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时空数据模型作为时态GIS的核心内容及重要组成部分,其模型的构建方法一直是近几年来GIS领域的研究热点之一。传统的分层理念将原来联系紧密的地理空间实体按照其几何特性分类,以层作为基本概念单元来组织、存储和管理地理时空数据,只能满足早期的一些简单应用需求。但随着GIS应用领域的不断扩大和需求层次的逐渐提高,单粒度的地理实体表达模式已经不能满足日益增长的需求,用户需要访问同一地理现象不同表达层面上即多粒度的地理信息,因此,如何从宏观到微观使用户从不同角度、不同方位分析和认知特定地域的空间地理信息,为决策部门提供科学的决策依据,已经成为GIS的一个重要发展方向。 本文针对不同研究和应用目的,结合面向对象和基态修正模型的设计理念,探讨了一种同时考虑时间粒度和空间粒度的多粒度时空数据建模方法,同时对基于该模型的存储和查询方法进行研究,并将其应用到交通数据的组织管理中,具体研究内容如下: (1)探讨了一种基于多粒度的时空数据模型构建方法。在时空立方体模型的基础上引入时空量化的思想,对时空对象在空间多粒度和时间多粒度上进行形式化表达。同时结合面向对象和基态修正模型的设计理念,探讨了一种基于多粒度的时空数据概念模型和逻辑模型的构建方法。 (2)研究了多粒度时空数据库的设计。在构建的基于多粒度时空数据模型的基础上,按照Oracle Spatial数据库平台的存储机制,从逻辑和物理两方面来对多粒度时空数据库进行总体构架,并探讨在Oracle Spatial中使用双层查询、SDO_FILTER空间查询算子和SDO_RELATE查询算子进行时空数据多粒度查询的方法。 (3)研究了基于多粒度时空数据组织方法在交通管理中的应用。在充分分析交通信息的内容体系及信息的变化类型、特点的基础上,将多粒度时空数据模型应用到交通数据的管理中,探讨多粒度动态交通网络模型及交通信息时空数据库的设计方法,并对交通数据的多粒度存储与查询进行讨论。 本文采用时空粒化的思想,通过将时空数据在空间粒度、时间粒度及时空粒度上的多粒度扩展,结合面向对象和基态修正模型的设计理念,构建基于多粒度的时空数据模型,弥补当前时间粒度、空间粒度分开研究和单粒度的地理实体表达模式的不足,从而实现时空数据分层多粒度的组织与管理,为地理实体空间信息的多尺度表达、时态GIS及多粒度时空数据库的建立提供参考。