集成型空间数据库技术分析

空间数据库是GIS的核心。在介绍空间数据库的基本概念的基础上 ,着重分析了广为应用的空间数据库系统SDE ,它能将空间数据和属性数据集成在数据库中。目前已提出的空间信息模型可分为基于域的模型和基于对象的模型 ,各有其优点和局限。由于许多应用中需要这两种模型 ,因此本文提出了我们自行设计的一种能够集成域和对象的面向对象空间数据库模型。     

RSDD和基于RSDD对象的重构算法

在GIS应用中 ,需要处理大量空间数据 ,因而所设计的空间数据库系统必须附加存储、检索、处理和查询空间数据的功能。但是用空间数据库来管理空间数据又存在很多困难 ,如数字健壮性和拓扑正确性问题。为了解决这个问题 ,引入了均匀空间离散域RSDD ,均匀空间离散域基本对象RPO和均匀空间离散域对象RO概念 ,定义了基于RSDD的空间数据类型及其操作。由于计算机系统字长的有限性 ,它所处理的数据精度是有限的 ,因此所提出的方法尤其适用于在有限精度情况下对几何算法的正确实现     

一种统一的拓扑关系判断模型

拓扑关系是地理信息系统领域中一种非常重要的空间关系。当前已经提出了多种模型来对空间对象间的拓扑关系进行判断,但是这些模型都不能判断那些由点、线、多边形任意组合而成的异构几何集合对象间的拓扑关系。针对当前拓扑关系研究的不足,引入了混合几何的概念和正规化准则,基于此空间对象模型和维扩展9交集模型,提出了一个拓扑关系判断模型—集成型维扩展9交集模型(IDE 9IM),它不但能够判断单一的点、线、面以及同构几何集合对象间的拓扑关系,而且还能从复杂空间对象的总体和局部两个方面对异构几何集合对象间的拓扑关系进行判断,可以作为一个判断任意几何对象间拓扑关系的统一模型。     

一种面向复杂地理空间栅格数据处理算法并行化的任务调度方法

随着并行计算技术的成熟,地理空间栅格数据处理算法的并行化研究成为新的热点。聚焦于处理流程包含多个计算步骤的复杂地理空间栅格数据处理算法,基于空间计算域理论,提出了一个随着算法处理流程而动态变化的任务调度方法。实验证明,该方法在算法流程的每一个计算步都会调整任务分组方案,因此相比于传统任务调度方法,任务调度的负载均衡效果更好,并行算法程序的运行时间更短。     

一种支持高效并发访问的移动对象索引

针对移动对象当前及未来位置索引不能有效支持多用户并发访问的问题,提出了一种支持高效并发访问的移动对象索引CS2B-tree(Concurrent Space-filling curve enabled Cache Sensitive B+-tree)。该索引结合了Bx-tree和CSB+-tree的特点,因而能够支持对移动对象进行预测查询且具有缓存敏感特性。重点研究了一种针对CS2B-tree的两层锁并发访问机制,特别是设计了一种网格锁备忘录结构,使得索引能够支持多任务并发执行。基于并发访问机制,分别提出了CS2B-tree的并发更新算法及并发预测范围查询算法。实验表明,相对于Bx-tree,CS2B-tree的并发访问的吞吐量提高了15.1%,响应时间减少了14.9%。     

带数据传输的光学卫星成像调度系统关键技术研究

针对光学小卫星成像调度系统设计需求,考虑侧视、存储容量、能量和数据传输等复杂约束,面向小规模问题应用,设计了问题求解流程.建立了顶点和边都带权的成像约束图模型,并提出了基于标记更新最短路算法的复杂约束成像卫星调度算法解决成像方案生成过程;对数传方案生成过程,给出背包模型并采用带回看策略的贪婪启发式方法进行问题求解.实验结果表明,该方法是可行和适用的.     

递归划分的标签约束可达性计算方法

现实世界中的图往往在结点和边上包含描述信息,可达性查询是图数据管理和挖掘中的基本操作之一。针对图数据中标签约束的可达性计算问题,提出一种基于递归划分的可达性计算方法 RP-Hop。该算法基于层次划分思想,利用独立集性质,在保持标签和可达性前提下对大规模图进行递归划分,并结合贪婪扩展思想和递归编码,为标签约束的可达性查询提供压缩索引。经过合成和真实数据集上的实验,结果表明,RP-Hop算法不仅降低了索引大小和构建时间,而且提高了查询效率。     

基于参数化直方图的三路互相交连接选择性估计

估计空间算子的选择性是设计空间查询优化器的关键技术之一。选择性估计不仅能以非常小的代价给出空间算子结果集大小的近似估计,而且也可以直接用于某些仅需要近似结果的空间查询和空间分析(如数据集间的相关性评价等)处理。互相交连接是一类常见而且具有特殊性质的多路空间连接。基于对命题"两两相交的多个矩形一定有一个公共的相交区域,而且这个区域也是矩形"的证明,提出了一种可以用于三路互相交连接选择性估计的参数化直方图方法,还通过多组比较实验证明了该方法的有效性和适应性。     

X-2000空间数据库系统的设计和实现

空间数据库技术是地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，简称ＧＩＳ）的核心技术。我们设计和实现了一个新型的空间数据库系统——Ｘ－２０００空间数据库系统，它综合利用了空间数据库的新技术，提出了新的空间数据库的组织方法。本文重点介绍该空间数据库系统的设计思路和实现方法。     

基于约束满足的多目标对地观测卫星成像调度

EOS(对地观测卫星)成像调度需要根据用户提出的成像任务需求确定卫星成像序列,是一个复杂的组合优化问题。考虑到成像侧视约束条件,建立EOS成像调度的多目标有向无环约束图模型。在此模型的基础上提出了基于SPEA2(strength pareto evolutionary algorithm 2)的多目标成像调度算法,采用约束控制技术设计遗传算子处理成像约束。经过三个实际的多目标成像调度问题测试,表明该算法可以有效地解决EOS成像调度问题。