智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論

智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論

（第三版）普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材21世紀(jì)交通版高等學(xué)校教材楊兆升于德新主編史其信高世廉主審目錄第1章緒論第2章智能運(yùn)輸系統(tǒng)的體系框架第3章智能運(yùn)輸系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)第4章交通信息采集與處理技術(shù)第5章通信技術(shù)第6章車輛定位技術(shù)第7章網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第8章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)第9章新技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用第10章交通信息服務(wù)系統(tǒng)第8章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述8.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用8.2小結(jié)8.38.1概述現(xiàn)代社會(huì)是信息的社會(huì)。隨著計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信息的處理和應(yīng)用已深入到社會(huì)各行各業(yè)。信息系統(tǒng)為信息的處理與應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一個(gè)重要分支。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，其飛速發(fā)展極大的促進(jìn)了基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，快速發(fā)展的交通領(lǐng)域也不例外。8.1概述

什么是數(shù)據(jù)庫(kù)呢？有人稱數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)“數(shù)據(jù)保存系統(tǒng)”（該定義強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)庫(kù)是若干記錄的集合），又有人稱數(shù)據(jù)庫(kù)是“人們?yōu)榻鉀Q特定的任務(wù)，以一定的組織方式存儲(chǔ)在一起的相關(guān)的數(shù)據(jù)的集合”（該定義側(cè)重于數(shù)據(jù)的組織），更有甚者稱數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)“數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”，這種說法雖然形象，但并不嚴(yán)謹(jǐn)。具體來講，數(shù)據(jù)庫(kù)指長(zhǎng)期保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備上、并按照某種模型組織起來的、可以被各種用戶或應(yīng)用共享的數(shù)據(jù)的集合。8.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)

1）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DataBaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。主要是由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)用戶、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)等幾部分組成，可用圖8-1表示。圖8-1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(1)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBase，簡(jiǎn)稱DB）是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫(kù)有如下兩個(gè)特點(diǎn)：①集成性：把數(shù)據(jù)庫(kù)看成若干個(gè)性質(zhì)不同的數(shù)據(jù)文件的聯(lián)合和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整體。②共享性：數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可為多個(gè)不同的用戶所共享。8.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)（2）用戶指使用數(shù)據(jù)庫(kù)的人，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)、維護(hù)和檢索等操作。用戶分為以下三類：①第一類用戶——終端用戶（EndUser）。②第二類用戶——應(yīng)用程序員（ApplicationProgrammer）③第三類用戶——數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DataBaseAdministrator，簡(jiǎn)稱DBA）。8.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)8.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)（3）軟件系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）及其開發(fā)工具、操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡(jiǎn)稱OS）和應(yīng)用系統(tǒng)等。在計(jì)算機(jī)硬件層之上，DBMS可借助操作系統(tǒng)完成對(duì)硬件的訪問，并能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取、維護(hù)和管理。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的各類人員、應(yīng)用程序等對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作請(qǐng)求，都必須通過DBMS完成。DBMS是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心軟件。8.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)（4）硬件系統(tǒng)指存儲(chǔ)和運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的硬件設(shè)備。包括CPU、內(nèi)存、大容量的存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、外部設(shè)備等。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位如圖8-2所示。

由圖中看出，DBMS在操作系統(tǒng)的支持下工作，應(yīng)用程序在DBMS支持下才能使用數(shù)據(jù)庫(kù)。8.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)的構(gòu)成和和特點(diǎn)2）數(shù)據(jù)庫(kù)系系統(tǒng)的特點(diǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理的的中心問題是數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了人工管理階階段、文件件系統(tǒng)階段段和數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)階段段三個(gè)發(fā)展階階段。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)管理數(shù)據(jù)據(jù)的特點(diǎn)有如下幾個(gè)個(gè)方面：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化化;數(shù)據(jù)共享性性高、冗余余度低;數(shù)據(jù)獨(dú)獨(dú)立性性高;有統(tǒng)一一的數(shù)數(shù)據(jù)控控制功功能。。8.1.2分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)（DistributedDataBase）是分分布在在計(jì)算算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上上的多多個(gè)邏邏輯相相關(guān)的的數(shù)據(jù)據(jù)集合合。其其中“分布布在計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上””和“邏輯輯相關(guān)關(guān)”是分布布式數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)的兩兩個(gè)基基本要要點(diǎn)。。分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)系系統(tǒng)除了具具備集中式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)的一些些特點(diǎn)點(diǎn)外，，還有有很多多其他他的性性質(zhì)和和特點(diǎn)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)透透明性性數(shù)據(jù)冗冗余和冗余透透明性性數(shù)據(jù)片片段透透明性性局部自自治性性數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)的安全性性和一致性性8.1.2分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)

優(yōu)點(diǎn)：（1）分布式控制（2）增強(qiáng)數(shù)據(jù)共享（3）系統(tǒng)可靠性（4）系統(tǒng)性能提高（5）可擴(kuò)充性好缺點(diǎn)：（1）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜（2）開銷增大由于分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)有以上上的一一些特特點(diǎn)，，所以以它與與傳統(tǒng)統(tǒng)的集中式式數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)相比有有如下下幾個(gè)個(gè)優(yōu)點(diǎn)和和缺點(diǎn)點(diǎn)：8.1.3關(guān)系型型數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)1）關(guān)系模模型目前，，數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)領(lǐng)域中中最常常用的的邏輯輯數(shù)據(jù)據(jù)模型型有：：層次模模型、、網(wǎng)狀狀模型型、關(guān)關(guān)系模模型、、面向向?qū)ο笙竽Ｐ托秃蛯?duì)對(duì)象關(guān)關(guān)系模模型。其中中層次模模型和網(wǎng)狀模模型統(tǒng)稱為為非關(guān)系系模型型。2）關(guān)系型型數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)關(guān)系型型數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)是支持持關(guān)系模模型的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)系系統(tǒng)，，是目目前各各類數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)中最重要要、也是是最廣泛泛的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)系系統(tǒng)。。優(yōu)勢(shì):容易理理解、、使用用方便便、易易于維維護(hù)性性存在的的問題：：數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)高并并發(fā)讀讀寫海量數(shù)數(shù)據(jù)的的高效效率存存儲(chǔ)和和訪問問數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)的高高可擴(kuò)擴(kuò)展性性和高高可用用性8.1.4實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（Real-TimeData-baseSystem，簡(jiǎn)稱稱RTDBS）是數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)與實(shí)時(shí)系系統(tǒng)相結(jié)合合的一一種新型數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)。由于于在傳統(tǒng)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上增增加了了時(shí)序一一致性性和可預(yù)知知性的要求求，使使得設(shè)設(shè)計(jì)更更加復(fù)雜。1）實(shí)時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)和和關(guān)系系數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)的的異同同傳統(tǒng)的的關(guān)系系數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)（以下下簡(jiǎn)稱稱DBMS）的設(shè)計(jì)目目標(biāo)是維護(hù)護(hù)數(shù)據(jù)據(jù)的絕對(duì)正正確性性，保證證系統(tǒng)統(tǒng)的低代價(jià)價(jià)、友好的的用戶戶接口口。不適合合實(shí)時(shí)時(shí)應(yīng)用用，其系統(tǒng)的的性能能指標(biāo)標(biāo)是吞吐量量和平均響響應(yīng)時(shí)時(shí)間，調(diào)度與處理決決策根本不不具有有實(shí)時(shí)特特性。。8.1.4實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)1）實(shí)時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)和和關(guān)系系數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)的的異同同實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)管理理系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)目目標(biāo)首先是是對(duì)事事務(wù)定時(shí)限限制的滿足足。一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)管理理系統(tǒng)統(tǒng)具有以以下功能特特性：（1）數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)狀狀態(tài)的的最新新性（2）數(shù)據(jù)據(jù)值的的時(shí)間間一致致性（3）事務(wù)務(wù)處理理的““識(shí)時(shí)時(shí)”性性（4）具有有高效效的實(shí)實(shí)時(shí)壓壓縮算算法根本區(qū)區(qū)別就在于于調(diào)度管管理、實(shí)時(shí)事事務(wù)管管理以及高效的的壓縮縮算法法。8.1.4實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)圖8-5實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖2）實(shí)時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)結(jié)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)主要管管理實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)以及與與實(shí)時(shí)有有關(guān)的的信息息。主要要包括括資源管管理、實(shí)時(shí)事事務(wù)管管理和數(shù)據(jù)管管理。8.1.4實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)的關(guān)關(guān)鍵技技術(shù)有：（1）內(nèi)存優(yōu)優(yōu)化管管理技技術(shù)（2）實(shí)時(shí)智智能技技術(shù)（3）歷史數(shù)數(shù)據(jù)壓壓縮和和解壓壓縮技技術(shù)（4）軟件構(gòu)構(gòu)件可可靠性性技術(shù)術(shù)（5）調(diào)度模模型技技術(shù)（6）報(bào)表處處理技技術(shù)（7）異種數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)互聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)8.1.5數(shù)據(jù)倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)隨著市市場(chǎng)競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)的的加劇劇和信信息社社會(huì)需需求的的發(fā)展展既要要求聯(lián)機(jī)服服務(wù)，又涉涉及大量決決策的的數(shù)據(jù)據(jù)，而傳統(tǒng)的的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)系系統(tǒng)已無法法滿足足這種種需求求，具具體體體現(xiàn)：：（1）歷史史數(shù)據(jù)據(jù)量很很大；；（2）輔助決決策信息息涉及許許多部門門的數(shù)據(jù)據(jù)，而不不同系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)據(jù)據(jù)難以集集成；（3）由于訪訪問數(shù)據(jù)據(jù)的能力力不足，，對(duì)大量量數(shù)據(jù)的的訪問性性能明顯顯下降。。此時(shí)，在在數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域出現(xiàn)現(xiàn)了一種種新型的的數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)，即數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)。8.1.5數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)1）數(shù)據(jù)倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)簡(jiǎn)介介支持決策的特殊的數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)稱為為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)（DataWarehouse，簡(jiǎn)稱DW）。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)有如下幾幾個(gè)特點(diǎn)：（1）面向主主題的查查詢，和和一般數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)面面向表達(dá)達(dá)式的查查詢相比比，具有有一定的智智能性；（2）支持?jǐn)?shù)據(jù)集成成，底層的的數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)一般是是異構(gòu)的的，多個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)相連連；（3）數(shù)據(jù)倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)中的的數(shù)據(jù)具有時(shí)間間性；（4）對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)的操操作一般般只有查詢?cè)儭?.1.5數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)主要應(yīng)用：（1）使用瀏覽分析析工具在DW中尋找有有用的信信息。（2）數(shù)據(jù)倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)支持在在DW上的應(yīng)用用，形成成決策支持持系統(tǒng)（（DecisionSupportSystem，簡(jiǎn)稱DSS）2）數(shù)據(jù)倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)的結(jié)結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)、數(shù)據(jù)源和分析工具具3部分組成成。圖8-6數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第8章數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)技術(shù)術(shù)概述8.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用8.2小結(jié)8.3數(shù)據(jù)庫(kù)技技術(shù)在智智能運(yùn)輸輸系統(tǒng)中中的應(yīng)用用8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，簡(jiǎn)稱GIS），又稱“地理信息科學(xué)”（GeographicInformationScience）、“地理信息服務(wù)”（GeographicInformationservice），是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。圖8-7GIS概念框架和構(gòu)成1）GIS的基本組成一個(gè)實(shí)用的GIS，要支持對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，一般包括以下5個(gè)主要部分：系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用人員和應(yīng)用模型。8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能圖8-8地理信息系統(tǒng)組成示意圖2）GIS的功能簡(jiǎn)介8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能圖8-10GIS數(shù)據(jù)分層層概念數(shù)據(jù)采集集與編輯輯地理信息息系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)通通常抽象象為不同同的專題題或?qū)樱ǎㄈ鐖D8-10）。數(shù)據(jù)采集集與編輯輯功能就是是保證各各層實(shí)體體的地物物要素按按順序轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為x、y坐標(biāo)及對(duì)對(duì)應(yīng)的代碼輸入到計(jì)計(jì)算機(jī)中中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理GIS數(shù)據(jù)庫(kù)是區(qū)域內(nèi)的地理要素特征以一定的組織方式存儲(chǔ)在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理技術(shù)主要包括：空間數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、數(shù)據(jù)訪問和提取、從空間位置檢索空間物體及其屬性、從屬性條件檢索空間物體及其位置、開窗和街邊操作、數(shù)據(jù)更新和維護(hù)等。數(shù)據(jù)處理和變換數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有：①數(shù)據(jù)變換②數(shù)據(jù)重構(gòu)③數(shù)據(jù)抽取8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能空間分析和統(tǒng)計(jì)是GIS的一個(gè)獨(dú)立研究領(lǐng)域，主要特點(diǎn)是幫助確定地理要素之間新的空間關(guān)系。①拓?fù)浏B合②緩沖區(qū)建立③數(shù)字地形分析④空間集合分析產(chǎn)品制作與顯示產(chǎn)品制作與顯示的功能包括：設(shè)置顯示環(huán)境，定義制圖環(huán)境，顯示地圖要素，定義字形符號(hào)，設(shè)置字符大小和顏色，標(biāo)注圖名和圖例，以及繪圖文件編輯等。8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能二次開發(fā)和編程必須具備重要基本功能是二次開發(fā)環(huán)境，包括提供專用語言的開發(fā)環(huán)境，或者系統(tǒng)將某些功能做成專門的控件供用戶的開發(fā)語言（C，C++，VB，VC++，Delphi…）調(diào)用等。①資源管理②區(qū)域規(guī)劃③國(guó)土監(jiān)測(cè)④輔助決策8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能3）GIS軟件中部分功能的顯示界面舉例8.2.1交通地理理信息系系統(tǒng)的組組成及功功能1）時(shí)空一體化數(shù)據(jù)模型概述地理現(xiàn)象的3要素——時(shí)間、空間和屬性間具有明顯的不可分割性（非獨(dú)立性）。地理信息的獲取和分析具有“獨(dú)立性”，需要對(duì)3個(gè)要素分別給予不同約定、從不同側(cè)面進(jìn)行，如：（1）變化序列研究是給定對(duì)象空間位置，在時(shí)間坐標(biāo)下討論對(duì)象的某一屬性隨時(shí)間的變化特征。（2）空間分布格局研究是確定時(shí)間坐標(biāo)，在空間坐標(biāo)下研究對(duì)象屬性值（單屬性、多屬性）的空間分布特征及相互關(guān)系。（3）變化的區(qū)域分異研究是對(duì)一定的屬性值，在時(shí)間和空間聯(lián)合的坐標(biāo)下討論對(duì)象隨時(shí)間變化特征的區(qū)域分異或不同時(shí)間下空間分布格局的差異。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型從建模方法學(xué)角度，時(shí)空數(shù)據(jù)建模可劃分為三個(gè)層次：時(shí)空語義建模、時(shí)空數(shù)據(jù)邏輯建模時(shí)空數(shù)據(jù)物理建模相應(yīng)時(shí)空數(shù)據(jù)模型包括：時(shí)空語義模型時(shí)空數(shù)據(jù)邏輯模型時(shí)空數(shù)據(jù)物理模型。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型2）幾種有代表性的時(shí)空數(shù)據(jù)模型8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型時(shí)空立方方體模型型時(shí)空立方方體模型型用二維坐標(biāo)標(biāo)軸來表示現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界界的平面面空間，，用一維的時(shí)時(shí)間軸來表示平平面位置置沿時(shí)間間的變化化（如圖圖）。圖8-16時(shí)空立方體模型序列快照模型也稱連續(xù)快照模型（Time-sliceSnapshots），如圖所示。基本思想是將某一時(shí)間段內(nèi)地理現(xiàn)象的變化過程，用其中間的序列快照來表達(dá)，時(shí)間間隔不一定相同。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型圖8-17序列快照模型基態(tài)修正模型按事先設(shè)定的時(shí)間間隔采樣，只儲(chǔ)存某個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài)（稱基態(tài)）和相對(duì)于基態(tài)的變化量。如圖所示，是城市化過程用基態(tài)修正模型表示的結(jié)果。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型圖8-18基態(tài)修正模型時(shí)空復(fù)合模型最初由Chrisman于1983年提出，Langran和Chrisman于1988年對(duì)它進(jìn)行了詳細(xì)的描述。將每一次獨(dú)立的疊加操作轉(zhuǎn)換成一次性的合成疊加。隨著變化的頻繁形成的很多碎片累計(jì)形成最小變化單元，由這些最小變化單元構(gòu)成的圖形文件和記錄變化歷史的屬性文件聯(lián)系在一起表達(dá)數(shù)據(jù)的時(shí)空特征。最小變化單元即該地區(qū)最大的公共時(shí)空單元。缺點(diǎn)在于分割了空間目標(biāo)的完整性，按地理目標(biāo)進(jìn)行查詢非常困難，不能使用現(xiàn)有的GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型基于事件的時(shí)空數(shù)據(jù)模型1995年P(guān)euquet和Duan從時(shí)間角度提出了基于事件的時(shí)空數(shù)據(jù)模型（Event-basedSpatio-temporalDataModel，簡(jiǎn)稱ESTDM），這個(gè)模型按時(shí)間順序把事件組成一個(gè)鏈。基于特征的時(shí)空數(shù)據(jù)模型特征是對(duì)地理現(xiàn)象的高度抽象和全面表達(dá)，包括了地理現(xiàn)象在空間、時(shí)間和專題等方面的所有信息。ISO/TC211對(duì)特征的定義是特征存在于兩個(gè)層次：特征類型和特征實(shí)例。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型面向?qū)ο蟮臅r(shí)空數(shù)據(jù)模型是基于上述幾種模型提出來的，并取得了很好的效果。其基本框架如圖8-19所示。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型圖8-19面向?qū)ο蟮臅r(shí)空數(shù)據(jù)模型基于事件的面向?qū)ο髸r(shí)空數(shù)據(jù)模型從事件的角度組織現(xiàn)實(shí)世界的時(shí)空變化，很直觀的表達(dá)了時(shí)空世界，對(duì)于地理數(shù)據(jù)的更新機(jī)制可以良好的表達(dá)，但在管理檢索變化數(shù)據(jù)時(shí)比較困難。其主要用于描述實(shí)體的變化，通過實(shí)體的變化過程來反映時(shí)空過程；而面向?qū)ο蟮臅r(shí)空數(shù)據(jù)模型可以最有效的對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行表達(dá)，其主要描述實(shí)體的特性，通過描述實(shí)體的時(shí)態(tài)和空間特性以及實(shí)體的操作來表達(dá)實(shí)體的時(shí)空特征。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型3）時(shí)空數(shù)據(jù)模型的發(fā)展方向基于現(xiàn)有的時(shí)空數(shù)據(jù)模型存在的問題，確定了時(shí)空數(shù)據(jù)模型的發(fā)展方向?yàn)椋海?）加深對(duì)時(shí)空語義的理解與研究。（2）加強(qiáng)對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)研究與模型的建設(shè)。（3）時(shí)空數(shù)據(jù)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象的時(shí)空特征和過程的抽象概括。8.2.2時(shí)空一體體化數(shù)據(jù)據(jù)模型8.2.3基于增量量更新的的道路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋼渲亟?/p>

1）地圖中的拓?fù)潢P(guān)系

拓?fù)浞从沉丝臻g實(shí)體之間不隨實(shí)體的連續(xù)變形而改變的與量度和方向無關(guān)的一種空間關(guān)系。地圖一般包括三類要素，點(diǎn)狀要素