發(fā)布時(shí)間：2017-09-26 01:08

  本文關(guān)鍵詞：多級(jí)格網(wǎng)框架下的數(shù)據(jù)組織模式研究

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【摘要】：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高和人們對(duì)客觀世界認(rèn)知的深入，地理信息產(chǎn)業(yè)逐漸得到重視。在“數(shù)字中國(guó)”和“智慧城市”的推動(dòng)下，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)普查和測(cè)繪工程取得了重大成果。在新的信息化浪潮下，測(cè)繪部門(mén)等相關(guān)政府職能部門(mén)全力做好基礎(chǔ)測(cè)繪等工作，構(gòu)建大的地理信息服務(wù)平臺(tái)，與此同時(shí)，各行各業(yè)都嘗試著本行業(yè)的信息化和智能化工作，“智能電網(wǎng)”、“智能水網(wǎng)”等已經(jīng)逐漸成熟起來(lái)。支撐起這整個(gè)巨大的信息化工程的，是對(duì)客觀世界進(jìn)行描述的海量空間數(shù)據(jù)。隨著傳感器技術(shù)的成熟，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始興起，這勢(shì)必會(huì)急劇增加空間數(shù)據(jù)的獲取量和積累量。 在大數(shù)據(jù)時(shí)代，對(duì)于大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、傳輸和共享等方面，在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)研究并使用分布式計(jì)算和存儲(chǔ)、格網(wǎng)計(jì)算、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)、Web Service等許多理論和技術(shù)。但是在地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)還是以文件系統(tǒng)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為主，數(shù)據(jù)處理還是以桌面軟件為主，可以看出來(lái)，地理信息領(lǐng)域還沒(méi)有做好適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的準(zhǔn)備。 多級(jí)格網(wǎng)理論是對(duì)地理格網(wǎng)的優(yōu)化和升級(jí)。多級(jí)格網(wǎng)以基本格網(wǎng)劃分地理空間，可以實(shí)現(xiàn)快速的空間查詢(xún)，還可以與分布式存儲(chǔ)和計(jì)算的節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)起來(lái)；以細(xì)分格網(wǎng)來(lái)表示地理坐標(biāo)，統(tǒng)一了空間參考系統(tǒng)，可以對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。以多級(jí)格網(wǎng)為框架，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行組織與管理，可以有效地解決多源數(shù)據(jù)整合和共享，海量空間數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)計(jì)算等問(wèn)題，是大數(shù)據(jù)時(shí)代應(yīng)對(duì)空間大數(shù)據(jù)的有效理論和途徑。 本文從大數(shù)據(jù)這一時(shí)代背景出發(fā)，研究分析了空間數(shù)據(jù)所具有的數(shù)據(jù)量大、多源異構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等三個(gè)特征，并提出了空間數(shù)據(jù)組織的要求。分析介紹了多級(jí)格網(wǎng)框架的基礎(chǔ)理論——地理格網(wǎng)參照系統(tǒng)相關(guān)理論、多級(jí)格網(wǎng)理論的核心和關(guān)鍵點(diǎn)、數(shù)據(jù)組織的技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)——NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)三方面的內(nèi)容，為多級(jí)格網(wǎng)框架下的數(shù)據(jù)組織模式打下理論和技術(shù)基礎(chǔ)。本文論證選取了多級(jí)格網(wǎng)框架的空間參考系統(tǒng)，并確定了基本格網(wǎng)和細(xì)分格網(wǎng)的劃分方法和劃分等級(jí)，參照GeoHash編碼和Base32編碼，結(jié)合多級(jí)格網(wǎng)的劃分方法，，提出一種新的格網(wǎng)編碼方法。本文的格網(wǎng)編碼方法既可以體現(xiàn)多級(jí)格網(wǎng)理論思想，又與實(shí)際的實(shí)現(xiàn)技術(shù)相適應(yīng)。隨后給出了格網(wǎng)編碼與WGS-84坐標(biāo)相互轉(zhuǎn)換的算法，并以實(shí)例分析了轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在的精度問(wèn)題。在多級(jí)格網(wǎng)框架理論的基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的內(nèi)容和形式方面對(duì)空間數(shù)據(jù)所需要存儲(chǔ)的具體內(nèi)容和存儲(chǔ)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和確定，以NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)作為主要的數(shù)據(jù)組織實(shí)現(xiàn)技術(shù)，以MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)作為主要的存儲(chǔ)載體，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行了組織與存儲(chǔ)。本文最后對(duì)空間數(shù)據(jù)在多級(jí)格網(wǎng)框架下的共享和分布式計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并構(gòu)建了空間數(shù)據(jù)共享和分布式計(jì)算的框架。
【關(guān)鍵詞】：多級(jí)格網(wǎng) GIS 數(shù)據(jù)組織 大數(shù)據(jù) NoSQL
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：P208
【目錄】：

• 目錄4-7
• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究目的與意義12-15
• 1.2.1 空間參考系統(tǒng)的統(tǒng)一13
• 1.2.2 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合13-14
• 1.2.3 海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)14
• 1.2.4 空間數(shù)據(jù)快速檢索14
• 1.2.5 便于空間數(shù)據(jù)分布式計(jì)算14
• 1.2.6 便于空間數(shù)據(jù)共享14-15
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容與組織結(jié)構(gòu)15-16
• 2 空間數(shù)據(jù)的特征與組織16-20
• 2.1 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)涵16
• 2.2 空間數(shù)據(jù)的特征16-18
• 2.2.1 數(shù)據(jù)量大16-17
• 2.2.2 數(shù)據(jù)多源異構(gòu)17
• 2.2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜17-18
• 2.3 空間數(shù)據(jù)組織的要求18-19
• 2.3.1 高效的存儲(chǔ)與檢索能力18
• 2.3.2 空間數(shù)據(jù)的整合與標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一18-19
• 2.3.3 空間數(shù)據(jù)共享與互操作19
• 2.3.4 大數(shù)據(jù)量的快速處理和分析19
• 2.4 空間數(shù)據(jù)組織模式現(xiàn)狀19-20
• 3 地理格網(wǎng)參照系統(tǒng)的基本理論20-33
• 3.1 空間參照系統(tǒng)20
• 3.2 參考橢球體與地理坐標(biāo)20-23
• 3.2.1 參考橢球體20-22
• 3.2.2 參心坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系22-23
• 3.3 地圖投影與大地坐標(biāo)23-26
• 3.3.1 地圖投影的定義23
• 3.3.2 地圖投影的方法23-26
• 3.4 EPSG 編碼26-27
• 3.5 Web Mercator 投影27-32
• 3.5.1 Web Mercator 投影的內(nèi)涵27
• 3.5.2 Web Mercator 投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換27-29
• 3.5.3 Web Mercator 投影的局限性29-30
• 3.5.4 Google Map 多重坐標(biāo)系統(tǒng)30-32
• 3.6 地理格網(wǎng)32-33
• 4 多級(jí)格網(wǎng)理論33-36
• 4.1 多級(jí)格網(wǎng)理論的提出與發(fā)展33-34
• 4.2 多級(jí)格網(wǎng)理論的應(yīng)用34
• 4.3 多級(jí)格網(wǎng)理論的研究現(xiàn)狀34-35
• 4.4 多級(jí)格網(wǎng)理論的關(guān)鍵點(diǎn)35-36
• 4.4.1 多級(jí)格網(wǎng)的劃分35-36
• 4.4.2 多級(jí)格網(wǎng)地理位置的確定36
• 4.4.3 格網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的組織與管理36
• 5 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)36-44
• 5.1 傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)36-37
• 5.2 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)37-39
• 5.3 key-value 存儲(chǔ)模型39-40
• 5.4 JSON 與 GeoJSON40-43
• 5.4.1 JSON40-41
• 5.4.2 GeoJSON41-43
• 5.5 mongoDB43-44
• 5.5.1 MongoDB 簡(jiǎn)介43
• 5.5.2 mongoDB 的特征43-44
• 6 多級(jí)格網(wǎng)框架的建立44-63
• 6.1 多級(jí)格網(wǎng)框架建立的目標(biāo)44
• 6.2 多級(jí)格網(wǎng)框架建立的原則44-45
• 6.2.1 科學(xué)性44-45
• 6.2.2 系統(tǒng)性45
• 6.2.3 實(shí)用性45
• 6.2.4 先進(jìn)性45
• 6.3 空間參考系統(tǒng)的選取45-47
• 6.4 格網(wǎng)劃分方法47-52
• 6.4.1 基本格網(wǎng)的劃分48-51
• 6.4.2 細(xì)分格網(wǎng)的劃分51-52
• 6.5 多級(jí)格網(wǎng)編碼52-55
• 6.5.1 基本格網(wǎng)編碼53-54
• 6.5.2 細(xì)分格網(wǎng)編碼54-55
• 6.6 格網(wǎng)編碼與 WGS-84 坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換55-63
• 6.6.1 WGS-84 坐標(biāo)到格網(wǎng)編碼的轉(zhuǎn)換56-60
• 6.6.2 格網(wǎng)編碼到 WGS-84 坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換60-61
• 6.6.3 坐標(biāo)實(shí)例分析61-63
• 7 多級(jí)格網(wǎng)框架下的數(shù)據(jù)組織63-74
• 7.1 多級(jí)格網(wǎng)框架下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)63-72
• 7.1.1 空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)內(nèi)容63-65
• 7.1.2 空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式65-70
• 7.1.3 利用 MongoDB 存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)70-72
• 7.2 多級(jí)格網(wǎng)框架下的數(shù)據(jù)共享72-73
• 7.3 多級(jí)格網(wǎng)框架下的分布式計(jì)算73-74
• 8 結(jié)語(yǔ)74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：920597