GIS空間數(shù)據(jù)庫第5節(jié)GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述.ppt

1、一、空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述 TGIS目前基本上還處在實驗階段，國內(nèi)外均未見成型的TGIS應用系統(tǒng)，其理論主要集中在時空數(shù)據(jù)模型方面 在國外，Langran和Chrisman最早在1998年就給出了TGIS概念設計的框架，隨后又提出了四種基本的時空數(shù)據(jù)模型：時空立方體模型，快照模型、基態(tài)修正模型和時空復合模型 在國內(nèi)，舒紅、陳軍等給出了時態(tài)對象結(jié)構的形式化定義、時態(tài)拓撲關系點集拓撲理論描述及邏輯謂詞描述并設計了面向?qū)ο蟮臅r空數(shù)據(jù)模型，探討了連續(xù)時間變化的空間實體建模理論,第5 節(jié) GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述,二、時空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容 1.空間時態(tài)數(shù)據(jù)的表達 2.空間時態(tài)數(shù)據(jù)的更新 3.空間時態(tài)

2、數(shù)據(jù)的查詢 由上述分析可以看出，時空建模已取得了長足的進步，但是GIS的時態(tài)問題遠未解決 在時態(tài)GIS的發(fā)展過程中，人們提出了許多時空數(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、時空復合模型、時空立方體模型及近來發(fā)展起來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空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述,二、時空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容 1.連續(xù)快照模型 快照模型在快照數(shù)據(jù)庫中僅保留當前數(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間片段快照保存起來，反映整個空間特征的狀態(tài)，根據(jù)需要對指定的時間片段的現(xiàn)實片段進行播放。 由于快照將未發(fā)生變化的特

3、征重復進行存儲，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)冗余。對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，因此不適合地籍時空數(shù)據(jù)建模,第5 節(jié) GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述,二、時空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容 2.基態(tài)修正模型（底圖疊加模型） 為了避免連續(xù)快照模型將每個未發(fā)生變化的部分的快照特征重復進行記錄存儲，基態(tài)修正模型按一定的時間間隔采樣，只存儲某個時間的數(shù)據(jù)狀態(tài)（基態(tài)）和相對于基態(tài)的變化量。 基態(tài)修正模型的每個對象只需存儲一次，每變化一次只需要較少的數(shù)據(jù)需要記錄；同時，只有在事件發(fā)生或?qū)ο蟀l(fā)生變化時才存入系統(tǒng)中，時態(tài)分辨率刻度值與事件發(fā)生的時刻完全對應。 它具有少的數(shù)據(jù)冗余，對它輔

4、以一定的索引機制或其他時空分析辦法，它將是一種較理想的時空數(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空拓撲關系的特征，可采用該模型作為地籍時空數(shù)據(jù)庫設計的基礎。,第5 節(jié) GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述,二、時空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容 3.時空復合模型 時空復合模型將空間分割成具有相同時空過程的最大的公共時空單元， 每次時空對象的變化都將在整個空間內(nèi)產(chǎn)生一個新的對象。 對象把在整個空間內(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態(tài)屬性。 時空單元中的時空過程可用關系表來表達， 若時空單元分裂時，用新增的元組來反映新增的空間單元， 時空過程每變化一次，

5、采用關系表中新增一列的時間段來表達， 從而達到用靜態(tài)的屬性表達動態(tài)的時空變化過程的目的； 這種方法數(shù)據(jù)冗余少，但在數(shù)據(jù)項中頻繁地修改對象的標識符較復雜，涉及的關系鏈的層次較多，必須對標識符逐一進行回退修改。,第5 節(jié) GIS空間時態(tài)數(shù)據(jù)庫概述,二、時空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容 4.時空立方體模型 時空立方體模型用二維圖形沿時間第三維發(fā)展變化的過程表達顯示 世界平面位置隨時間的演變； 給定一個時間位置值就可從三維立方體中獲得相應的截面。 該模型也可擴展表達三維空間沿時間變化的過程。 但該模型方法隨著數(shù)據(jù)量的增大，對立方體的操作將變得越來越 復雜，以至于最終變得無法處理。,第5 節(jié) GIS空間時態(tài)

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