基于Geodatabase的对象——版本时空数据模型及其应用研究

摘要

近年来,时态地理信息系统(TGIS)的相关研究已在交通管理、地籍变更及环境监测等领域得到了广泛应用。时空数据模型作为TGIS的核心内容以及最重要的组成部分,也得到了迅速发展。以现有的先进技术和成熟的时空数据模型理论为基础,如何对多维动态现实世界中时空对象进行灵活地表达与高效地模拟；如何实现海量时空数据合理、有效地存储、组织、操作与管理:如何更好地为人们的日常事务提供查询、分析以及决策服务等,已成为该领域亟待解决的问题。
　　 本论文采用面向对象的思想和建模方法,利用Geodatabase对面向对象和版本管理的双重支持,提出了基于Geodatabase的对象-版本时空数据模型,重点研究其设计思想与长事务处理的实现过程,并将该模型应用于土地利用时空信息管理领域中,构建了该应用领域的时空概念数据模型和逻辑数据模型。在此基础上,设计了土地利用时空数据库总体架构及依托于Oracle的存储模式,并探讨了关键时空功能的实现方法,为土地利用时空信息的有效存储、组织、操作与管理等提供了新的思路和新的方法。本文的主要研究内容及其相关成果如下:
　　 (1)提出了基于Geodatabase的对象-版本时空数据模型,该模型充分利用面向对象思想的优势,将空间、时间以及属性作为统一体,对地理时空及其具体时空对象进行灵活与高效地表达。同时,利用ArcSDE版本机制实现长事务的业务操作,改变了传统的事务处理策略,高效地实现了多用户的并发访问机制。该模型在数据存储、查询效率以及支持矢量空间数据等方面均具有一定优势,并有效地保证了数据的完整性和一致性,为时空信息共享奠定了坚实的基础。
　　 (2)将对象-版本时空数据模型应用于土地利用时空信息管理领域,构建了可操作性强、适用性好的土地利用时空概念数据模型和逻辑数据模型。
　　 (3)按照“历史-变更-现状-变更-未来”的时间发展顺序,将土地利用时空数据库设计成“多用户、多时态、多版本、多子库”的模式；同时,将海量的土地利用时空数据依托于Oracle进行组织与存储,探讨了主要的时空查询与分析的实现方法。
　　 本文通过面向对象思想的采用,准确地反映了多维动态的现实世界；通过各子库的分离减黾存储和版本化管理的方式,能有效地操作土地利用时空数据并迅速获得所需时空信息,从而大大地提高了工作效率；通过对象-版本时空数据模型及其时空数据库的设计,不仅能高效地存储、组织土地利用中的海量时空数据,而且能实现对土地利用数据的历史回溯、现状更新、变更跟踪以及未来预测等功能,并可最终为土地利用相关工作提供分析和决策的依据。