时空数据模型课件

时空数据模型周 晓 光1整体概述THEFIRSTPARTOFTHEOVERALLOVERVIEW,P L E A S E S U M M A R I Z E T H E C O N T E N T第一部分2内容n基本空间数据模型n时空数据模型n时空目标状态的模型 n顾及状态和事件的时空数据模型 n顾及状态、事件和证据的时空数据模型 n其他时空数据模型 3面条结构 在面条结构中，地图用一系列的坐标串来表示，点对应于一个x,y坐标，线对应于一个x,y坐标序列，面对应于一个起点与终点坐标相同的多边形。4拓扑结构5空间数据分类与编码n1：500，1：1000，1：2000 基础地理信息要素分类与代码 六位要素分类代码+1位图形码(共7位):n“1”，测量控制点；n“2”，水系及附属设施；n“3”，居民地和垣栅；工矿建（构）筑物及其他设施；n“4”，交通及附属设施；n“5”，管线及附属设施；n“6”，境界；n“7”，地貌和土质；n“8”，植被n810100:地类界6大比例尺矢量数据分层n测量控制点；点n水系及附属设施；n点n线n面 n“3”，居民地和垣栅；工矿建（构）筑物及其他设施；n点n线n面 n“4”，交通及附属设施；n“5”，管线及附属设施；n“6”，境界；n“7”，地貌和土质；n“8”，植被以空间数据分类与编码为基础7分层举例(错)!8 Any digital representation of the continuous variation of relief over space is known as a digital elevation model(DEM)or digital terrain model(DTM).nRaster based elevation matrix(regular grid)nTriangular irregular network(TIN)based elevation data setnContour based elevation data setnRandom distributed elevation data setThe Concept of DEM(or DTM)Dominantforms9Regular grid DTM9178635394816451100 846655103 84665610不规则三角形:TIN模型的典型存贮结构64315291087fdeijkhgcba坐标与高程值表ID X Y Z1 5.0 0.4 4.22 3.0 0.2 9.33 9.5 6.2 0.210 7.4 3.0 1.8三角形表ID P1 P2 P3a 1 2 3b 1 3 4c 4 5 1k 6 7 8邻接三角形ID t1 t2 t3a b db a c fc b gk h j11等高线模型的应用12等高线数据模型nID1,高程值,x1,y1,x2,y2,x3,y3,xn,ynnID2,高程值,x1,y1,x2,y2,x3,y3,xm,ymn nIDn,高程值,x1,y1,x2,y2,x3,y3,xp,yp13栅格数据模型14Electromagnetic SpectrumVISIBLE-This is the small portion of the EM spectrum that humans are sensitive to.BLUE(.4-.5 micrometers or mm)GREEN(.5-.6 mm)RED(.6-.7 mm)15时空数据模型n时空目标状态的模型 n顾及状态和事件的时空数据模型 n顾及状态、事件和证据的时空数据模型 n其他时空数据模型 16快照模型:Snapshots model1995/02/06 127511949/10/01 1988/02/201980/06/10Time24655831Storehistoryinformation;thestoragecostisverygreatThecomparisonbetweenstatesisverydifficult17快照模型优缺点 Advantage:Storedhistoryinformation;Disadvantage:Redundantstorage:ThestoragecostisverygreatNoerrortrapping.Hiddenstructure.Thecomparisonbetweenstatesisverydifficult18基态修正模型(Base state with amendments model)T1T2T4T3RuralChange to UrbanUnchangedT1T2T4T3RuralUrbanrealityrecordsDetafiles(files)19基态修正向后版本法的4种模式 现在：基态T(a)T(b)T(d)T(c)现在：基态现在：基态现在：基态20 The advantage and disadvantage of Base state with amendments modelnAdvantage:nTemporal structure is evidentnErrors can be trapped because improbable events can be identified and the geographical information accounts for all space,which enforces internal consistency.nRedundancy is minimal because an object version is stored only oncenDisadvantages:n too many filesnState is indirect.It is difficult to answer the question of whats the state at time t021基态修正的分区段索引图中fi为两相邻时态元素对象的相对基态修正值，即“差文件”的值，fci为区段相对基态修正值。时间1949 1970 1980 1990 1998 1999 2000f3f2f1fcifcifci22动态基态 n基态是数据库中检索最为频繁的状态，而时态数据用户具有厚今薄古的特点，之前的模型全部假设检索每一个状态的几率一样，基态固定分配 n基态距 n动态基态:在系统中增加一个动态基态存储区域，将用户的检索结果作为动态基态数据存储到此区域中。动态基态是临时存储数据，不永久保存在系统中，随着时间的推移和检索频繁程度的降低，新的动态基态数据的进入而从动态基态存储区中被删除。动态基态根据用户检索的结果产生。系统中设定一个较小的动态基态距阈值T.dynamic。当检索时阅读差文件数超过此T.dynamic，系统自动将此时的检索结果存入动态基态存储区 刘睿，周晓光,2008.一种基于动态基态方法的时空数据模型扩展，测绘通报，2008(6),PP：50-53 23动态基态的基态数据分布24待解决的问题n动态操作n数据查询与可视化n快照查询n变化区间的变化情况统计25时空复合模型 1960197019801990RuralUrbanRuralRuralRuralUrbanRuralRuralRuralUrban1234ABC1960ABC1970ABC1990Feature-level1980ABC1960197019801990A122、32、3B111、31、4C1111、426 Example for Space-time composite modelT1T2T31ab2345dbccfd37689510Chains(object，T3):Feature3:T1river/T2drychannel5:T1nothing/T2river6:T1river/7:T1river/T3drychannel8:T1nothing/T3river9:T1river/T3drychannel10:T1river/FeaturelevelRiver:T1：3，6，7，9，10T2：5，6，7，9，10T3：6，8，10Drychannel：T1：T2：3T3：3，5，7，927The advantage and disadvantages of Space-time composite modelnAdvantage:represent the evolution process explicitlynDisadvantage:nIts difficult to organize the datanIts difficult to query28OBJECT ORIENTED SPATIO-TEMPORAL DATA MODEL nPOINTn+x floatn+y floatn-create(p:x,p:y):booleann-destroy(p:point):booleann-is-equal(p:point,p:point):booleann-create(p:point):long:29OBJECT ORIENTED SPATIO-TEMPORAL DATA MODEL 空间对象空间属性空间操作时态对象时态属性时态操作语义对象语义属性语义操作线性时间属性操作时空及语义对象属性操作时空对象属性操作0维时空元胞对象(ZTC)Pointid:PointSystemtime:1-T1维时空元胞对象(OTC)Pointsequence:sequence(Point)Systemtime:1-TLength:RealParent:OneTcell2维时空元胞对象(TTC)OTC：Set(OTC)Systemtime:1-TArea:RealParent:TwoTcell时空元胞对象元组（TemporalCellTuple）ZTCid:ZTCOTCid:OTCTTCid:TTCSystemtime:1-TPointX:realY:real系统时间一维：时态区间0维：时间点世界时间一维：时态区间0维：时间点数据库时间一维：时态区间0维：时间点ParentParentChild1111setChild30基于事件的栅格时空数据模型 基态M0头指针t0事件1t1事件2t2事件qtq变化部分1变化部分2变化部分k变化部分1变化部分2变化部分k变化部分 1变化部分2变化部分kEvent-State-Temporal Data Model，缩写为ESTDM 31ESTDM的数据组织n（Peuquet&Duan,1995Peuquet&Duan,1995）t0t1t2t3tnEvent listBase MapM0 CnC1C223523x y v23533235436088632优缺点:n在空间数据组织上仍然是基态修正的方法，是栅格模型的基态修正方法 n将某一空间区域（location）的每次状态变化（形状、属性等）视为一个事件 n直接存储事件和空间状态变化之间的联系 n一个事件可能对应多个目标、多个属性的变化，特别是大范围的变化事件更是如此，其数据组织将难于实现 33面向事件的版本化模型 nTGIS should explicitly preserve known links between events and their consequencesC.Claramunt Marius Theriault1995，1996事件定义为一组改变空间实体状态的变化过程（processes）34Event-based versioning（C.Claramunt Marius Theriault1995，1996）LastATTRIBUTE TABLESPATIAL TABLELastidGraphhidNextidLastAttribWD-TimeVL-TimePrevPASTVERSIONidNextidProc1Proc2Proc3PASTEVENTidGraphhidNextidAttribWD-TimeVL-TimePrevPRESENTVERSIONFUTUREidNextidProc1Proc2Proc3PRESENTEVENTRelation LinkReferenceTense change35基于事件的因果关系模型(SUB)EVENTNameStateLevel of generalizationCONDITIONSBoolean(Existence)Boolean(State)INTENTIONAL AGENTNameTypeStateReasonLevel of generalizationOBJECTStateLevel of generalizationPRODUCESCONDITIONPRODUCESIS PART OFCHANGESIS PART OFIS PART OF36Cause-effect model（Gagnon,1993）ENTITY#1IdentifierAttribute1Attribute2EtcENTITY#1IdentifierAttribute1Attribute2EtcTEMPORALNODEIdentifierCoordinateteCoordinatetdbTEMPORALVECTORVECTOR1IdentifierDURINGCAUSESDURINGLOCALISETEMPORALobjectLOCALISETEMPORALObjectPresence/absenceDELIMITSBegin/EndTEMPORALNODEIdentifierCoordinateteCoordinatetdbCAUSALPOINTIdentifierCoordinateteCoordinatetdbAttr.functionsEFFECTPOINTIdentifierCoordinateteCoordinatetdbAttr.functions1,N1,N1,11,11,N1,N1,N1,11,11,12,20,237Process-oriented spatio-temporal modelTAO CHEN MARTIEN MOLENAAR,1999，1998 38FEO（Feature/Event/Observation）State,Event,and Evidence Are the Three Main Types of TGIS Data.Langran，1993 39FEO modelObservationdataObservationEventFeatureObservationmodelImpactmodelYoshihide SeKIMOTO AND Ryosuke Shibasaki，200040人类个体行为的三维时空数据模 X空间行动空间活动空间棱柱时间线Z时间41提问与解答环节Questionsandanswers42添加标题添加标题添加标题添加标题此处结束语点击此处添加段落文本.您的内容打在这里，或通过复制您的文本后在此框中选择粘贴并选择只保留文字43谢谢聆听THANKYOUFORLISTENING演讲者：XX时间：202X.XX.XX44