“生命期模型”。该模型基于面向对象的思想,将空间数据的静态表达和动态操作分别建模为对象的属性和方法,通过属性和方法的组合运算,可以动态地导出任意尺度上的数据表达,实现增量式更新传播,避免了传统多版本数据模型所固有的表达不一致问题及更新困难问题。 4.从数据操作的角度总结出了一套完备的矢量数据尺度变换模式,包括地图综合模式、变化累计(LOD)模式、形状内插(Morphing)模式和等价尺度变换模式。LOD模式将实体的表达剖分为一系列结构简单的几何细节单元,每个细节单元对应一定的尺度层次,实体在任意尺度上的表达表现为一系列细节的累积。这种模式改变了传统的基于函数变换的尺度变换模式,具有小数据量、大跨度、多算子集成、操作简单等特性,为GIS数据尺度变换提供了基于数据组织的新视角。Morphing模式以两端尺度控制代替一端尺度控制,以敏感的内插函数实现了较大尺度空间内空间数据的连续光滑变换。在面向对象的框架下,通过继承和封装等技术方法实现了对四种模式的集成,提高了多尺度模型数据操作的效率,增强了模型的动态性和灵活性。 5.从数据组织的角度,提出了基于图结构的多尺度数据组织方式“演化链图”。演化链图以结点表示空间数据的尺度状态,以链边表示空间数据的尺度变换操作。论文基于表达的特征总结了四种结点类型:实结点、虚结点、累积结点和复合结点;基于尺度变换的特征总结了四种链边类型:综合链边、LOD链边、Morphing链边和等价变换链边。不同类型结点和链边的组合可以表达不同的尺度变换模式,一系列结点和链边的有序组合直观地反映了空间数据在其整个表达尺度空间的表达变化过程,从而实现了对大跨度尺度范围内空间数据多重表达过程的有效描述,将传统的面向尺度点的静态表达拓展为面向尺度区间的动态表达。 6.基于Domap软件平台,对多尺度数据模型和尺度变换算法进行了大量程序开发实验,验证了模型算法的可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘凯;毋河海;艾廷华;秦耀辰;;地理信息尺度的三重概念及其变换[J];武汉大学学报(信息科学版);2008年11期
2 ;本期导读[J];武汉大学学报(信息科学版);2010年07期
3 周志强;汪渤;杨杰;吕冀;;基于局部尺度不变特征的快速目标识别[J];光学技术;2008年05期
4 胡家赣;尺度变换和矩阵分解的收敛性[J];计算数学;1983年01期
5 李应乐;王明军;;导体椭球面上电荷分布的尺度分析法[J];咸阳师范学院学报;2007年04期
6 墨素娟;秦勇;;空间信息尺度变换在铁路数据处理中的应用[J];科技信息(科学教研);2007年33期
7 李应乐;王明军;;导体椭球面上的电荷分布[J];海南大学学报(自然科学版);2008年01期
8 赵峥;刘辽;;Unruh热场是补偿场[J];北京师范大学学报(自然科学版);1992年02期
9 张正秋;孙菽芬;;陆面网格尺度变换时植被类型处理方法的探讨[J];应用气象学报;2008年02期
10 刘强;黄朝军;;利用坐标的尺度变换计算导体椭球的面电荷密度[J];中国新技术新产品;2010年11期
11 张可儿;;尺度变换函数的完全性和正交性及其证明[J];陇东学院学报(自然科学版);2007年01期
12 肖剑平;刘美春;艾廷华;林卉;;基于要素操纵引擎实现地图综合缩编的技术方法[J];工程勘察;2007年01期
13 张讲社,徐宗本;基于视觉系统的聚类:原理与算法[J];工程数学学报;2000年S1期
14 高勇强;;柱KDV方程的自相似解[J];太原师范学院学报(自然科学版);2009年01期
15 吴清华;高峰;冯中朝;;中国油菜产业风险预警研究——基于BP神经网络[J];华中农业大学学报(社会科学版);2010年02期
16 艾廷华;杨帆;李精忠;;第二次土地资源调查数据建库中的土地利用图综合缩编[J];武汉大学学报(信息科学版);2010年08期
17 林红波;李月;徐学纯;马海涛;;减小离散误差的时频峰值滤波算法[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年02期
18 刘新春;杨青;;干旱区荒漠植被动力学及恢复对策调控指标分析[J];水土保持研究;2006年01期
19 俞一彪;袁冬梅;薛峰;;一种适于说话人识别的非线性频率尺度变换[J];声学学报(中文版);2008年05期
20 雍龙泉;;优化设计数学模型的分析与评价[J];统计与决策;2008年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 成晓强;艾廷华;;在线式地图综合与尺度变换服务框架的设计与实现[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
2 胡敏;许良凤;邬锡琴;;用DCT块空间关系实现DCT域图像尺度的变换[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
3 墨素娟;秦勇;;铁路空间信息多尺度变换的研究[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
4 张建刚;张杰;;提高辨识精度的多分辨分析方法[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
5 王雷;肖学年;;尺度空间中的地理认知与比例空间中的地图表达[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
6 曾依灵;许洪波;吴高巍;程学旗;白硕;;一种基于空间映射及尺度变换的聚类框架[A];第五届全国信息检索学术会议论文集[C];2009年
7 曲红妮;袁震东;;Wavelet-Galerkin非线性滤波方法[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
8 李昂;宋永忠;沈加刚;乔彦国;;广义S变换频谱分解方法在大庆丰乐地区中的应用[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
9 杜佳;于婷;孙庆杰;;基于图像的印象派绘画生成[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
10 彭静;陈芒;程治国;刘允才;;城市航空图像中多等级道路的线特征提取[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李精忠;尺度空间地图多重表达的面向对象数据模型研究[D];武汉大学;2009年
2 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
3 章鹏;多尺度特征检测:方法和应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 李应乐;电磁波在雨介质中的传输特性及其中椭球类目标的散射特性研究[D];西安电子科技大学;2005年
5 杨淑媛;自适应多尺度几何网络理论与应用[D];西安电子科技大学;2005年
6 肖锋;基于古钱币图像识别与检索关键技术研究[D];西北大学;2012年
7 胡俊华;图象局部不变特征及其应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 郑海标;不可压缩Navier-Stokes方程变分多尺度方法研究[D];西安交通大学;2011年
9 王冬云;转子-轴承故障诊断方法研究[D];燕山大学;2012年
10 张强;聚类算法的维度分析[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁炜;基于活动轮廓模型的图像特征提取方法研究[D];广东工业大学;2004年
2 吴田富;视觉选择性注意机制计算模型及其在物体识别中的应用[D];合肥工业大学;2005年
3 丑国珍;城市空间的层次及尺度空间初探[D];重庆大学;2003年
4 郑瑞连;基于L曲率的尺度空间技术[D];南京航空航天大学;2012年
5 周全;基于多尺度特征的遥感云图分类[D];中国科学技术大学;2010年
6 曲颖;角点在轮廓高斯差尺度空间的行为分析及检测算法研究[D];重庆大学;2012年
7 李翔坤;颜色特征在图像检索中的应用[D];辽宁师范大学;2004年
8 程浩;多普勒雷达信号处理算法研究及软件开发[D];南京工业大学;2004年
9 纪峰波;求解非线性演化方程函数展式法的统一[D];兰州大学;2006年
10 马雪琴;多尺度信息融合算法研究[D];南京理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李志辉 本报记者 孔庆波 贡臻;住宅人性化设计的务实思考[N];中国房地产报;2005年
2 本报记者 唐蓓茗;度夏,请纳米产品来帮忙[N];解放日报;2007年
3 柯鹏;海外基金中国七年之行磨合期才刚开始[N];中国建设报;2006年
4 李长久;纳米技术:主导下一次产业革命[N];经济参考报;2000年
5 蔡忠仁 杨钊良;成功没有捷径[N];中国化工报;2007年
6 李乐;“曲线投资”创意地产[N];中国经营报;2008年
7 高蕾;保护古村落“活化石”——川底下[N];大众科技报;2005年
8 本报记者 李向林;纳米计算 带来神奇[N];中国计算机报;2000年
9 袁志明;纳米武器:未来战争中的“小精灵”[N];学习时报;2000年
10 王著宇;纳米药学——二十一世纪崭新的前沿科学[N];中国医药报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978