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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯文本,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,-,*,時(shí)空數(shù)據(jù)庫,地信,1402,第,6,小組,主講人：黃瑞,1,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫地信1402 第6小組 1-,目錄,靜態(tài),GIS,與時(shí)態(tài),GIS,1,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的基本概念,2,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn),3,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型,4,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì),5,2,-,目錄靜態(tài)GIS與時(shí)態(tài)GIS1時(shí)空數(shù)據(jù)庫的基本概念2時(shí)空數(shù)據(jù)庫,靜態(tài)GIS：現(xiàn)有的GIS大多不具備有處理數(shù)據(jù)的時(shí)間動(dòng)態(tài)性，只是描述時(shí)間的瞬時(shí)狀態(tài)。數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，新數(shù)據(jù)將代替舊數(shù)據(jù)，即成了另一個(gè)瞬時(shí)狀態(tài)，舊數(shù)據(jù)將會(huì)消失，無法對(duì)數(shù)據(jù)的更新變化進(jìn)行分析，更不能預(yù)測(cè)未來的趨勢(shì)
2、。,時(shí)態(tài)GIS:,通過,建立合適的時(shí)間與空間聯(lián)合的數(shù)據(jù)模型，,將,空間要素隨時(shí)間,的,變化建模,，,將地理事物和現(xiàn)象的時(shí)間、空間和屬性特征有機(jī)結(jié)合，豐富了地理事物和現(xiàn)象的表達(dá)內(nèi)容。,3,-,靜態(tài)GIS：現(xiàn)有的GIS大多不具備有處理數(shù)據(jù)的時(shí)間,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的基本概念,快照數(shù)據(jù)庫：是指使用刪除、替換對(duì)數(shù)據(jù)庫狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新的一系列系統(tǒng)活動(dòng)，它導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的過去狀態(tài)丟失并忘記，僅反映現(xiàn)實(shí)中的一個(gè)片斷。,回滾數(shù)據(jù)庫：事務(wù)時(shí)間內(nèi)在系統(tǒng)中保存對(duì)象的所有過去歷史，及庫中數(shù)據(jù)的更新操作。,歷史數(shù)據(jù)庫：有效時(shí)間內(nèi)在系統(tǒng)中保存對(duì)象的所有過去歷史，及庫中數(shù)據(jù)的更新操作。,時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫：根據(jù)有效時(shí)間和事務(wù)時(shí)間在系統(tǒng)中分別保
3、存對(duì)象歷史和數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。,4,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的基本概念4-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn),一,.,動(dòng)態(tài)性,在時(shí)空數(shù)據(jù)庫中，過往的數(shù)據(jù)不再從數(shù)據(jù)庫中刪除，對(duì)歷史數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行更新，它能將線路走向變更的整個(gè)過程都保存下來，使系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)世界一直保持著全方位的動(dòng)態(tài)交換。,二,.,全面性,時(shí)空數(shù)據(jù)庫是所有數(shù)據(jù)的集合體，可以提供任何時(shí)刻和時(shí)間段的數(shù)據(jù)。,5,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)一.動(dòng)態(tài)性 5-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型,時(shí)空立方體模型,1,連續(xù)快照模型,2,基態(tài)修正模,型,3,6,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型時(shí)空立方體模型1連續(xù)快照模型2基態(tài)修正模型36,時(shí)空立方體模型,時(shí)空立方體模型用二維圖形沿時(shí)間第三維發(fā)展變化的過程表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界平面
4、位置隨時(shí)間的演變。給定一個(gè)時(shí)間位置值，就可以從三維立方體中獲得相應(yīng)界面、立方體的狀態(tài)。也可以擴(kuò)展表達(dá)三維空間沿著時(shí)間變化的過程。,7,-,時(shí)空立方體模型 時(shí)空立方體模型用二維圖形沿時(shí)間第三維,連續(xù)快照模型,連續(xù)快照模型是將一系列事件片段快照保存起來，反映整個(gè)空間特征的狀態(tài)，根據(jù)需要對(duì)指定時(shí)間片斷的現(xiàn)實(shí)片斷進(jìn)行播放。但是由于快照將為發(fā)生變化的所有特征重復(fù)進(jìn)行存貯，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)冗余，當(dāng)應(yīng)用模型變化頻繁且數(shù)據(jù)量較大時(shí)，系統(tǒng)效率急劇下降。,8,-,連續(xù)快照模型 連續(xù)快照模型是將一系列事件片段快照保存起來，反,基態(tài)修正模型,基態(tài)修正模型按事先設(shè)定的時(shí)間間隔采樣，只存貯某個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài)（基態(tài)）和相對(duì)
5、于基態(tài)的變化量。每個(gè)對(duì)象只存貯一次，每變化一次，只有很小的數(shù)據(jù)量需要記錄。但是基維修正模型較難處理給定時(shí)刻的時(shí)空對(duì)象間的空間關(guān)系，管理索引變化很困難。,9,-,基態(tài)修正模型 基態(tài)修正模型按事先設(shè)定的時(shí)間間隔采樣,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì),一,.,時(shí)空數(shù)據(jù)的組成：,時(shí)空數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)管理必須能對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)模型提供有效支持。時(shí)空數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)兩類型的數(shù)據(jù)：時(shí)間序列數(shù)據(jù)、實(shí)體數(shù)據(jù)。,時(shí)間序列數(shù)據(jù),實(shí)體數(shù)據(jù),實(shí)體屬性數(shù)據(jù),實(shí)體空間數(shù)據(jù),10,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)一.時(shí)空數(shù)據(jù)的組成：時(shí)間序列數(shù)據(jù)實(shí)體數(shù)據(jù),時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì),二,.時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),時(shí)空數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)，需要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理功能的參與、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移和
6、備份。用過建立必要的空間索引、時(shí)間序列索引、屬性索引加快時(shí)空數(shù)據(jù)的運(yùn)算。建立時(shí)空數(shù)據(jù)視圖，能根據(jù)時(shí)間序列變換或者實(shí)體數(shù)據(jù)的指定，查詢出需要的時(shí)空數(shù)據(jù)。,時(shí)空數(shù)據(jù)庫視圖,時(shí)間事件數(shù)據(jù),時(shí)間序列數(shù)據(jù),空間與屬性關(guān)系,空間索引,空間數(shù)據(jù),屬性數(shù)據(jù),屬性索引,現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù),過程數(shù)據(jù),歷史數(shù)據(jù),11,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)二.時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)庫視圖時(shí)間事件,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì),三,.,時(shí)空數(shù)據(jù)庫建模中存在的問題,1.,現(xiàn)有的模型大多是獨(dú)立地模擬地學(xué)現(xiàn)象的空間和時(shí)間特征，二者沒有緊密結(jié)合。,空間模型強(qiáng)調(diào)對(duì)象的幾何特征，而時(shí)態(tài)模型側(cè)重于對(duì)象特征的改變。然而在很多情況下，對(duì)象的空間屬性和時(shí)態(tài)屬性是密切相關(guān)
7、的，如資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)。缺少時(shí)空過程模型集成表達(dá)機(jī)制是當(dāng)前,GIS,發(fā)展的一個(gè)主要缺點(diǎn)。,12,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)三.時(shí)空數(shù)據(jù)庫建模中存在的問題12-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì),2.,無法表達(dá)地學(xué)現(xiàn)象的連續(xù)變化，如風(fēng)暴、降雨。,現(xiàn)有模型一般對(duì)離散變化處理的比較好，有的模型采用微小時(shí)間間隔的方法來模擬連續(xù)的變化。另外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身也是用離散的方式來表達(dá)數(shù)據(jù)的。,3.,在地學(xué)對(duì)象認(rèn)識(shí)和表達(dá)過程中存在著概念差異。,領(lǐng)域?qū)＜摇?shù)據(jù)收集者和,GIS,技術(shù)人員對(duì)對(duì)象抽象方式、模型定義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和組織方式上存在著爭議。,13,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)2.無法表達(dá)地學(xué)現(xiàn)象的連續(xù)變化，如風(fēng)暴、降,時(shí)空數(shù)據(jù)庫
8、模型設(shè)計(jì),4.,時(shí)空數(shù)據(jù)庫通用性低。,目前的時(shí)態(tài),GIS,主要有以下三種實(shí)現(xiàn)方式：基于商業(yè),GIS,系統(tǒng)的時(shí)態(tài)擴(kuò)展，用于科學(xué)研究的原型系統(tǒng)，針對(duì)特殊應(yīng)用的時(shí)空查詢工具。然而這些系統(tǒng)大多是針對(duì)特殊的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的只能使用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通用性非常低。,5.,沒有充分考慮數(shù)據(jù)移植問題。,如何讓在科學(xué)研究或是生產(chǎn)實(shí)踐中積累的時(shí)空數(shù)據(jù)適應(yīng)新的模型并將其移植到新的時(shí)態(tài),GIS,系統(tǒng)中是一個(gè)難題。一種可能的方法是建立數(shù)據(jù)接口，將原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，然而這種數(shù)據(jù)移植風(fēng)險(xiǎn)是值得關(guān)注的。,14,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)4.時(shí)空數(shù)據(jù)庫通用性低。目前的時(shí)態(tài)GIS,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì),1.,理想的時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型應(yīng)該能夠集成空間、專題、時(shí)間三方面特征，綜合離散、連續(xù)的表達(dá)方式，符合人類認(rèn)知的邏輯思維。,2.,集中精力研究現(xiàn)有模型的整合與歸并，并重點(diǎn)研究模型的邏輯設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，不再生造沒有實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新特點(diǎn)的模型，為時(shí)空,GIS,系統(tǒng)的研制提供支持。,3.,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型的研究應(yīng)該優(yōu)先考慮地學(xué)現(xiàn)象的行為和基于過程的分析，而不是優(yōu)先考慮可用的數(shù)據(jù)格式與結(jié)構(gòu)。,4.,加強(qiáng)時(shí)空數(shù)據(jù)索引、時(shí)空數(shù)據(jù)插值、以及時(shí)空數(shù)據(jù)可視化等理論與技術(shù)的研究，更有助于揭示地學(xué)現(xiàn)象的物理變化過程及其演變規(guī)律。,時(shí)空數(shù)據(jù)建模中需要注意的幾個(gè)方面：,15,-,時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)1.理想的時(shí)空數(shù)據(jù)庫模型應(yīng)該能夠集成空間、,
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