【摘要】：本文旨在研究GIS中空間數(shù)據(jù)組織的新方法。 空間數(shù)據(jù)組織與管理一直是GIS領域的熱點問題。GIS中各類空間數(shù)據(jù)底層數(shù)據(jù)結構不一致，異構的數(shù)據(jù)分開存儲，相互獨立，這對空間數(shù)據(jù)的組織、管理、調度、顯示帶來了不便，增加了GIS軟件的開發(fā)周期、工作量以及維護難度。 傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)組織方式主要包括基于元數(shù)據(jù)的組織方式、基于地圖分幅的組織方式與基于金字塔的組織方式；傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲管理方式主要包括文件管理方式、關系數(shù)據(jù)庫和文件混合管理方式以及基于關系數(shù)據(jù)庫的擴展方式。傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)組織管理方式不能有效的解決空間數(shù)據(jù)異構性帶來的問題。近年來，很多GIS專家學者對異構空間數(shù)據(jù)的集成管理進行了大量的研究，涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的解決方案，但是很多方法并沒有在物理層次上實現(xiàn)異構空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲管理。 為有效組織、管理和利用海量空間數(shù)據(jù)，克服空間數(shù)據(jù)異構性帶來的問題，本文在結合面向文檔思想的基礎上，提出了面向文檔的空間數(shù)據(jù)組織方法。該方法以四叉樹結構對地理空間進行層次劃分，構建全球地理網(wǎng)格金字塔模型，并使用文檔表示和存儲地理網(wǎng)格內的層次結構與異構空間數(shù)據(jù)，形成多源、多尺度、異構空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織管理框架。 面向文檔的空間數(shù)據(jù)組織解決了異構空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一組織、存儲和管理的問題，符合GIS分布式、云計算的發(fā)展趨勢，初步奠定了面向文檔空間數(shù)據(jù)組織的理論基礎。 論文的主要工作成果如下： (1)提出了一種新的空間數(shù)據(jù)組織方法。 本文研究了面向文檔的思想，提出了地理塊的概念，闡明了文檔與地理塊的相似性，并在分析傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)組織管理方法的基礎上，提出了面向文檔的空間數(shù)據(jù)組織方法。 (2)設計了全球地理網(wǎng)格金字塔模型。 本文基于四叉樹結構對全球地理空間進行劃分，構建了全球地理網(wǎng)格金字塔模型，金字塔中每一級別都劃分成規(guī)則的網(wǎng)格集合，各級格網(wǎng)組成嚴密的層次結構。將空間數(shù)據(jù)置入該模型中，，可以實現(xiàn)全球多源、多尺度、海量空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織管理。 (3)提出了面向文檔的異構空間數(shù)據(jù)整合方案。 不管在定義還是內部結構上，文檔與地理塊都非常相似。所以，使用文檔可以方便的存儲地理塊內的異構空間數(shù)據(jù)，表達地理塊的內部結構，結合面向文檔非關系型數(shù)據(jù)庫可以對地理區(qū)域內的地理塊集合進行統(tǒng)一的存儲管理。這種面向文檔的空間數(shù)據(jù)整合方案真正的在物理層次上實現(xiàn)了異構空間數(shù)據(jù)的整合，能夠有效的整合GIS中的異構空間數(shù)據(jù)。 (4)驗證了面向文檔空間數(shù)據(jù)組織的可行性。 通過實驗驗證，證明面向文檔的空間數(shù)據(jù)組織能夠有效的組織管理多源海量空間數(shù)據(jù)，解決了空間數(shù)據(jù)異構性帶來的問題，相比傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)組織管理方法具有更高的適用性與可行性。
[Abstract]:The aim of this paper is to study a new method of spatial data organization in GIS. Spatial data organization and management has always been a hot issue in the field of GIS. The underlying data structure of various spatial data is inconsistent, heterogeneous data is stored separately and independent of each other, which is the organization, management and scheduling of spatial data. Display brings inconvenience, increases the development cycle of GIS software, workload and maintenance difficulty. The traditional spatial data organization mainly includes metadata-based organization, map-based organization and pyramid-based organization. The traditional spatial data storage management methods mainly include file management, relational database and file mixed management and extension based on relational database. Traditional spatial data organization and management can not effectively solve the problems caused by spatial data heterogeneity. In recent years, many GIS experts and scholars have done a lot of research on the integrated management of heterogeneous spatial data, and some excellent solutions have emerged, but many methods have not realized the unified storage management of heterogeneous spatial data on the physical level. In order to effectively organize manage and utilize massive spatial data and overcome the problems caused by spatial data heterogeneity this paper proposes a document-oriented spatial data organization method based on document-oriented thinking. The method uses quad-tree structure to divide geospatial hierarchy, constructs global geographic grid pyramid model, and uses documents to represent and store hierarchical structure and heterogeneous spatial data in geographic grid to form multi-source, multi-scale, multi-source and multi-scale. Unified organization and management framework of heterogeneous spatial data. Document-oriented spatial data organization solves the problem of unified organization, storage and management of heterogeneous spatial data. It accords with the development trend of GIS distributed and cloud computing, and lays a preliminary theoretical foundation for document-oriented spatial data organization. The main achievements of this paper are as follows: (1) A new spatial data organization method is proposed. This paper studies the idea of document-oriented, puts forward the concept of geographical block, clarifies the similarity between document and geographic block, and proposes a document-oriented spatial data organization method based on the analysis of traditional methods of spatial data organization and management. (2) the pyramid model of global geographic grid is designed. In this paper, the global geospatial space is divided based on the quad-tree structure, and the global geographic grid pyramid model is constructed. Each level in the pyramid is divided into regular grid sets, and the grid at all levels forms a strict hierarchical structure. Putting spatial data into this model can realize the unified organization and management of global multi-source, multi-scale and massive spatial data. (3) A document-oriented heterogeneous spatial data integration scheme is proposed. Both in terms of definition and internal structure, documents and geographical blocks are very similar. Therefore, it is convenient to use documents to store heterogeneous spatial data in geographical blocks and to express the internal structure of geographical blocks. Combined with document-oriented non-relational database, the collection of geographical blocks in geographical areas can be stored and managed in a unified way. This document-oriented spatial data integration scheme really realizes the integration of heterogeneous spatial data on the physical level and can effectively integrate the heterogeneous spatial data in GIS. (4) the feasibility of document-oriented spatial data organization is verified. Through the experimental verification, it is proved that the document-oriented spatial data organization can effectively organize and manage the multi-source massive spatial data and solve the problems caused by the heterogeneity of the spatial data. Compared with the traditional spatial data organization management method, it has higher applicability and feasibility.
【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P208

【參考文獻】

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本文編號：2466295