基于多层Voronoi图索引的非点型空间对象区域查询方法研究

区域查询技术是面向城市地理空间大数据GIS系统的一个重要组成部分。在面对多中心、非均匀分布的城市地理空间数据时,相较于传统树形结构的R-tree索引,MVD索引通过多层网络结构有效避免了节点重叠带来的空间查询算法效率低下问题,然而原生MVD索引无法直接支持非点型空间对象的区域查询。针对该问题,首先根据点—质心—对象整体的映射关系设计一种基于MVD索引的非点型空间数据管理方案,并基于该方案利用空间对象最小外包圆的边界扩展技术实现了一种可靠的空间区域查询算法MVD-Polygon;然后根据空间对象尺度分布特征提出一种用于提高区域查询算法效率的的分级索引构建策略;最后在MVD索引的基础上形成了一套面向城市地理空间非点型数据的高性能区域查询技术框架MVD-Polygon-Grade。实验结果表明,与基于R-tree索引的主流区域查询算法Multi-step相比,MVD-Polygon-Grade在城市地理空间查询场景中具有更高的运行效率,充分证明了所提技术框架的可行性与实用性。

一种基于MPPQT的空间对象标识编码方法

空间对象标识是地理空间数据组织的关键,是空间数据存储和检索的基础。鉴于传统标识的局限性和Mercator投影金字塔四叉树MPPQT(Mercator Projection Pyramid QuadTree)层次剖分模型的全球连续性、多层次性以及剖分面片编码的全球唯一性,本文设计了一种基于MPPQT层次剖分标识的空间对象字符串编码方法。该编码由剖分面片编码、Hilbert的Base16编码和顺序码构成,编码长度最长36个字节,并具有一定的聚集特性。最后,以矢量数据组织为例进行了试验验证。结果表明,该模型能大大加快空间数据的查询与检索速度,为全球的空间对象分布式存储和并行处理提供支持。

一种基于空间对象的缓冲区分析算法

在传统缓冲区分析基本思想的基础上,提出基于空间对象缓冲区分析定义,区别在于邻域半径:前者为常量,后者为变量。设计实现基于空间对象缓冲区分析算法,该算法以空间对象为计算粒度,分为计算缓冲区边界点、生成缓冲区多边形、筛选缓冲区多边形内空间对象3个步骤,并从算法执行机理的角度对其做定性与定量评估。结果表明,该算法解决了传统缓冲区分析难以处理图层内以空间实体为分析粒度的问题,时间和空间复杂度亦优于传统缓冲区分析算法。

空间对象数据库的网格索引机制

本文提出了针对空间对象的一种新的索引机制，称为网格索引（Ｌｄｅｘ）．Ｌｄｅｘ基于空间对象的位置及其分布，是一种高效实用的空间索引方法．文章全面地讨论了它的查找、插入、删除和修改算法及实现技术．

扩展空间对象聚类问题的研究

扩展空间对象的聚类分析是空间聚类研究的焦点问题。扩展空间对象的聚类分析要求在聚类中不仅要考虑对象的位置,而且要考虑对象所占据的范围。空间近似是研究扩展空间对象聚类的基本思想,但是点近似的方法忽视了扩展对象覆盖范围的影响,经常造成聚类质量不高,同时点近似方法的算法代价比较高,影响聚类的性能和可伸缩性;最小外接矩形(MBR)近似的方法一定程度地保留了扩展空间对象的位置和范围信息,配合MBR距离或者扩展距离,使得扩展对象的聚类分析无论从质量还是性能都可以满足要求。文章最后比较了几种扩展对象聚类方法的聚类性能和效果。

顾及尺度差异的复合空间对象方向相似度定量计算模型

介绍了一种顾及尺度差异的复合空间对象的方向关系表达模型,及基于该模型的方向相似度度量方法。该方向关系模型对方向关系矩阵模型进行改进,根据空间对象的形状定量描述空间对象之间的方向关系。采用分解思想,借鉴平衡传输问题的优化方法计算复合方向矩阵间最小转换代价,即方向矩阵间的距离,从而量化方向对间的差异,最终获得不同尺度下的复合对象的方向相似度并对其进行比较。对不同尺度复合空间对象的方向相似性的试验表明,该方法简单可行且不失精度,结果符合人类认知。

GIS中空间对象的不确定性研究

重点讨论了空间数据不确定性的概念、模型及研究方法．建议用目标模型和场模型来分别表示两类不同的空间对象．论述了空间统计学、模糊集理论、粗集理论、遗传算法、反思模型等在数据不确定性研究中的应用，并给出了若干应用例子．

一种面向扩展空间对象的密度聚类算法

提出一个面向扩展空间对象的基于密度的空间聚类算法,对点、线和多边形等扩展空间对象进行聚类。在该算法中,通过空间对象的缓冲区统一计算各对象在其附近空间的密度值,并根据参数区分两类不同的空间聚类应用场景,从而实现对空间对象的分类。实验表明,算法能够较好实现对空间对象分类。

地理信息系统中空间对象间拓扑关系的推理

首先讨论了地理信息系统中空间对象的空间数据模型 ,然后定性地分析了空间对象点与点、点与线和点与区域之间的拓扑关系 ,并给出了空间对象拓扑关系的推理算法 .最后 ,将模糊技术与空间对象之间的拓扑关系的推理算法结合起来 ,使其可以方便地处理地理信息系统中的模糊性和不确定性 .

空间对象模型用于Web下数据源集成的研究

文章提出了一种新的Web数据模型—空间对象模型SOM，给出了严格的形式化描述。SOM扩展了半结构化对象模型OEM，采用空间类做框架，动态插入各种属性类，可达到即插即用的效果，适合于在WWW下集成空间数据源。文章还介绍了属性扩散指令，对象字典等技术，最后探讨了利用SOM对空间数据源的进行集成的方法。SOM可应用于Web平台的GIS，AM／FM等系统的集成。

空间对象的反最近邻查询

本文在对现有反最近邻查询方法研究的基础上,提出了一种新的索引结构—SRdnn-树;在此基础上提出了基于SRdnn-树的反最近邻查询方法,并给出了该结构上的最近邻查询方法,以及插入和删除方法,第5节实验表明,基于SRdnn-树的反最近邻查询在性能上优于以往查询方法。

空间对象管理系统结构与模型

近年来数据库技术迅速地进入了空间信息处理领域,如地理信息系统、地图数据管理、交通、航运系统等,这些领域涉及很多空间对象,包括大量的图形、图象、文字以及拓扑关系等复杂对象,传统的 DBMS 如 Oraclo、Informix、Unify 以及 dB-ase 系列,都只能处理整型、实型、字符、

二维空间对象空间关系的定性表示

主要研究了二维空间中空间对象间关系的定性表示。介绍了基于RCC的拓扑关系定性表示,讨论了方向关系的定性表示,给出了一个将拓扑关系定性表示和方向关系定性表示相结合的定性表示模型——SR表示模型。

基于SR-树的空间对象最近邻查询

最近邻查询是空间数据库的重要应用之一,最近邻查询概念的扩展,即对象的相似性查询中,利用以往的定位查询以及范围查询方法不能很好的解决最近邻查询的问题,在分析NN查询的基本概念和存储区域的基础上,提出区别于以往NN查询的基于SR-树的多对象NN查询方法,根据某几个查询点,找出离它们最近的一个点或者是k个点,在某种意义上是寻求一种最优方案。

DKR-Tree:一种支持动态关键字的空间对象索引树

结合空间对象关键字和位置信息的查询作为一项移动互联网的核心技术近年来引起了学术界和工业界的广泛关注.但是,之前的研究工作往往假设关键字是静态的、不变的;然而,由于和空间对象相关的关键字往往是具有其时效性的,因此静态性的假设可能会导致结合空间对象关键字和位置信息的查询结果并不实际可用.针对这种情况,从动态关键字的定义切入;提出了一种结合了动态关键字和空间对象索引的动态关键字空间索引树(dynamic-keyword-R tree);模型化了一个可优化的查询———基于顺序动态关键字的最短路径查询(dynamic and sequential keyword constraints shortest path query,SPQ-DSK);基于DKR-Tree设计了两种策略:关键字优先策略(keyword first)和距离优先策略(distance first)处理SPQ-DSK并给出了相应的算法;最后通过大量的实验对比并分析了基于DKRTree的关键字优先策略和距离优先策略的性能.实验结果表明DKR-Tree能很好地对动态关键字查询提供支持,不论是有效性和高效性都填补了原有含有静态关键字假设的索引树的空白,为下一步研究提供了基础.

三维空间对象拓扑关系的研究

在数字地球、数字城市、地理信息系统等涉及地理数据等许多应用中,三维空间对象的拓扑关系的研究是一个十分重要的问题;弄清三维空间对象的拓扑关系,对于三维空间对象的操作以及操作的算法研究至关重要。由于三维空间对象的复杂性,它们之间拓扑关系的判定大多只是从简单的概念来进行判断,还没有从理论上全面地给定它的判定准则。该文试图在三维空间中,详细地研究空间对象之间拓扑关系成立的条件与结论,利用这些规则,可以全面地得到三维空间对象之间可能存在的所有拓扑关系。

基于粗集的空间对象分类学习算法

针对二维空间对象分类问题,提出将粗集方法应用于分类规则的学习.首先建立空间分类信息表,然后采用粗集方法约简条件属性、提取分类规则,并采用多种指标对规则进行评价.通过实验结果分析,证明粗集方法能够有效用于学习空间对象分类规则.

基于关系数据库的空间对象处理技术研究

关系型数据库是目前管理数据最有效的方式,但传统的关系模型却无法描述现实世界中存在的复杂空间对象。在研究了关系数据库扩展技术的基础上,以通用商用数据库为基础,在扩展的关系数据库中描述空间对象并使用SQL进行空间对象运算,为如何在关系数据库中处理空间对象提供了思路和方法。

空间对象模型用于Web下数据源集成的研究

本文提出一种新的 Web数据模型 -空间对象模型 SOM,给出了形式化描述 .SOM扩展了半结构化对象模型OEM,采用空间类做框架 ,动态插入各种属性类 ,可达到即插即用的效果 ,适合于在 WWW下集成空间数据源 .本文还介绍了属性扩散指令 ,对象字典等技术 ,最后探讨了利用 SOM对空间数据源的进行集成的方法 .SOM可应用于 Web平台的 GIS,AM/ FM等系统的集成 .

基于本体的地理空间对象多尺度模型

随着地理信息科学的发展,人们对多类型目标跨尺度空间表达的需求越来越大,而现有的多尺度模型大多属于领域建模,适用范围有限,需要针对通用的地理空间对象多尺度模型开展研究.基于本体理论对地理空间对象的多尺度特性进行分析,总结了3类多尺度综合算子;从概念、逻辑和物理3个层次设计了地理空间对象多尺度模型,探讨了基本概念、推理逻辑和数据库设计;并通过实验验证了多尺度模型的尺度综合推理过程.该模型充分考虑了多尺度的本体特性,与具体的对象类型、表达方式和综合方法无关,同时支持本体工具的形式化表达,具有较高的通用性和实用价值.