多粒度时空对象建模的基本内容与方法

多粒度时空对象数据模型通过对模型框架中8个特 征的描述，来实现对多粒度时空实体[2]的多粒度、多类 型、多形态、多参照、多元关联、多维动态、多能自主 等特点的表达[3]。但是现实世界是无限复杂的，没有任 何信息系统可以对现实世界进行完全的描述和表达，必 须对现实世界进行一定的化简和抽象，从而最终得到所 需的多粒度时空对象模型。这一化简和抽象的过程即为 多粒度时空对象建模[4]。
1 多粒度时空对象建模的基本内容
１．１ 多粒度时空对象数据模型的地位和作用
多粒度时空对象数据模型是全空间信息系统的核 心，它决定了全空间信息系统的能力和功能。首先与传 统GIS的数据模型相比，多粒度时空对象数据模型具有 多元、多粒度、多维度、多时态、多形态等特征。因 此，全空间信息系统在构建与之相适应的存取、检索、 管理等功能体系的同时，还需要兼顾对象关联关系的维 护、信息传播管理、行为控制机制等传统GIS很少涉足 的领域；其次，围绕多粒度时空对象数据模型特征的提
Abstract: Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ ｏｂｊｅｃｔ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｎ－ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ ｏｂｊｅｃｔ ｄａｔａ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｔａｓｋ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｎ－ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｔ ｆｉｒｓｔ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ ｏｂｊｅｃｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ， ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ， ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ， ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ， ｆｉｖｅ ｂａｓｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ ｏｂｊｅｃｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Key words: ｐａｎ－ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ； ｍｕｌｔｉ－ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ ｏｂｊｅｃｔ； ｏｂｊｅｃｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ； ｏｂｊｅｃｔ ｃｌａｓｓ ｔｅｍｐｌａｔｅ； ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄａｔａ ｍｉｎｉｎｇ
第25卷 第2期 2018年4月
地理信息世界 GEOMATICS WORLD
引文格式：张江水, 华一新, 李 翔. 多粒度时空对象建模的基本内容与方法[J].地理信息世界,2018,25(2):12-16.
多粒度时空对象建模的基本内容与方法
张江水，华一新，李 翔
（信息工程大学 地理空间信息学院，河南 郑州 ４５０００１）
0 引 言
全空间信息系统是一种面向从微观到宏观的动态 复杂世界的空间信息系统[1-3]，主要解决现实世界中各 类时空实体信息的接入、处理、描述、表达、管理、分 析和应用等问题。与传统的GIS相比，全空间信息系统 主要具有全尺度、全类型、全动态、全属性等特征[3]。 它将研究的空间范畴拓展到了微观和宏观空间，描述的 实体拓展到了各种有形和无形的实体，对实体的时空位 置、性质、关系、行为、认知特征进行全方位描述，并 且所有特征的描述都是动态的。
【摘要】多粒度时空对象数据模型是全空间信息系统的基础，构建多粒度时空对象数据模型是全空间信息系
统的核心任务。分析了多粒度时空对象建模的基本内容，包括基本概念、基本流程、关键问题等。在此基础
上提出了多粒度时空对象建模的5种基本方法，并分析了每种建模方法的主要特点和适用范围。
【关键词】全空间信息系统；多粒度时空对象；对象建模；对象类模板；时空数据挖掘
2018.4 Vol.25 No.2
基金项目： 国家重点研发计划项目 (2016YFB0502300)；国家自 然科学基金项目(41471336) 资助 作者简介： 张江水（1979-），男，河 南平顶山人，地理信息工程 专业博士研究生，主要研究 方向为地理信息系统平台及 其应用技术。 E-mail: wat_ter@ 收稿日期：2018-1-1
全空间信息系统与智能设施管理
2018年第2期
张江水, 等. 多粒度时空对象建模的基本内容与方法
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取、应用、分析，全空间信息系统需要构建一套新的时 空计算与分析体系。最后，多粒度时空对象数据模型中 很多特征的可视化都超出了传统GIS研究的领域，全空 间信息系统需要围绕这些特征构建新的多模态时空对象 的可视化体系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【中图分类号】P208 【文献标识码】A
【文章编号】1672-1586（2018）02-0012-05
Ｔｈｅ Ｂａｓｉｃ Ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ－ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ Ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎｇｓｈｕｉ， ＨＵＡ Ｙｉｘｉｎ， ＬＩ Ｘｉａｎｇ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ， Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００１， Ｃｈｉｎａ ）
为了能够在全空间信息系统中更好地描述复杂的 现实世界，文献[3]提出了将多粒度时空对象数据模型 作为全空间信息系统的基本模型，并建立了多粒度时空 对象数据模型的描述框架，如图1所示。
图1 多粒度时空对象模型框架图 Fig.1 Description frame of spatio-temporal object model of multi-granularity