燃气GIS地理网络模型构建技术研究

在分析城市燃气地理网络的特点、构成要素、各要素之间关系的基础上,将燃气地理网络抽象为物理网络、几何网络和逻辑网络三个层次。介绍了三个层次网络模型的特点与本质联系,提出了燃气网络构造的拓扑规则(边-边规则、边-结点规则等),给出了燃气网络构建的流程和实现框架。并以十堰市燃气GIS的网络模型为例,说明了燃气地理网络模型的构建技术与应用。     

基于Geodatabase的小区热力管网几何网络建模及应用

Geodatabase几何网络模型是表达地理现象、进行空间分析的有效方法。针对传统的热力管网数据和基于图的数据模型描述地理对象拓扑关系时存在的缺点,在对热力管网原始数据分析的基础上,基于Geodatabase数据模型建立小区热力管网的几何网络模型及其约束规则。最后,基于所建立的几何网络模型,对小区热力管网进行网络关联分析,验证该模型应用的可行性。     

三维地籍空间拓扑数据模型研究与实现

本文提出了一种适于表达三维地籍的空间拓扑数据模型,并分别在概念层次和实现层次给出了概念模型和逻辑模型。概念模型分为3层:要素层、几何层和拓扑层。要素层用于表述地籍管理对象,几何层用于描述实体的几何形态,拓扑层用于表达实体间的拓扑关系。在概念模型基础上,给出了对应的逻辑模型。实验结果表明:所提出的模型有效、可行。     

城市防空人口疏散网络模型研究

人口疏散是现代城市防空的基础工程,是一个庞大的系统工程。本文从地理网络的视角,并根据人口疏散网络建模的思想,对疏散网络元素进行了系统分析,构建了疏散网络的概念模型;利用动态分段技术下的结点—弧段模型对网络元素进行了逻辑表达分析,在此基础上设计了疏散网络的逻辑模型。     

面向实际车道的3维道路网络模型

亚洲国家,特别是中国的城市发展,立交桥、摩天大楼等日益复杂。传统基于道路中心线的道路网络模型在几何、时空语义属性、拓扑关系表达等方面都难以满足立体化交通需求。本文引入物理车道、虚拟车道和车道带概念,提出面向实际车道的多层次3维道路网络模型,重点分析该模型的数据库实现方法和实际车道拓扑构建、离散化、面向实际车道的寻径导航等关键问题。试验总结了该模型的若干明显特点如路网的多层次表达、灵活准确的车道拓扑控制等。     

适用于关阀分析算法的供水管网单元-阀门图模型

关阀分析在供水管网施工中用来快速确定最佳的关阀停水方案,对于供水安全具有重要意义。在管网传统结点-边图模型的基础上,提出了优化实体数量并简洁表达拓扑结构的单元-阀门图模型。该模型是结点-边图的一种伪对偶图,它将管网内被阀门区隔形成的封闭连通区域归为顶点,将分隔两个区域的阀门作为边。设计了关断单元生成算法,从而实现单元-阀门图的构建,并提出基于该模型的高效供水管网关阀分析算法。实验表明,与基于结点-边图的传统算法相比较,结合单元-阀门图模型的新算法能够大幅度提高关阀分析效率,并且可以在多施工点情况下得出正确的关阀方案。     

在建筑物内部空间中应用GIS辅助视频监控

介绍了一种在建筑物内部空间利用GIS辅助视频监控的新方法.此方法通过一个结点弧段网络模型表示建筑物内部的可达空间,利用一个新颖的拓扑数据结构建立和维护可达空间与视频监控设备之间的空间位置关系.在建立结点弧段网络模型时,考虑了不同的情景,如楼层之间的空间及大型开敞空间等.基于此种模型及数据结构,描述了一个利用此方法进行快速定位可疑移动目标的实例及其实现过程.     

面向按需服务的变化检测领域知识表达模型

为了实现变化检测领域知识的有效建模与表达,继而支持变化检测处理服务链的按需灵活构建,该文在分析变化检测领域特征的基础上,借鉴超图模型对多元关系表达能力强的特点,提出了基于分层超图的变化检测领域知识表达模型。首先,将该模型定义以服务为结点,以服务关系为边的网络模型。然后,对结点集合和边集合进行了详细阐述,将结点集合分为数据服务结点和3种粒度的处理服务结点,将边集合分为无向简单边、有向简单边、无向超边和有向超边4种类型。最后,探讨了基于该模型的更新演化与按需服务组合方法,并以实际变化检测为例进行了案例分析。实验证明该模型具备很好的可扩展性,能够有效地支持变化检测按需服务生成。     

利用相似性度量的不同比例尺地图数据网状要素匹配算法

提出了一种基于相似性度量的不同比例尺地图数据网状要素匹配算法。首先进行结点、弧段的粗匹配,然后利用结点-弧段拓扑关系的相似性和离散Fréchet距离进行精确匹配,匹配过程将几何、语义、拓扑、结点和弧段匹配有效结合起来,最后以可视化方式将不同匹配结果进行显示,以便人机交互。实验表明,该算法可有效地匹配各种复杂情况下的同名道路,并提高匹配的正确率和速度。     

基于时态数据库技术的导航信息空间关系局部动态更新方法

针对目前导航电子地图生产中导航地图数据生产周期长的问题,提出了一种基于导航数据生命周期状态维护触发器的导航地图数据生产时空动态更新模型。首先基于时空数据库技术构建了导航地图数据生产时空数据模型,构建了导航数据生命周期状态维护触发器,将导航数据空间关系分为一级几何拓扑和二级逻辑拓扑。利用触发器,使得导航数据的任何变更（几何和逻辑）得到有效记录,保证了增量包的有效导出。     

安宁市综合管网地理信息系统数据库设计

将地理信息系统(GIS)应用于综合管网是政务信息化的重要内容之一。针对安宁市综合管网GIS,本文阐述了用GeoDatabase建立数据库的设计过程、方法等内容。GeoDatabase支持几何网络对象,对各种地理要素的编辑操作能自动维护其拓扑关系,避免了传统数据模型下重复建拓扑的重复操作。     

基于拓扑强度的城市道路网络层次表达

复杂网络理论是进行网络拓扑分析的一个重要工具。现有的研究大多是利用复杂网络理论研究城市道路网络的整体拓扑结构,从而难以衡量每条道路在维持整个路网拓扑连通性方面的能力。本文提出了一种道路网络拓扑强度层次表达模型。首先,研究城市道路网络中每条道路在维持路网拓扑连通性方面的重要程度,提出了一种定量描述指标,即拓扑强度;然后根据拓扑强度对道路网络进行层次表达;最后采用层次表达模型对长沙市道路网络进行实验分析,验证了该模型的合理性和有效性。     

三维矢量结构GIS拓扑关系及其动态建立

本文借鉴二维矢量结构ＧＩＳ和三维几何造型理论，结合矿山与地质领域的应用特点，提出三维矢量结构ＧＩＳ的结点、边、环、曲面片、体之间的五组拓扑关系。以“界面引入－体划分”这一方法来动态建立与维护这五组拓扑关系，并用一棵“界面－体二叉树”来记录这一过程中界面与体之间的关系。     

构建结点上弧-弧拓扑关系的类方位角算法

同一结点上弧-弧拓扑关系的建立对多边形的自动生成具有重要意义,为了更好地描述同一结点上弧段间的拓扑关系,本文在考虑算法效率、可靠性和稳定性的基础上,通过引入方向夹角和类方位角概念,提出并实现了一种建立结点上弧-弧拓扑关系的类方位角算法.为检验算法的有效性,选取两个城市的道路交通网络进行了拓扑构建实验,通过与传统角度算法...     

复杂面实体拓扑关系的精细化模型

简单空间对象经过特定组合可形成复杂空间实体。现有的拓扑关系模型对复杂边界间的复杂交互的表达能力不足,很难精确地对复杂空间面实体间拓扑关系的不同形式进行区分。顾及复杂空间面实体间的交互细节,本文对其拓扑关系进行精细化建模。首先引入线面实体间拓扑关系的元拓扑关系,进而利用元拓扑关系与重叠面积对简单面实体间的边界交集进行精细化描述,对洞边界遍历定义和洞中面与洞关系的定义,实现对复杂空间面实体的拓扑关系进行精确地区分与表达,最后对复杂面实体边界交集的5种基础拓扑关系描述模型进行归纳总结。通过5种基础拓扑关系描述模型的叠加,实现对复杂面实体各子部分之间关系细节的精细化表达。     

城市管网三维建模技术研究

设计了城市管网三维模型的逻辑结构,介绍了基于Super Map的管网三维建模技术,解决了管网拓扑模型中的假节点、流向等问题,并以大连石化矿区燃气管网建模为例,详细介绍了在Super Map中三维建模技术的具体步骤。     

具有孔洞的地下电缆工井模型拓扑重构研究

城市地下电缆工井是发挥城市功能和确保城市快速协调发展的重要基础设施,但地下管线结构复杂、信息量大,对其进行三维显示、管理与分析具有一定的难度。激光雷达技术出现后,因其快速、不接触、高密度、高精度等特征,被逐步应用于建筑物逆向重建,基于激光雷达点云数据的地下电缆工井三维重建也逐渐成为主流方法。提出了一种针对具有孔洞的地下工井的三维模型拓扑重构算法,以地下工井三维激光点云为数据源,建立具有孔洞的地下工井三维模型,可解决直接采用点云进行构网时模型不完整及速度较慢的问题。三维模型的构建采用与常用的管线化地下管网结构不同的CSG-BREP（constructive solid geometry-boundaryrepresentation）拓扑模型结构,整体上将工井分为墙面、电缆、井筒等,此模型可更加细致地表达地下电缆工井模型的内部拓扑结构。实验证明,该算法可以对多种类型的墙壁进行拓扑重构,在表达模型拓扑关系时突破了传统管网中单一的管孔与管线的点线关系及管线间的线线关系,增加管孔与墙壁的点面关系以及管线与墙壁的线面关系,更加细致准确地对模型进行描述。     

网络三维GIS空间数据存储及动态拓扑方法北大核心CSCD

针对当前网络环境下三维GIS在拓扑关系的建立与表达、地学数据共享和互操作方面存在的不足,该文提出了一种网络环境下的三维实体拓扑关系构建方法。以关系数据模型来表达点、线、面、体及复杂体5类拓扑元素间的拓扑关系,结合插件式虚拟现实技术,在分布式结构下建立真三维实体的网络发布平台,并实现了三维模型的可视化和三维空间实体拓扑关系的查询。研究表明,该方法能根据三维空间拓扑关系快速重建地理实体,为三维空间数据的交互和共享、网络环境下的真三维空间分析提供新的方案。     

时空拓扑关系的集成表达

针对地理实体之间的时空拓扑关系,阐述了当前被普遍接受的空间和时态拓扑关系模型、基于点集和逻辑谓词集的描述方法。基于8种时态和空间拓扑关系逻辑谓词,提出时空数据库中时空拓扑关系集成表达(或称联合表达)的64种情况,分别利用英文缩写字母和关系图2种形式对其进行了描述。最后,通过示例的应用说明时空拓扑关系集成表达的具体情形。     

面状实体增量融合过程中拓扑冲突检测及一致性维护方法研究

针对目前面状实体增量融合过程中存在的拓扑冲突检测及一致性维护方法局限性强、通用性及效率较低、拓扑差异识别不准确等问题,提出了一种新的基于空间关系模型的拓扑一致性检测及维护方法。该方法在面状增量实体的基础上,设计了包括定性的面状实体拓扑关系类型、定量的位置特征及部分拓扑关系的集成空间关系表达模型,以最新版本数据库中面状增量实体的拓扑关系为冲突检测标准,设计并实现了顾及几何一致性的面状实体拓扑冲突自动检测和一致性维护算法。实验结果表明,该算法精度可达到90%左右,可很好地完成增量融合过程中的冲突检测及拓扑一致性维护工作,针对性强,适用性高。