基于拓扑关系的地籍数据库增量更新方法研究

论文题目: 基于拓扑关系的地籍数据库增量更新方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 测绘科学与技术

作者: 周晓光

导师: 陈军,朱建军,李志林

关键词: 地籍,增量更新,拓扑关系,变化,更新操作算子

文献来源: 中南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 地籍数据库更新是现代地籍的生命所在,是地籍、地籍管理可持续发展的客观要求。由于地块拓扑关系的影响,目前地籍数据库的人工交互更新操作方式存在编辑时间长、劳动强度大、而且容易产生错误难以保证空间数据一致性等问题。鉴于此,本文研究了基于拓扑关系的地籍数据库增量更新方法,其是根据地块/地块目标间的拓扑关系对地籍图形变更类型进行细分,按照变更前后目标间的拓扑关系推断每种细分类型中的实体变化情况,继而根据地块实体变化类型设计相应更新操作算子以实现地籍数据库增量更新处理操作的自动化或半自动化。主要包括以下研究工作: 1) 首先比较系统地分析了地块拓扑关系及其在地籍数据库增量更新中的主要作用。分析了地块实体的拓扑性质、地块实体间的二元拓扑关系特点、地籍变更中的地块时空拓扑关系特点及其在地籍增量更新中的作用与特殊要求等。 2) 从VW方法中提取∩(交)、(差)两个操作算子,形成地块拓扑关系描述的WID3方法,并用WID3描述了地块实体间的拓扑关系。在对现有空间拓扑关系描述模型进行分类总结的基础上,重点分析了VW方法中各要素与算子的作用,并选择其中的∩(交)、(差)算子,对地块目标整体进行拓扑关系判断,针对地块/地块拓扑关系描述引入形状量算算子欧拉数,针对界址线/界址线拓扑关系描述,引入结点度,形成基于目标整体交、差的三算子(WID3)方法。用WID3描述了地块实体间的空间拓扑关系,归纳出同时性地块间的空间拓扑关系类型,并分析了WID3的描述与计算特点。 3) 在WID3描述的地块拓扑关系的基础上发展了地块实体变化类型推断方法。其是以地块/地块目标间的同时性拓扑关系为基础对地籍图形变更类型进行细分,按照变更前后目标间的拓扑关系推断每种变更类型中的实体变化情况,并发展了基于WID3的细分类型的描述与判断方法。针对不同细分类型的发生概率存在较大差异的特点,在细分类型的判断中,引入赫夫曼树(Huffman tree)来优化其判断过程、提高判断效率。 4) 设计了一套将地块实体变化映射到其数据库对象变化的更新操作算子,尝试用EPL语言对地籍更新的操作过程进行了形式化描述。在对目前时空数据更新操作算子的研究现状进行分类和总结的基础上,通过分析地块实体变化到其数据库对象标识状态变化之间的映射关系,设计了一套基于变化映射的更新操作算子。并通过将更新操作算子定义为原子事件,将每次地籍图形变更的更新处理操作过程定义为一个复合事件,尝试用EPL语言对地籍图形变更的更新操作过程进行了形式化描述。 5) 最后,本文以Visual C++为开发工具,运用面向对象的方法和COM技术集成MapInfo和Oracle Spatial开发了一个地籍数据库增量式更新的原型系统。并以实际和模拟空间数据为例对本文提出的模型和方法进行了实验,有力地验证了作者所提出方法与模型的合理性与可行性。研究表明,基于拓扑关系的地籍数据库增量更新是实现地籍数据增量更新处理及拓扑关系一致性维护操作自动化或半自动化的一条可行途径,为此类系统的设计与实现提供了一种新的方法,有助于推进此类系统的应用与发展。

论文目录:

第一章绪论

1．1 地籍数据库概述

1．1．1 地籍的基本概念

1．1．2 地籍信息系统

1．1．3 地籍数据库

1．2 地籍数据库更新

1．2．1 空间数据库更新

1．2．2 地籍数据库更新的基本任务

1．2．3 地籍数据库更新的特点

1．3 地籍数据库增量更新

1．3．1 增量信息测定与预处理

1．3．2 增量处理

1．3．3 增量处理中的拓扑关系维护

1．4 地籍数据库增量更新的国内外研究现状

1．5 本文的研究思路

1．6 研究内容与各章安排

第二章地籍更新中的地块拓扑关系

2．1 地块空间拓扑关系

2．1．1 地块实体及其拓扑性质

2．1．2 地块实体间的空间拓扑关系

2．2 地块时空拓扑关系

2．2．1 有关时间的基本概念

2．2．2 时态关系

2．2．3 时空拓扑关系

2．2．4 地籍变更中地块实体间的时空拓扑关系

2．3 地块拓扑关系在地籍增量更新中的作用

第三章地块拓扑关系的描述与计算

3．1 空间拓扑关系描述方法评述

3．1．1 描述方法概述

3．1．2 VW模型各元素及算子的作用分析

3．2 地块拓扑关系描述与计算的WID3框架

3．2．1 用目标整体交／差描述地块实体间的拓扑关系

3．2．2 地块／地块差的欧拉数取值

3．2．3 基于结点度的界址线／界址线交的取值

3．3 基于WID3的地块拓扑关系描述

3．3．1 界址线间拓扑关系描述

3．3．2 地块／地块拓扑关系描述

3．3．3 其他目标间拓扑关系描述

3．3．4 同时性地块拓扑关系

3．4 WID3的计算操作与特点分析

3．4．1 WID3的拓扑关系计算

3．4．2 WID3的特点分析

第四章基于WID3的地块实体变化类型推断

4．1 地块实体变化类型推断

4．1．1 空间实体变化类型推断与识别的研究现状

4．1．2 地块实体变化类型的推断思路

4．2 地块实体变化类型推断方法

4．2．1 地块实体变化类型分析

4．2．2 基于WID3的地块实体变化类型推断规则

4．2．3 复合分并的实体变化类型推断举例

4．3 基于WID3的地籍图形变更类型细分及实体变化分析

4．3．1 变更类型的细分与描述方法

4．3．2 地块分割的变更类型细分及其实体变化分析

4．3．3 地块合并变更类型细分及其实体变化类型分析

4．3．4 公共边界调整的细分及其实体变化类型分析

4．4 地籍数据增量更新中的图形变更类型判断

4．4．1 地块变化细分类型的判定规则

4．4．2 基于赫夫曼树的地籍变更细分类型识别

第五章基于地块实体变化的更新操作

5．1 地块实体变化与其对象状态变化的关系

5．1．1 基于标识符的空间对象状态变化

5．1．2 地块实体变化到对象标识变化的映射

5．2 基于变化映射的更新操作算子

5．2．1 更新操作算子设计的研究现状

5．2．2 更新操作算子的定义

5．3 地块实体变化更新操作的逻辑流程与形式化描述

5．3．1 地块实体变化更新操作的逻辑流程

5．3．2 更新操作过程的形式化描述

5．4 更新操作中的空间数据一致性维护分析

第六章实验研究

6．1 实验系统简介

6．1．1 实验平台与开发环境

6．1．2 实验系统的总体结构设计

6．1．3 实验系统的功能

6．2 实验系统的数据组织与查询

6．2．1 实验系统的数据组织

6．2．2 地籍增量信息查询

6．3 Oracle环境下的操作实现

6．3．1 地块目标间空间拓扑关系计算

6．3．2 更新操作算子的实现

6．4 实验结果

6．4．1 地籍数据查询

6．4．2 数据更新

6．5 实验分析

第七章总结与展望

7．1 研究工作总结

7．2 后续研究展望

参考文献

1．本论文中引用的文献

2．本论文研究过程中参阅的文献

攻读博士学位期间发表的论文和完成的主要工作

致谢

发布时间: 2006-03-28

参考文献

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[4].尺度变换中空间关系相似性的计算与评价[D]. 孟妮娜.武汉大学2011
[5].基于拓扑地图模型的空间运算研究[D]. 张标.长安大学2017
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[7].基于特征矩阵的空间场景相似性度量模型与约束指标松弛化研究[D]. 张丁文.中国地质大学2016
[8].空间数据库空间关系的关键理论研究[D]. 李松.哈尔滨理工大学2009
[9].基于GIS-T的城市交通最优路径诱导算法研究[D]. 张水舰.西南交通大学2010

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