时空数据库中的时空拓扑查询

1引言 现代社会大量的科学应用,如航空系统的飞行器导航、森林火灾探测、乃至于人们生活中应用越来越广泛的移动通讯手机等等,这些都导致有必要研究一个能兼顾时空两属性的数据库管理系统.研制一个能有效表示和处理时空对象的DBMS,其中一项重要工作就是对时空对象进行空间分析操作.

空间拓扑查询研究与实现

空间数据是涉及对象空间特性的复杂数据,对其拓扑关系的描述与判断在空间数据建模、查询、分析、推理、更新等方面起着重要的作用。本文研究了基于OpenGIS标准的GIS分析与操作类库Topology Suite(TS)。利用TS所提供的空间拓扑关系操作功能,实现了点集拓扑理论九交模型所描述的空间对象间拓扑关系的计算机环境的判断;设计了空间查询语言。基于.NET编程平台,实现基于Topology Suite的空间数据的拓扑查询功能。最后以实例证明了系统的可执行性,并且具有良好的可扩充性。

遥感影像的拓扑查询研究及实现

目前遥感影像的查询方式多是基于关键字的形式,基于拓扑的查询方式较基于关键字的查询方式具有空间几何不变的性质,在保障查询结果的查全率和查准率方面具有重要意义。本文研究了DE-9IM及其拓扑接口JTS拓扑套件(JTS Topology Suite,JTS),利用JTS提供的拓扑判断功能,基于Solr开源搜索引擎实现了基于对地观测的3交模型(Earth Observation 3 Intersection Model,EO-3IM)的拓扑查询功能。实验证明,JTS可很好地适用于EO-3IM。同时也证明了遥感影像拓扑查询的可执行性。

散乱点集拓扑邻域均值逆向漂移查询算法

为获取散乱点集的拓扑邻域数据,提出一种基于均值逆向漂移的自适应迭代搜索查询算法,基于R*树动态空间索引,采用动态扩展空心球k邻域查询算法快速获取目标样点的拓扑邻域参考数据,根据邻域查询与点集密度分布的关系,采用核密度估计描述点集的分布规律,利用均值漂移算法计算得到能够反映散乱点集局部分布特征的均值漂移矢量和均值点,将邻域搜索区域沿逆向均值漂移矢量移动进行邻域查询并实时更新样点的拓扑邻域参考数据,进而完成拓扑邻域查询的均值逆向漂移迭代计算,最终实现样点拓扑邻域数据的自适应搜索查询。试验表明,该算法可快速获取复杂型面均匀或非均匀采样点集的邻域数据,查询结果包含Voronoi邻域及其他有效邻域参考数据,能更好地反映散乱点集局部型面特征。

拓扑关系查询中决策树生成算法的改进

为了高效的查询空间数据库系统中对象之间的拓扑关系,摒弃传统决策树生成算法中对空间中各个拓扑关系具有相同出现率的理想化假定,根据实际情况为空间数据库中的拓扑关系的出现率赋值,提出了基于9交集最小子集的决策树生成算法,保证出现率最高的拓扑关系在查询时具有最少的计算次数,使得决策树有更小的带权路径,决策树更接近最优,从而提高了拓扑关系查询效率。实验结果表明,该算法在查询效率上优于传统的决策树生成算法。

配电主站馈线拓扑模型校核方法研究

智能分布式馈线自动化(feeder automation,FA)与主站集中式FA协同控制能够实现故障的最优处理。在协同控制下,馈线侧拓扑来源于配电终端的自动识别,主站侧拓扑由地理信息系统(geographic information system,GIS)或生产管理系统(production management,system,PMS)通过增量导入,存在连通混乱,与实际的拓扑运行方式不一致等问题。为实现基于智能分布式FA与主站后备的故障隔离和非故障区域恢复供电技术,促使拓扑模型统一,提出了在静态拓扑或者拓扑运行方式发生变化的情况下,由主控智能配电终端启动拓扑查询功能并生成馈线拓扑文件。进而将该模型文件上传至配电自动化主站,对主站侧的静态拓扑模型和动态拓扑模型进行校核,实现了对主站侧拓扑模型的纠正。同时通过实验验证了该校核方案的可行性,完全满足配电网的要求。

AutoCAD Map的拓扑分析功能及其应用研究

拓扑分析是地理信息系统 (简称 GIS)的一个非常重要的功能。本文系统地介绍了 GIS软件 Auto CAD Map的拓扑关系数据表结构和拓扑分析功能 ,及其在实际工作当中的应用 (这里主要以在土地利用规划中的应用为例来说明 )

一种基于耦合的三维拓扑结构表示方法

基于一定的空间划分 ,提出了一种基于耦合的三维拓扑结构表示方法。这种三维拓扑结构基于耦合 (orientedface ,arc)定义了四种基本的拓扑关系。基于这些基本的拓扑关系 ,讨论了四种重要的拓扑查询的实现算法 ,从而证明了这种拓扑结构的价值 :不依赖几何嵌入 ,快速推导出各种拓扑关系 。

基于拓扑判定地籍数据的自动更新

数据更新的质量控制一直是当前GIS研究的难点之一,鉴于地籍管理中特殊的空间拓扑关系,本文探讨利用空间拓扑关系的约束来控制和自动更新地籍数据库,通过理论和实例分析,证实了这种思路的有效性和实用性.

水稻叶片细胞三维可视化动态仿真

借助计算机可视化技术探索水稻叶片细胞形态演化过程,需要建立细胞几何模型与其产生变形的生物力学关系。基于物理力学性质提出一种叶片细胞三维可视化动态仿真方法,通过"半边"数据结构来表示细胞骨架拓扑结构、利用双三次Bézier曲面来构造其表面的几何形状;设计细胞骨架的"点"、"线"与"面"拓扑单元查询算法来确定曲面变形控制参数;借助柯西应力、广义胡克定律计算细胞应力-应变数值。试验环境使用了C++与OpenGL图形库编程实现,结果表明,使用不同的渗透压差和弹性模量的数值能够获得曲面的自由变形,从而获得细胞三维可视化模型的动态仿真过程。此方法有助于从细胞力学视角研究叶片建成规律中引入一种信息化手段。

一种基于EO-3IM的影像订阅方法及其应用

对地观测EO(Earth Observation)领域的数据应用广泛,支持诸多科研相关决策。目前影像查询平台或系统存在诸多数据内容模型、数据获取方式不一致的问题以及数据查询方式的单一性,导致用户必须了解不同的查询平台或系统并与之交互,加大了对地观测数据的获取难度。针对这一问题,设计了一种基于对地观测三交模型EO-3IM(Earth Observation-3 Intersection Model)的影像自动发现系统,包括元数据标准化模块用于整合分散在不同Data Hub中的遥感影像资源,实现多源遥感影像的集成。拓扑查询模块用于扩展时空查询,可根据拓扑关系条件返回查询结果;数据自动发现模块用于提供符合OpenSearch规范的查询接口,同时提供RSS源订阅,实现影像的自动发现功能。

徐州市新能源汽车充电桩空间特征分析

新能源汽车逐渐进入大众的日常生活中,针对其充电桩在城市中如何布局最为合理的问题,本文以徐州市充电桩作为研究对象,使用GIS空间分析方法,分析当前徐州市充电桩空间布局现状,并解决了充电桩选址原则的问题。研究结果表明:徐州市鼓楼区等区市充电桩分布较为合理,而铜山区等区则较不合理,同时提出充电桩规划原则。研究结果可为徐州市充电桩空间布局决策提供支持。

基于GIS汉阳区充电桩选址分析

随着湖北省武汉市汉阳区城市化水平的逐渐提高,合理布局城市交通网络是汉阳区城市化可持续发展的重要条件之一。新型绿色环保的出行工具电动汽车的出现让汉阳区发展有了新的目标和挑战。和传统燃油汽车相比,电动汽车虽然更加新型和绿色健康环保,但是通勤依赖于充电桩且充电时间比较长,所以对于汉阳区充电桩布局的选址分析就显得意义深刻。利用GIS的空间分析方法,分析汉阳区空间特征,并解决了大型充电站及充电桩的选址问题。研究结果表明:在武汉市汉阳区琴台大道附近、汉阳造和王家湾附近适合建造大型充电站和充电桩。研究结果可为武汉市汉阳区充电桩空间布局决策提供支持。