基于事件树的地理要素时空回溯方法研究

摘要

时空对象的回溯问题，一直是GIS领域中比较关注的热点，在时态GIS中具有重要的意义。所谓回溯，就是回忆过去，瞻望未来，即重现历史状态。它不仅实现了对数据的动态监测，而且提供了丰富的横向现势数据和纵向历史数据，有助于对历史、现势和将来进行对比、分析、统计、总结和预测，从而为管理和决策服务。 回溯得到的历史数据蕴含着丰富的信息，可以从中提炼出许多有价值的知识。目前在很多应用领域，如地籍变更、环境监测、抢险救灾、交通管理等都要求GIS能提供完善的时序分析以及展示地理实体的演变过程的功能，继而获悉其发展变化过程的规律。 现阶段，由于时空对象动态演变具有一定复杂度，使得对时空对象的回溯方法研究尚处于初级探索阶段。仍然存在着许多的不足：或是数据大量冗余、效率不高，或是实现较复杂，或是时空信息的表达不符合人类认知的逻辑思维……其中最根本的问题是没有找到合适的结合点将时空对象的时间、空间特征整合起来考虑，即缺乏比较理想的时空关联机制将时间和空间进行有机地结合。 针对这一情况，本论文提出基于事件树的地理要素时空回溯方法这一论题。论文首先剖析现实事件与要素变更的内在联系，认为事件是引起要素变更操作的根本原因。为更完善地对事件进行描述和存储，提出事件体系：定义事件结构及描述规则、采用事件树结构来存储和管理事件并作为其索引机制、提出用亲缘系数Edna来定量化事件之间关系；在要素变更方面，为了能够更好的描述和存储要素的变更信息，分析与归纳常见的地理要素的变更操作类型，给出每类变更操作类型的表达和描述规则。将事件作为要素变更操作的时间表达形式，即将一系列要素变更操作作为事件的离散关键点、重要动作行为来记录，以达到对事件的发生、发展过程的一个描述，继而提出时空关联方式，达到要素与事件之间双向查询功能。论文提出同溯方法的中心思路为“事件-变更操作-要素状态”，并以按任意范围回溯和跨范围单要素回溯为例，来实现基于事件树的地理要素时空回溯。

目录

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论文说明：图表目录

声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.1.1选题背景

1.1.2选题意义

1.2国内外历史回溯的研究现状

1.2.1基于事件的回溯的研究现状

1.2.2要素级的回溯方法的研究现状

1.3论文研究的主要内容

1.4论文的研究方法与技术路线

1.5论文结构

第二章地理要素时空回溯的概述

2.1地理世界的空间概念

2.1.1地理空间

2.1.2地理要素

2.1.3地理要素的属性

2.2地理世界的时间概念

2.2.1现实世界的时间

2.2.2时间的表示和管理

2.3地理世界的时空变更

2.3.1时空变更

2.3.2时空变更的类型

2.4时间维上的历史回溯

2.5空间维上的历史回溯

2.6本章小节

第三章基于事件树的地理要素时空回溯方法

3.1事件体系的建立

3.1.1事件树及事件

3.1.2事件结构的描述

3.1.3事件树中事件之间的关联

3.2地理要素的数据组织

3.2.1地理要素的存储

3.2.2地理要素的变更

3.2.3地理要素的时空拓扑关系

3.2.4地理要素的变更信息组织

3.3本章小节

第四章基于事件树的地理要素时空回溯设计

4.1基于事件树的地理要素回溯的时空关联设计

4.1.1要素变更与事件的关联

4.1.2基于事件树的地理要素时空查询方法

4.2基于事件树的地理要素的时空回溯

4.3本章小节

第五章实例验证—以基础地理空间数据时空回溯为例

5.1基础地理空间数据

5.1.1基础地理空间数据的内容及特点

5.1.2基础地理空间数据的存储和组织

5.2基础空间数据的历史回溯实例

5.2.1基于事件树的地理要素回溯的构建

5.2.2基于事件树的地理要素历史回溯的实现

5.3本章小节

第六章结论与展望

参考文献

致谢