空间数据研究的发展及对策

随着地理信息科学和地理信息系统的发展,空间数据先后经历数据生产、数据质量、数据不确定性和可用性4个研究阶段。在分析各阶段研究内容和方法的基础上,深入分析空间数据现有研究间的联系与区别,并给出未来的研究对策。

基于空间数据库引擎的多源地理空间数据管理

针对多源地理空间数据管理需求,采用空间数据库引擎技术建立了多源地理空间数据集成管理系统。试验表明,实现的系统既能有效管理地图生产过程中使用的原始资料和中间成果数据,也能管理不同比例尺、数据格式、编码标准、分幅方式、地图投影、坐标系统的地理空间数据。

空间数据库技术要点

主要介绍空间数据库的技术要点。包括3个方面:第一,空间数据模型,空间数据模型是空间数据库的核心,是空间数据库其他技术的基础;第二,空间数据索引,空间数据索引建立在空间数据模型的基础上,是空间数据查询的线索;第三,空间数据查询语言,空间数据查询语言提供了空间数据的访问和操作方法。这3个方面结合,使传统的关系数据库扩展到空间数据库,也使得能够方便、灵活地处理复杂的空间数据。

空间数据挖掘研究

提出了一个基于空间数据仓库的空间数据挖掘模型 ,讨论了空间关联规则发现、空间分类发现、空间聚类发现和空间数据总结等四类空间数据挖掘任务的目标、采用的挖掘方法和空间采样数据的处理方法。最后 ,提出有待深入研究和探索的问题。

《空间数据与信息传输系统 航天器SpaceFibre总线通信协议》国家标准解读

SpaceFibre总线是专门面向新一代智能航天器在轨海量数据可靠传输设计的新型超高速组网互联技术,其提供了优先级、带宽预留和时隙规划等多种服务质量保证机制,支持最高50Gbps的超高链路传输带宽,具备数据检错重传、链路状态机管理、多信道冗余与平滑降级等多层级容错机制,在航天器安全关键应用领域具有显著优势。制定GB/T 43670—2024《空间数据与信息传输系统SpaceFibre总线通信协议标准》,对于支持SpaceFibre核心芯片和网络系统研制,保证各类星载高性能处理设备之间高速通信接口一致性和匹配性,实现整星系统快速集成测试和不同航天器之间产品可重用性具有极其重要的意义。

《空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议》国家标准解读

1553B总线在我国已广泛应用于各式各类的航天器中,取得了丰富的应用实践经验积累。制定GB/T 43669—2024《空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议》是为了解决1553B总线在各型号任务中制定的应用通信协议不够一致、难以跨任务、跨组织重用的问题,解决与底层1553B总线协议衔接的标准化设计问题。该标准提炼总结了我国1553B总线在航天器上应用实践的共性设计,借鉴了ECSS-E-ST-50-13C写作风格和思路,兼顾了与其在概念上和设计上的衔接,有利于今后的国际合作。本文介绍了该标准制订的背景、目的意义,以及标准主要内容的编制思路。

《空间数据与信息传输系统 航天器CAN总线通信协议》国家标准解读

国家标准《空间数据与信息传输系统航天器CAN总线通信协议》(GB/T 43671—2024)旨在规范和指导航天器CAN总线的设计与应用,该标准覆盖了航天器CAN总线通信的物理层协议、数据链路层协议、总线通信过程与协议、可靠性设计要求等,为空间数据与信息的可靠传输提供有效保障。为促进该标准在航天工程领域有效实施与广泛应用,本文从标准的诞生背景、目的意义、主要内容等方面进行了剖析与解读。

基于面向对象数据库的空间数据管理

当前,关系型数据库与面向对象程序设计语言之间不匹配,造成了数据存取效率低下.为此,提出一种基于面向对象空间数据库的空间数据管理方案.分析现有的空间数据类型,设计矢量空间数据结构、栅格空间数据结构和影像数据结构分别表达矢量、栅格和影像数据,并阐述了矢量、栅格和影像数据的面向对象数据库管理方案.基于开源的面向对象数据库db4o,开发了空间数据管理原型系统,实现了矢量、栅格和影像空间数据的一体化管理,并对空间数据进行可视化.因此,基于面向对象数据库能够实现多源、异构的空间数据管理.

分布式异构空间数据共享研究

在构建防震减灾WebGIS体系的过程中,引入GML来描述空间数据,设计了空间数据库系统,以实现多源异构数据的共享。系统基于客户层、服务器层和数据库服务器三层体系结构来建造。客户层实现图形用户界面并完成数据的表示。服务器包括Web服务器和GIS应用服务器,前者主要用以客户端通信,后者则要实现对数据库服务器的访问,多源空间数据的获取、转换和输出标准的GML文件等。数据库服务器用来存放本地数据和链接分布式异构数据库。系统采用JavaServlet来完成Web服务器和GIS应用服务器的功能开发,通过Javaapplet实现客户端,并利用SVG来实现GML数据的可视化。

多源空间数据融合技术探讨

地理信息系统的迅速发展和广泛应用导致了空间多源数据的产生,给数据的集成和信息共享带来不便。不同数据源,不同数据精度和不同数据模型的地理数据融合理论与方法的研究,对于降低地理数据的生产成本,加快现有地理信息更新速度,提高地理数据质量有着重要的现实意义。本文对多种空间数据融合的原理与方法进行了讨论,给出了空间数据融合的多种应用,并对数据融合的发展方向进行了展望。

空间数据索引技术

多维数据库的应用日益广泛 ,如何有效地存储组织多维的数据 ,提高多维数据处理的效率已成为一个核心问题。对空间数据库索引技术的研究情况作了分析 ,介绍了各类技术的基本思想。最后着重介绍了一种用于高维特征向量检索的新的、通用的空间索引技术 。

SDE的实体-关系模型空间数据管理方式研究

SDE(SpatialDatabaseEngine)空间数据库引擎是应用面向对象方法和关系理论,在管理空间数据中开发的超大型空间数据库管理器。研究了SDE的体系结构、表结构,分析了基于实体-关系模型的SDE特点,给出管理空间数据的实现方法。

空间数据工程理论框架研究

随着地理信息系统应用的深入发展,如何更加高效地组织和利用地理空间数据成为空间信息科学研究的一项重要内容。为了从工程实施的角度来更好地创建、管理和使用空间数据,笔者提出了空间数据工程的概念。该文对空间数据工程以及相关概念进行了定义,同时描述了空间数据工程元模型和相关的两个子元模型,从而建立了其理论框架。最后,描述了空间数据工程所要解决的问题以及其研究内容。

智慧矿山空间数据库建设研究

在分析矿山空间数据的组成和特征基础上,探讨了智慧矿山空间数据库建设模式;从空间数据基准、空间数据分类编码标准和元数据标准3个方面阐述了智慧矿山空间数据框架的构建;详细介绍了矿山空间数据库的基础数据库、主题数据库和元数据库设计的主要内容,指出了今后空间数据库建设还需要研究的内容,包括矿山空间数据库建库及数据更新的理论与方法、空间数据库框架及内容、矿山数据标准等。

构建面向个性化服务的特大城市云空间数据中心

特大城市测绘地理信息数据具有数据海量、增长快速、多源异构、频繁使用的特点。随着大数据和Web2.0时代的到来,传统的空间数据存储管理与共享服务模式存在成果缺乏整合和挖掘、空间信息服务被动且无差别性等缺点,难以满足用户不断提高的空间数据内容、服务响应速度和服务质量的要求,也难以适应因人而异的个性化空间信息服务的需求。本文对个性化服务和云空间数据中心构建的关键技术进行了研究,提出了个性化空间数据情境应用模式,以及一种基于Web客户端的个人异构空间数据在线集成方法,基于NoSQL实现了个人空间数据与传统空间数据服务集成,并以北京市为例基于私有云构建了安全可靠、高效运行、可扩展、用户参与度高、提供个性化服务的特大城市云空间数据中心。

分布式多空间数据库系统的集成技术

该文提出建立分布式多空间数据库系统来实现异构空间数据源的互操作 ,以达到空间信息共享的目的。首先介绍分布式多空间数据库的基本概念、系统结构以及关键技术 ;其次 ,通过对空间数据分布特征的分析 ,提出了多空间数据库系统集成的基本思路“异构同化 ,同构整体化” 。

城市空间数据基础设施研究

城市空间数据基础设施(USDI)是"数字城市"建设的关键环节,该文分析了城市地理空间数据的应用特点及目前地理空间数据共享存在的问题,围绕地理空间数据共享与互操作,从机构体系、空间数据资源、政策法规与标准体系、数据交换与服务体系等方面,对城市空间数据基础设施进行研究。

空间数据库引擎及其解决方案分析

解决用户应用系统与空间数据库间的数据传输成为空间数据库能否得以充分利用的关键问题。在众多解决方案中,空间数据库引擎备受关注。本文对几种常见的空间数据引擎ArcSDE、OracleSpatial、SpatialWare、DB2SpatialExtender和ImformixSpatialDataBlade以及SuperMapSDX+,从存储模型、进程管理、空间查询与索引、数据缓存技术以及二次开发等方面进行了分析。

基于规则引擎的空间数据分发服务研究

随着观测技术的进步及计算机信息技术的发展,地理信息应用不断向各行业扩展。地理空间信息服务方面出现了信息资源供需矛盾,一方面,测绘专业部门拥有丰富的空间信息数据;另一方面,各行业的特定需求难以满足。如何提高地球空间信息服务的质量和效率,使已有的测绘成果在各行业应用中得到更好的应用,借助飞速发展的计算机技术已成为一种趋势。本文研究并分析了地球空间信息服务的特征和分类,对目前在各行业广泛应用的规则引擎技术进行了研究,提出了将规则引擎技术应用到空间信息服务的方式和关键技术,并设计了基于分布式计算的空间规则引擎,将其应用到地理空间信息向特定行业应用提供空间数据分发服务的应用系统中。以空间规则引擎为核心,构建了面向行业应用的空间数据服务模型,并进行了原型系统设计,通过空间规则引擎,提高了测绘专业部门向其他特定行业提供空间数据分发服务的时效性,满足了特定行业对空间信息特殊、多变的需求。

论空间数据处理与空间数据挖掘

根据现行文献中反复提到的空间数据处理内涵的理解,将空间数据处理分为空间数据处理技术和空间数据处理理论,简要论述了各自的主要内容,讨论了空间数据挖掘的现状和今后研究的重点,比较了空间数据处理与空间数据挖掘的异同。