遥感影像时空数据库研究——以聊城市的土地利用为例

摘要

遥感具有获取资料范围大、获取信息手段多、速度快、周期短和限制条件少等优点,而且随着航空、航天技术的飞速发展,遥感数据的获取代价越来越小,已广泛应用于土地利用、环境监测、天气预报等领域,但是遥感数据的数据量非常大,并且时空数据中又不止包含一期数据,还有大量的历史数据,这样,使得遥感数据存储非常困难,占用磁盘空间较多,并且不容易管理。因此,如何建立有效的栅格时空数据模型来表述地理实体的时空特性;如何对数据量非常大的遥感影像数据进行压缩处理,从而节约磁盘空间已成为当前栅格时空数据库及其相关领域的研究热点。
　　本文首先简要介绍了本课题的研究背景及意义,分析了栅格时空数据建模基础和常见的几种栅格时空数据模型,提出了双基态修正模型的设计思想及概念模型;其次,从概念和逻辑两方面对栅格时空数据库进行了设计,并以分析目前栅格数据常用的几种压缩方法为前提,改进了线性四叉树快速动态编码算法,并把改进后的算法应用到二维行程编码中,确定了在双基态修正模型中采用基于二维行程动态编码的压缩算法;然后,分析和研究了如何找出各期栅格数据间的差异变化问题,改进了栅格时空数据差异分析算法和差异累加算法;最后,在关系数据库SQL Server 2000上设计和建立了栅格时空数据库,在此基础上利用Visual Studio.Net 2005 C＃语言开发了一个基于双基态修正模型的栅格时空数据管理系统,并以聊城市1987-2005年3期遥感影像数据为例,对双基态修正模型的思想和提出的相关算法进行了验证分析。
　　验证分析结果表明,与一般栅格时空数据模型和压缩算法相比,本文提出的双基态修正模型更能合理地组织与管理栅格时空数据,二维行程动态压缩算法对栅格数据压缩速度更快、效率更高,在此基础上开发的系统提高了对栅格时空数据输入、检索、查询和更新的速度。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 栅格时空数据库研究的历史和现状

1.3 本文的研究内容和文章结构

第二章 栅格时空数据建模基础

2.1 模型的概念

2.2 数据模型与空间数据模型

2.3 GIS数据建模

2.4 GIS数据模型分类

2.5 时空概念框架

2.6 现有的概念数据模型存在的问题

2.7 时空变化类型

第三章 双基态修正模型

3.1 常见栅格时空数据模型

3.2 常见栅格时空数据模型的特点

3.3 双基态修正模型的设计思想与概念模型

第四章 栅格时空数据库的设计与构建

4.1 栅格时空数据库的设计

4.2 栅格数据压缩算法分析

4.3 栅格数据压缩算法设计

4.4 栅格数据文件读入

4.5 基于双基态修正模型的栅格图的快照还原

4.6 时空数据的插入与删除操作

4.7 时空查询与统计分析

第五章 栅格时空数据库的应用与分析

5.1 系统开发环境与工具

5.2 实验数据分析及处理

5.3 系统功能结构与主界面

5.4 不同时期的栅格ASCII文件读入时空数据库

5.5 时空差异分析查询与相关算法验证

5.6 数据管理模块

5.7 地图操作模块

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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