矢量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸研究
本文關(guān)鍵詞：矢量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】：隨著空間信息服務(wù)的發(fā)展,空間數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸日益頻繁,而海量的空間數(shù)據(jù)和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境常導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),成為制約空間信息服務(wù)發(fā)展的一個(gè)技術(shù)瓶頸。多尺度傳輸(也稱(chēng)為漸進(jìn)傳輸)技術(shù)是提高空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸效率、減少客戶(hù)端數(shù)據(jù)等待時(shí)間的有效途徑之一。目前,基于GRID/TIN結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸已取得較豐富的研究成果,應(yīng)用較為深入。Berto lotto首先提出矢量地圖數(shù)據(jù)多尺度傳輸?shù)母拍?國(guó)內(nèi)外學(xué)者在該領(lǐng)域做了大量研究并取得了一定的研究成果。但由于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,矢量地圖數(shù)據(jù)的多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)仍存在諸多待解決的問(wèn)題。目前,矢量結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)多尺度傳輸?shù)膸追N主要技術(shù)方案仍存在著不足：基于在線動(dòng)態(tài)生成多尺度數(shù)據(jù)的方案靈活性有余,但時(shí)間性能不夠理想；基于事先存貯若干個(gè)固定尺度數(shù)據(jù)的方案時(shí)間性能較理想,但數(shù)據(jù)冗余度大且靈活性不足。針對(duì)當(dāng)前技術(shù)的不足,本文提出一種面向矢量地圖數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)多尺度傳輸模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的可行性與優(yōu)越性。該模型具體包括：在傳輸前對(duì)地圖要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)分層并建立層次Hilbert R樹(shù)索引結(jié)構(gòu),通過(guò)層次Hilbert R樹(shù)索引實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺度要素的快速檢索與提�。挥�(jì)算并存貯要素結(jié)點(diǎn)偏離量和單調(diào)性等信息并生成多尺度地圖結(jié)構(gòu),通過(guò)該結(jié)構(gòu)支持對(duì)地圖的快速簡(jiǎn)化和拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)；通過(guò)地圖拓?fù)洚惓z測(cè)與消除的快速算法維護(hù)地圖拓?fù)湟恢滦浴１疚闹饕芯績(jī)?nèi)容包括：(1)矢量數(shù)據(jù)多尺度組織方法。服務(wù)器端的空間數(shù)據(jù)訪問(wèn)涉及數(shù)據(jù)檢索、讀取、簡(jiǎn)化等過(guò)程,通過(guò)矢量數(shù)據(jù)多尺度組織方法可實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端數(shù)據(jù)的快速生成。研究從空間索引和多尺度地圖結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行組織。首先提出一種層次Hibert R樹(shù)索引結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)通過(guò)將不同層次的要素存貯在R樹(shù)的不同高度上,支持基于位置和尺度信息的聯(lián)合檢索。層次Hibert R樹(shù)索引通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)置葉結(jié)點(diǎn)的記錄數(shù),使葉結(jié)點(diǎn)所指向要素簇的數(shù)據(jù)容量接近于磁盤(pán)數(shù)據(jù)塊的大小,優(yōu)化了數(shù)據(jù)I/O的粒度,該索引支持對(duì)大批量地圖要素的快速檢索與讀取。然后將地圖分解為鏈集,計(jì)算并存貯結(jié)點(diǎn)偏離量和單調(diào)性,從而建立多尺度地圖結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該組織方法支持對(duì)多尺度矢量數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)快速生成和拓?fù)湟恢滦跃S護(hù),同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)最小冗余的數(shù)據(jù)存貯。(2)地圖拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)快速算法。多尺度地圖生成過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)拓?fù)洳灰恢?現(xiàn)有的地圖拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)方法存在著時(shí)間復(fù)雜度較高,不適合大數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)拓?fù)渚S護(hù)等不足。研究從優(yōu)化時(shí)間性能角度提出地圖拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)的快速算法。算法通過(guò)提取并保留約束點(diǎn)避免第一類(lèi)拓?fù)洚惓５陌l(fā)生,基于優(yōu)化的單調(diào)鏈求交法檢測(cè)并消除第二、三類(lèi)拓?fù)洚惓�。結(jié)果表明,與當(dāng)前已有的算法相比,本算法的優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：一是能系統(tǒng)保證平面與非平面拓?fù)潢P(guān)系的一致性；二是具有更低的時(shí)間復(fù)雜度。(3)多尺度空間數(shù)據(jù)相似性度量模型。多尺度空間數(shù)據(jù)相似性度量模型可用于評(píng)估多尺度傳輸環(huán)境下客戶(hù)端的矢量圖形質(zhì)量。本文提出一種適用于多尺度空間數(shù)據(jù)圖形質(zhì)量評(píng)價(jià)的相似性度量模型,該模型基于要素的幾何形狀相似性與拓?fù)湎嗨菩杂?jì)算個(gè)體相似度,通過(guò)個(gè)體相似度推求整體相似度。模型包括整體相似度、相似中誤差、相似度分布曲線等度量因子。其中,整體相似度表示要素集經(jīng)過(guò)選取、概括、拓?fù)潢P(guān)系變化后的整體相似程度,而相似中誤差、相似度分布曲線可表示要素集內(nèi)各要素間的相似差異大小及其分布規(guī)律。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該相似性度量模型的有效性。基于矢量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)多尺度傳輸模型開(kāi)發(fā)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①本模型能在滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性和拓?fù)湟恢滦缘那疤嵯聦?shí)現(xiàn)矢量地圖數(shù)據(jù)的多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸；②多尺度傳輸模式能有效減少客戶(hù)端數(shù)據(jù)等待時(shí)間,改善用戶(hù)體驗(yàn)；③本相似性度量模型可從個(gè)體間相似差異及整體相似程度兩方面綜合評(píng)價(jià)要素集的圖形質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：空間數(shù)據(jù) 多尺度傳輸 矢量地圖 層次Hilbert R樹(shù) 拓?fù)湟恢滦?/strong>
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P208
【目錄】：
- 摘要4-6
- Abstract6-21
- 第一章 緒論21-39
- 1.1 研究背景與意義21-25
- 1.1.1 研究背景21-24
- 1.1.2 研究意義24-25
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀25-36
- 1.2.1 GRID/TIN結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)的多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸25-27
- 1.2.2 矢量地圖數(shù)據(jù)的多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸27-36
- 1.3 研究目標(biāo)36
- 1.4 主要研究?jī)?nèi)容36-37
- 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)37-39
- 第二章 矢量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)多尺度傳輸模型39-57
- 2.1 矢量數(shù)據(jù)多尺度傳輸原理39-41
- 2.2 已有模型分析41-53
- 2.2.1 基于傳統(tǒng)制圖綜合的模型41-44
- 2.2.2 基于傅立葉或小波變換的模型44-47
- 2.2.3 基于地圖化簡(jiǎn)的模型47-52
- 2.2.4 模型分析52-53
- 2.3 本文的動(dòng)態(tài)多尺度傳輸模型53-56
- 2.3.1 模型要求53-55
- 2.3.2 模型描述55-56
- 2.4 本章小結(jié)56-57
- 第三章 服務(wù)器端矢量數(shù)據(jù)多尺度組織方法57-77
- 3.1 方法流程57-59
- 3.1.1 服務(wù)器端數(shù)據(jù)訪問(wèn)過(guò)程分析57-58
- 3.1.2 本方法流程58-59
- 3.2 層次HILBERT R樹(shù)索引59-67
- 3.2.1 層次Hilbert R樹(shù)的定義59-63
- 3.2.2 要素動(dòng)態(tài)分層63-65
- 3.2.3 要素Hilbert值的計(jì)算65-66
- 3.2.4 層次Hilbert R樹(shù)索引的構(gòu)建66-67
- 3.3 多尺度地圖結(jié)構(gòu)67-73
- 3.3.1 地圖到鏈集的分解67-70
- 3.3.2 結(jié)點(diǎn)偏離量的計(jì)算70-73
- 3.4 多尺度地圖數(shù)據(jù)的生成流程73-75
- 3.5 本章小結(jié)75-77
- 第四章 基于單調(diào)鏈的地圖拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)方法77-97
- 4.1 方法流程77-81
- 4.1.1 已有方法分析77-81
- 4.1.2 本方法流程81
- 4.2 拓?fù)洚惓７诸?lèi)81-85
- 4.3 約束點(diǎn)的提取85-87
- 4.4 獨(dú)立單調(diào)鏈與重疊單調(diào)鏈的劃分87-90
- 4.5 拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)90-93
- 4.5.1 拓?fù)洳灰恢碌臋z測(cè)與消除90-92
- 4.5.2 算法時(shí)間復(fù)雜度分析92-93
- 4.6 實(shí)驗(yàn)分析93-96
- 4.6.1 實(shí)驗(yàn)方案94-95
- 4.6.2 結(jié)果分析95-96
- 4.7 本章小結(jié)96-97
- 第五章 多尺度空間數(shù)據(jù)圖形質(zhì)量評(píng)價(jià)方法97-113
- 5.1 方法流程97-100
- 5.1.1 圖形質(zhì)量影響因素分析97-100
- 5.1.2 本方法流程100
- 5.2 相似因子的選取100-103
- 5.3 單要素的相似性度量103-106
- 5.4 要素集的相似性度量106-108
- 5.5 圖形質(zhì)量評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)108-112
- 5.5.1 實(shí)驗(yàn)方案108-109
- 5.5.2 結(jié)果分析109-112
- 5.6 本章小結(jié)112-113
- 第六章 實(shí)驗(yàn)及分析113-127
- 6.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)113-116
- 6.1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)113-114
- 6.1.2 系統(tǒng)功能描述114-115
- 6.1.3 傳輸時(shí)間衡量方法115-116
- 6.2 實(shí)驗(yàn)分析116-125
- 6.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境116-117
- 6.2.2 實(shí)驗(yàn)一分析117-122
- 6.2.3 實(shí)驗(yàn)二分析122-125
- 6.3 本章小結(jié)125-127
- 第七章 結(jié)論與展望127-129
- 7.1 主要結(jié)論127
- 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)127-128
- 7.3 研究展望128-129
- 參考文獻(xiàn)129-141
- 攻讀博士期間發(fā)表的論文141-143
- 致謝143-144
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞：矢量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)多尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào)：333414
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