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

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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(yīng)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(shè)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(fù)合模型在國內(nèi)，舒紅、陳軍等給出了時態(tài)對象結(jié)構(gòu)的形式化定義、時態(tài)拓?fù)潢P(guān)系點集拓?fù)淅碚撁枋黾斑壿嬛^詞描述并設(shè)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

2、要研究內(nèi)容1.空間時態(tài)數(shù)據(jù)的表達(dá)2.空間時態(tài)數(shù)據(jù)的更新3.空間時態(tài)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(jìn)步，但是GIS的時態(tài)問題遠(yuǎn)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(fù)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(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

3、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(jìn)行播放。由于快照將未發(fā)生變化的特征重復(fù)進(jìn)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(fù)進(jìn)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

4、態(tài)的變化量?；鶓B(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(yīng)。它具有少的數(shù)據(jù)冗余，對它輔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?fù)潢P(guān)系的特征，可采用該模型作為地籍時空數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基礎(chǔ)。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(fù)合模型時空復(fù)合模型將空間分割成具有相同時空過

5、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(guān)系表來表達(dá)，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，采用關(guān)系表中新增一列的時間段來表達(dá)，從而達(dá)到用靜態(tài)的屬性表達(dá)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(biāo)識符較復(fù)雜，涉及的關(guān)系鏈的層次較多，必須對標(biāo)識符逐一進(jìn)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)

6、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(dá)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(yīng)的截面。該模型也可擴(kuò)展表達(dá)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(fù)雜，以至于最終變得無法處理。第5節(jié)GIS空間時態(tài)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(wù)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

7、，等同于一般屬性特征項，其具體的含義由用戶來定義5.當(dāng)前時間，客觀世界中的現(xiàn)狀時間6.改變時間，當(dāng)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(yuǎn)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(biāo)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(wù)時間標(biāo)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

8、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(biāo)記可以是有效時間或事務(wù)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)庫的概念及其特點.2.試分析傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點及其在存儲空間數(shù)據(jù)上的局限性3.簡述面向?qū)ο竽Ｐ偷奶匦?核心技術(shù)及核心工具.4.簡述面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的優(yōu)點.5.簡要論述空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程.作業(yè)及思考題