城市三维空间数据库增量更新机制的研究

发布时间：2020-07-12 05:46

【摘要】：本文旨在研究解决多源异构城市三维空间数据的一体化组织与更新问题。城市三维空间数据是新型智慧城市建设中的重要组成部分,随着测绘技术的不断发展和人们对城市三维空间数据需求的不断增加,城市三维空间数据的采集手段和数据产品类型不断增加。城市三维空间数据具有海量性、多源异构、更新速度快等特点,传统的空间数据库建库方案大多是对多源异构空间数据进行分别建库、独立存储,未能将多源异构空间数据进行统一组织和更新,并且较少在时间维度上对空间数据的组织与管理问题进行考虑。本文针对城市三维空间数据的特点以及空间数据库存在的现势性问题,提出了一种基于基准格网模型的多源异构城市三维空间数据组织和更新方法。该方法是一种基于地理格网的融合了现代测绘快速时空数据获取技术的城市三维空间数据组织模型,能够有效解决多源城市三维空间数据的高效组织、管理与更新等技术问题。利用格网单元包含对应地理区域一系列高场景空间数据的特点,以格网单元作为空间数据组织和更新的基本单位,实现多源异构城市三维空间数据的统一组织和管理。同时将地理格网作为增量信息和历史数据的基本组织单元,对城市三维空间数据的增量信息存储结构和差文件进行了研究设计。依据本文提出的多源异构城市三维空间数据组织方法,对时空城市三维空间数据库及相关表结构进行设计。在此理论基础上本文研究建立了一套城市三维空间数据管理平台,在平台中以格网单元的形式对城市三维空间数据进行了数据组织与管理,完成了城市三维空间数据的增量数据与历史数据入库工作,并通过浏览器端对历史数据进行了渲染展示,验证该数据组织更新方法的可行性。其主要研究内容如下:(1)研究当前空间数据库的几种更新方式,并对空间数据的现势性问题进行探讨,分析空间数据现势性在实际应用中的重要作用。在此基础上,对当前几种典型的时空数据模型进行了研究和探讨,并对不同时空数据模型的特性进行分析总结,结合城市三维空间数据的特点和空间数据库的现势性要求,选择合适的时空数据模型进行城市三维空间数据增量更新模型的组织和构建。(2)城市三维空间数据组织与更新方法设计。通过地理格网对城市地理空间进行划分,建立基准地理格网模型。以地理格网为基本组织单元,进行多源异构城市三维空间数据的统一组织,实现多源城市三维空间数据在同一组织框架中的集成管理。在此基础上,对基准格网模型中的格网单元进行编码设计。通过该格网编码建立不同层次格网单元之间的多级三维空间数据关联关系,并对城市三维空间数据进行时空索引设计,完成城市三维数据组织更新方法设计。(3)时空城市三维空间数据库设计。根据本文设计的城市三维空间数据的组织方法,建立现势数据库、历史数据库和缓存数据库,并对城市三维空间数据库相关表结构进行设计。在此基础上,利用多基态多级差文件修正模型,通过不同时期数据使用频率设置基态阈值,在数据库中建立多个基态,并对差文件建立多级索引;以地理格网为基本更新单元对增量信息文件、差文件进行组织和管理,实现城市三维空间数据的增量更新。(4)以本文设计的时空城市三维空间数据库为基础,研究和开发了城市三维空间数据管理平台。利用该平台对城市三维空间数据进行增量更新操作,实现历史回溯、GIS分析等功能,验证本文所设计方法的可用性和有效性,探讨城市三维空间数据增量更新在实际应用中所能发挥的作用。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P208;TU984.113
【图文】：

第一章 绪论更新单元，通过设计的增量信息存储模型对城市历史数据存储到历史数据库中。并且对多级城源异构三维空间数据的联动更新，保证城市三续性。设计的城市三维空间数据组织和更新方法，本文系统，在系统中通过对城市三维空间数据的增量数据的增量更新，并在城市三维空间数据展示系该方法的可行性。技术路线

第二章 空间数据增量更新机制分析空复合模型复合模型是由 Chrisman 在 1983 年提出，后来 Langran.G 和 Chrisman其又进行改善。时空复合模型的设计思想是将每次都需要单独进行叠为一次性的叠加更新操作，并将这种变化的累积作为最小变化单元，所关联的几何和属性文件进行时空数据的表达[36]。这里的最小变化单定时空范围内最大的同质单元。它的主要缺点就是随着空间变化的频多的数据碎片，而这些数据碎片对数据库依赖性强，数据库难以进行。时空复合模型的基态为时间轴上某一历史时刻的空间数据状态，在态相比发生变化的部分，以基态+变化数据的形式进行时空数据的表

第二章 空间数据增量更新机制分析图 2-2 基态修正模型Fig.2-2 Base state with amendments model（Time-space Cube）是 1970 年 Hagerstrand 提标轴（x、y）进行二维空间的表达，然后通过轴上的演变过程，以二维平面空间（x、y）时空立方体模型能够在时间维度上表达地理空间和时间上的特征。即地理空间中每个地间维度上的变化过程，对应着由二维平面空

【参考文献】

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本文编号：2751517