基于ArcSDE的近地空间环境探测数据时空管理技术研究与实现

摘要

随着我国对近地空间环境的不断探索,获取了海量的空间环境探测数据,这些数据具有时变、动态、空间真三维、属性多维的特性,而目前基于文件的数据组织存储方式不能高效回答数据与时间、空间的关系,也不能有效整合利用数据资源,制约了多物理场的耦合同化研究,为开展近地空间环境数据的时空分析及深度挖掘带来了一定的困难。
　　 基于此,本文基于地理信息系统(GIS)时空建模相关理论,借鉴时空数据库管理技术研究成果,针对近地空间环境探测数据时空存储、检索及分析这一新命题,从理论建模及技术实现两个方面开展研究与探索,主要研究成果及工作如下:
　　 1.开展时空数据建模方法及时空数据库关键技术国内外研究现状的调研与综述；
　　 2.在分析近地空间环境数据特性的基础上,从理论上构建了近地空间环境探测数据时空统一表达框架,为研究开展奠定了理论基础；
　　 3.提出了一种适合空间环境探测数据的改进多基态修正时空模型,并开展实验验证与分析,该模型从存储容量和检索效率两个方面统筹考虑时空数据管理,通过实验表明是一种符合空间环境探测数据特点的有效模型；
　　 4.基于改进多基态修正时空模型开展数据库方案设计,应用ArcSDE空间数据库引擎+Oracle10g设计开发近地空间环境探测数据时空数据库,实现近地空间环境数据的时空管理与存储检索,为空间数据库技术在我国空间(太空)探测数据管理领域的应用开展了有益的探索；
　　 5.基于ArcGIS Engine组件式技术开发时空数据检索访问、分析渲染显示,为丰富和发展空间科学探测数据的时空分析手段提供了一种新的思路；
　　 6.基于时空数据管理系统开展磁场数据的时空管理及示范应用,部分验证了系统的可行性。

目录

文摘

英文文摘

图索引

表索引

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 近地空间环境

1.3.2 时空数据模型

1.4 本文主要研究成果

第二章 时空数据模型和空间数据库

2.1 空间数据

2.1.1 空间数据概念

2.1.2 空间数据类型

2.1.2 空间数据表示方法

2.2 典型的时空数据模型

2.3 空间数据库

2.3.1 空间数据库概念

2.3.2 空间数据库的特点

2.3.2 ArcSDE与Oracle Spatial的对比

2.4 本章小结

第三章 ARCSDE关键技术和组件式GIS技术研究

3.1 ARCSDE概述

3.1.1 ArcSDE的体系结构

3.2 ARCSDE的对空间数据的管理

3.2.1 数据分块技术和金字塔模型

3.2.1 ArcSDE对矢量数据的存储和管理

3.2.2 ArcSDE对栅格数据的存储和管理

3.3 空间索引和ARCSDE索引

3.3.1 空间索引技术

3.3.2 ArcSDE索引

3.4 组件式GIS技术

3.4.1 组件式GIS技术概述

3.4.2 ArcGIS Engine概述

4.4.3 ArcGIS Engine的组件库

3.5 本章小结

第四章 改进多基态修正时空模型研究

4.1 数据特性分析

4.2 近地空间环境探测数据时空统一表达框架构建

4.3 改进的多基态修正模型

4.4 实验验证及效率分析

4.4.1 实验数据介绍

4.4.2 效率分析

4.5 本章小结

第五章 近地空间环境时空数据管理系统设计方案

5.1 系统设计

5.1.1 系统架构设计

5.1.2 系统功能设计

5.2 数据库设计

5.3 本章小结

第六章 近地空间环境时空数据管理系统实现及示范应用

6.1 系统开发环境

6.2 系统应用

6.2.1 数据预处理

6.2.2 数据分析与查询

6.2.3 栅格数据渲染

6.2.4 矢量数据分析渲染

6.3 本章小结

第七章 总结及展望

7.1 工作总结

7.2 工作展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

致谢