GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)第5節(jié)GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述.ppt

1、一、空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述 TGIS目前基本上還處在實(shí)驗(yàn)階段，國(guó)內(nèi)外均未見成型的TGIS應(yīng)用系統(tǒng)，其理論主要集中在時(shí)空數(shù)據(jù)模型方面 在國(guó)外，Langran和Chrisman最早在1998年就給出了TGIS概念設(shè)計(jì)的框架，隨后又提出了四種基本的時(shí)空數(shù)據(jù)模型：時(shí)空立方體模型，快照模型、基態(tài)修正模型和時(shí)空復(fù)合模型 在國(guó)內(nèi)，舒紅、陳軍等給出了時(shí)態(tài)對(duì)象結(jié)構(gòu)的形式化定義、時(shí)態(tài)拓?fù)潢P(guān)系點(diǎn)集拓?fù)淅碚撁枋黾斑壿嬛^詞描述并設(shè)計(jì)了面向?qū)ο蟮臅r(shí)空數(shù)據(jù)模型，探討了連續(xù)時(shí)間變化的空間實(shí)體建模理論,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述,二、時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容 1.空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的表達(dá) 2.空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的更新 3.空間時(shí)態(tài)

2、數(shù)據(jù)的查詢 由上述分析可以看出，時(shí)空建模已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是GIS的時(shí)態(tài)問(wèn)題遠(yuǎn)未解決 在時(shí)態(tài)GIS的發(fā)展過(guò)程中，人們提出了許多時(shí)空數(shù)據(jù)模型，其中比較成功的有連續(xù)快照模型、基態(tài)修正模型、時(shí)空復(fù)合模型、時(shí)空立方體模型及近來(lái)發(fā)展起來(lái)的基于事件的方法和面向?qū)ο蟮姆椒?，下面近就前四種作一比較,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述,二、時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容 1.連續(xù)快照模型 快照模型在快照數(shù)據(jù)庫(kù)中僅保留當(dāng)前數(shù)據(jù)狀態(tài)更新后的數(shù)據(jù)，舊數(shù)據(jù)的變化值不再保留。 而連續(xù)快照模型則是將一系列的時(shí)間片段快照保存起來(lái)，反映整個(gè)空間特征的狀態(tài)，根據(jù)需要對(duì)指定的時(shí)間片段的現(xiàn)實(shí)片段進(jìn)行播放。 由于快照將未發(fā)生變化的特

3、征重復(fù)進(jìn)行存儲(chǔ)，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)冗余。對(duì)于象地籍信息變化這樣頻繁且數(shù)據(jù)量大的情況，采用該模型將極大地降低系統(tǒng)的效率，因此不適合地籍時(shí)空數(shù)據(jù)建模,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述,二、時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容 2.基態(tài)修正模型（底圖疊加模型） 為了避免連續(xù)快照模型將每個(gè)未發(fā)生變化的部分的快照特征重復(fù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，基態(tài)修正模型按一定的時(shí)間間隔采樣，只存儲(chǔ)某個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài)（基態(tài)）和相對(duì)于基態(tài)的變化量。 基態(tài)修正模型的每個(gè)對(duì)象只需存儲(chǔ)一次，每變化一次只需要較少的數(shù)據(jù)需要記錄；同時(shí)，只有在事件發(fā)生或?qū)ο蟀l(fā)生變化時(shí)才存入系統(tǒng)中，時(shí)態(tài)分辨率刻度值與事件發(fā)生的時(shí)刻完全對(duì)應(yīng)。 它具有少的數(shù)據(jù)冗余，對(duì)它輔

4、以一定的索引機(jī)制或其他時(shí)空分析辦法，它將是一種較理想的時(shí)空數(shù)據(jù)模型。鑒于地籍信息管理的主線宗地變更，具有變化頻繁，信息量大且具有特定的時(shí)空拓?fù)潢P(guān)系的特征，可采用該模型作為地籍時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述,二、時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容 3.時(shí)空復(fù)合模型 時(shí)空復(fù)合模型將空間分割成具有相同時(shí)空過(guò)程的最大的公共時(shí)空單元， 每次時(shí)空對(duì)象的變化都將在整個(gè)空間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象。 對(duì)象把在整個(gè)空間內(nèi)的變化部分作為它的空間屬性， 變化部分的歷史作為它的時(shí)態(tài)屬性。 時(shí)空單元中的時(shí)空過(guò)程可用關(guān)系表來(lái)表達(dá)， 若時(shí)空單元分裂時(shí)，用新增的元組來(lái)反映新增的空間單元， 時(shí)空過(guò)程每變化一次，

5、采用關(guān)系表中新增一列的時(shí)間段來(lái)表達(dá)， 從而達(dá)到用靜態(tài)的屬性表達(dá)動(dòng)態(tài)的時(shí)空變化過(guò)程的目的； 這種方法數(shù)據(jù)冗余少，但在數(shù)據(jù)項(xiàng)中頻繁地修改對(duì)象的標(biāo)識(shí)符較復(fù)雜，涉及的關(guān)系鏈的層次較多，必須對(duì)標(biāo)識(shí)符逐一進(jìn)行回退修改。,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述,二、時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容 4.時(shí)空立方體模型 時(shí)空立方體模型用二維圖形沿時(shí)間第三維發(fā)展變化的過(guò)程表達(dá)顯示 世界平面位置隨時(shí)間的演變； 給定一個(gè)時(shí)間位置值就可從三維立方體中獲得相應(yīng)的截面。 該模型也可擴(kuò)展表達(dá)三維空間沿時(shí)間變化的過(guò)程。 但該模型方法隨著數(shù)據(jù)量的增大，對(duì)立方體的操作將變得越來(lái)越 復(fù)雜，以至于最終變得無(wú)法處理。,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)

6、數(shù)據(jù)庫(kù)概述,四、時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的幾個(gè)基本概念 1. 存在時(shí)間，地理實(shí)體在客觀世界里存在的時(shí)間 2. 有效時(shí)間，地理實(shí)體具有某種屬性的時(shí)間 3. 事務(wù)時(shí)間，地理對(duì)象在數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的時(shí)間，又稱數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)間 4. 用戶定義時(shí)間，等同于一般屬性特征項(xiàng)，其具體的含義由用戶來(lái)定義 5. 當(dāng)前時(shí)間，客觀世界中的現(xiàn)狀時(shí)間 6. 改變時(shí)間，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)間表示為狀態(tài)改變的時(shí)間 7. 起始時(shí)間，時(shí)間對(duì)象的開始時(shí)間單元 8. 終止時(shí)間，時(shí)間對(duì)象的結(jié)束時(shí)間單元 9. 永遠(yuǎn)時(shí)間，代表時(shí)間線軸線的結(jié)束時(shí)間單元 10.歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄地理實(shí)體在現(xiàn)實(shí)世界中存在的歷史狀況，以有效時(shí)間 標(biāo)記實(shí)體狀態(tài)，這種保存地理實(shí)體歷史變化的數(shù)據(jù)庫(kù)稱為歷史數(shù)據(jù)庫(kù) 11.回滾數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄數(shù)據(jù)庫(kù)活動(dòng)狀況以事務(wù)時(shí)間標(biāo)記對(duì)象狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)稱為 12. 雙時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)，在記錄數(shù)據(jù)的有效時(shí)間和事物時(shí)間的同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)歷史 變化和數(shù)據(jù)庫(kù)操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù) 通常我們簡(jiǎn)單地將涉及時(shí)變數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)稱為時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，其時(shí)間標(biāo)記可以是有效時(shí)間或事務(wù)時(shí)間,第5 節(jié) GIS空間時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)概述,1.簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念及其