城市地理信息系统若干问题的理论与技术方法

分析了目前空间数据模型存在的问题和局限性,介绍了基于点、线、面的实体—类别—关系概念数据模型及其逻辑数据模型——一种扩展的网络数据模型和栅格矢量数据的集成式管理方法,及其在拓扑空间关系描述与表达方面的研究工作．分析了现有的商业化地理信息系统（ＧＩＳ）工具提供的基本空间分析功能的局限性,针对具体的城市问题,提出了城市ＧＩＳ空间分析模型的基本设计方法和空间数据的采集与更新．     

特征GIS空间数据模型的语义和应用

通过对特征概念的描述,探讨了特征ＧＩＳ空间数据型的特征语义和应用,并初步研究了利用面向对象方法对特征ＧＩＳ数据模型的实现,认为特征ＧＩＳ模型相对于传统的基于图层的地理关系模型,具有更好的完备性和适应性。     

一种快速的体剖面空间生成技术

提出超体元几何模型和相应的三维重构方法，制定了空间几何模型的判断准则和连接准则，并对截面与实体的空间关系进行了分析和归纳，基于三维模型简单的数据结构和拓扑关系，剖面生成算法可以快速自动地生成任意角度，任何方位的剖面及交叉剖面群，直观，准确地表达了三维对象的内部结构及其相互联系。     

基于钻孔信息的地层数据模型研究

为了建立城市三维数字地层信息管理系统 ,提出了一种适合工程地质和岩土工程学科特点的地层数据模型———基于钻孔信息的地层数据模型 .该模型采用了面向对象的方法 ,因此其数据结构的类层次关系、模型的构造过程等条理清晰 ,而且能与面向对象的编程语言有机结合 .同时 ,该模型借助于Delaunay三角网来构造二维和三维拓扑关系 ,大大简化了三维形体之间复杂的拓扑关系 ,而且借此可以处理地层数据模型中的断层等突变信息 .利用这一数据模型 ,可以较好地模拟三维地质实体的真实景观     

基于MGE的GIS面向对象数据模型设计

设计了一种描述空间目标及其之间关系的面向对象的分层数据模型,结合商业化ＧＩＳ实现空间目标的数据库设计,能够克服商业化ＧＩＳ“混合”数据模型的不足,着重讨论了面向对象的分层数据模型,以及面向对象数据模型向ＭＧＥ的映射。     

房产测绘数据时空模型与查询研究

通过分析房产测绘数据时空变化的基本类型与特点,联合运用时空复合与基态修正方法的思想,设计并构造了适于房产绘数据的变更管理和时空查询的时空数据模型,该模型用现状层、历史层及属性变更表组织数据,根据产产实体间的时空时空拓扑关系建立现状数据与历史数据间的联系,利用ＡｒｃｖｉｅｗＧＩＳ工具,具体实现了房产数据的时空管理与时态查询。     

基于几何元素的具有影像纹理的三维空间数据模型

基于对城市三维地理信息系统中复杂对象进行描述 ,以及三维空间查询和影像纹理真实化表达的需要 ,将空间现象抽象为点对象、线对象、面对象、体对象、数字地面模型和栅格影像 6类。基于点、直线段和面片 3类几何元素 ,建立了具有真实影像纹理的三维地理信息系统的空间数据模型 ,并给出了其数据存储结构。理论分析表明 ,该模型不仅可以表达规则对象 ,也可以表达非规则对象 ,同时还可以依据模型中隐含定义的几何元素之间的拓扑关系 ,方便地推求空间对象之间的空间关系。相对于矢量栅格集成的数据模型而言 ,该模型把三维几何建模矢量数据和影像纹理栅格数据分开存储 ,可以方便地在关系数据库中予以实现 ,同时 ,采用基于面片几何元素的形式很容易实现空间面对象或体对象的不同侧面的影像纹理贴加。     

基于几何元素的具有影像纹理的：三维空间数据模型

基于对城市三维地理信息系统中复杂对象进行描述，以及三维空间查询和影像纹理真实化表达的需要，将空间现象抽象为点对象、线对象、面对象、体对象、数字地面模型和栅格影像6类。基于点、直线段和面片3类几何元素，建立了具有真实影像纹理的三维地理信息系统的空间数据模型，并给出了其数据存储结构。理论分析表明，该模型不仅可以表达规则对象，也可以表达非规则对象，同时还可以依据模型中隐含定义的几何元素之间的拓扑关系，方便地推求空间对象之间的空间关系。相对于矢量栅格集成的数据模型而言，该模型把三维几何建模矢量数据和影像纹理栅格数据分开存储，可以方便地在关系数据库中予以实现，同时，采用基于面片几何元素的形式很容易实现空间面对象或体对象的不同侧面的影像纹理贴加。     

西安地区水资源调度管理模式研究

针对西安地区水资源现状,在分析研究水资源调度管理一般模型的基础上,提出了求解实际问题的可视化模型。以面向对象的思想方法建立模型,其中对象是以属性、方法、关系、过程进行描述,交互决策支持可以内涵于拓扑模型之中。实际决策过程可以模拟,实际的决策方案可以验证。以Ｄｅｌｐｈｉ和ＭａｐＩｎｆｏ联合开发可视化模型软件,并逐步发展为应用软件开发平台。来源于地理信息系统（ＧＩＳ）和拓扑模型的决策信息是可视的,因此     

参数化的空间实体变化分类方法

提出一种基于目标标识动态性、拓扑关系、维数、形状、位置、方位等多参数的空间实体变化分类模型,为单一空间实体变化的分类描述提供了形式化方法。在此基础上,提出一种变化分类的层次推断框架,分别对单一实体9种基本变化进行细分与形式化描述,给出有意义的变化类型。最后,以变化信息标报为例,阐述其应用方式。本文所提出的层次分类方法解决了变化信息标报中"标报什么"的问题。     

Are topological relations dependent on the shape of spatial objects?

Topology is normally considered as independent of shape of spatial objects. This may not necessarily be true in describing relations between spatial objects in GIS. In this paper, we present proof that the topological relations between spatial objects are dependent on the shape of spatial objects. That is, that the topological relations of non-convex sets cannot be deformed to the topological relations of convex sets. The significant theoretical value of this paper is on its findings that topology of spatial objects is shape dependent. This indicates that when we want to describe topological relations between spatial objects in GIS, both topology and the shape of objects need to be considered. As a result, spatial data modeling, query and analysis based on the existing understanding of topology of spatial objects may need re-assessed.     

采用车载激光雷达的带状地物矢量化与结构特征提取

针对车载激光点云带状地物形状多样、难以用规则语义信息矢量化,以及结构语义信息提取研究较少的问题,提出一种基于Ribbon Snake模型的车载激光雷达带状地物(道路边界、实线型标线、铁轨)矢量化与结构特征提取方法.首先,通过格网剖分构建点云特征图,利用Ribbon Snake模型提取带状地物矢量化数据;然后,分析不同道路和铁路场景的结构特征,生成具有准确几何和拓扑结构信息的三维矢量数据和属性数据.实验表明:该方法能够准确地提取带状地物矢量化与结构信息,实现不同场景下带状地物的有效完整描述.     

地理信息系统中时空拓扑关系计算表达

针对TGIS时空对象,建立了基于时段时空数据模型,根据9交模型以及基于时段的时间表示方法,定义了TGIS时空对象时空拓扑关系模型,利用代数方法给出了时空拓扑关系计算的规则.能有效地重建时空数据的历史状态,跟踪时空数据的变化,处理一切基于时间的查询,实现对TGIS时空对象时空拓扑关系的计算.     

基于图形的GIS数据表示

探讨了GIS空间数据的知识表示结构,使用四元组和九元组模型来进行各类型的空间属性关系描述.在此基础上,提出一种空间数据、非空间数据及空间关系(拓扑、距离、方向关系)的统一化图形表示模型.图形模型丰富了现有的数据挖掘处理技术,简化了数据收集与数据挖掘的过程,同时强化了空间特征固有的内在联系,提供了更丰富的数据分析能力.     

基于GIS的配电网拓扑算法的研究与实现

根据GIS矢量数据模型特点,将配电网空间数据归纳为点对象和线对象,建立了基于GIS的配电网矢量拓扑模型．系统采用MapInfo的图层管理模式管理电力设备,在数据采集过程中实时建立节点与馈线间的拓扑关系,并确定电源开关和调度隔离开关,在此基础上确定电线路电流方向．利用SQL数据库,弥补了将数据单独存放在MapInfo在操作二维属性表时效率不高的缺点．算法的实现以凌河配电网调度模拟系统为例,验证了利用GIS技术管理配电网供电模拟算法的实现过程．实践表明,提出的配电网数据模型及空间拓扑分析算法具有效率高、易实现等特点．     

基于GML的地理空间数据模型

地理空间数据模型的建立是GIS(地理信息系统 )应用中的一项关键技术 ,面向对象数据模型弥补了基于栅格的数据模型和基于矢量的数据模型的不足 ,针对面向对象数据模型的特点 ,提出了一种基于地理信息系统编码标准的几何模式、属性模式和链接模式的描述方法 ,该方法可以更加简洁、准确地表示面向对象的地理数据模型 ,克服以往数据模型描述复杂、繁琐的缺点 ,同时突出了分布式和易于拓扑分析的优点 ,有利于WebGIS技术的实现     

基于结点关系结构的三维拓扑数据模型

结点关系结构是一种可有效地简化三维空间实体间复杂关系的拓扑结构。通过二元性转换,将三维空间中实体及其间关系转换成点与边的简单二元关系,并将其所有的拓扑属性保留下来。首先介绍了结点关系结构的二元性、图论及层次数据结构,在此基础上详述了结点关系结构的两种数据模型,最后讨论了结点关系结构的应用。     

基于区域性椭球面的三维GIS可视化模型

在椭球面数字地面模型 (DTM)的基础上 ,结合道路设计领域的特点 ,将空间实体划分为独立点状实体、线实体、紧贴于地面的面实体和体实体等类型 ,通过空间现象与椭球面DTM的叠加 ,首次提出了一种直接基于椭球面的三维GIS可视化模型 ,具体实现了道路、河流、湖泊、建筑物等实体模型 ,并进一步探讨了基于椭球面上测地坐标系统的三维可视化方法 ,从而真正实现了在一个统一的真三维坐标系中表达和处理空间现象 .     

基于地理标识语言的空间数据查询模式与实现

提出了基于地理标识语言（GML）的地籍和房产空间对象模型,并以此探讨了基于可扩展标识语言（XML）的地籍空间对象及其关系的查询模式,给出了基于XQuery的查询实现方法．开发了一个采用JAVA、文档对象模型（DOM）、简单应用程序接口（SAX）和XQuery的空间数据管理应用平台,验证了本文提出的基于GML的空间对象模型和基于XQuery实现查询XML地籍空间数据与空间关系的可行性．     

一种新的四维地质信息系统架构

为开发出具有几何、拓扑与时间等属性综合查询功能的四维地质信息系统,提出了一种新的基于四维地质模型与地质数据管理系统的架构.该架构将几种不同的软件组件与地质数据模型有效地融合在一起,与同类的二维或三维地质信息系统相比,该架构更适合开发一套功能完整的四维地质信息系统.