时空数据库
时空数据库
二、主要研究内容
• 时空数据库的研究内容相当丰富，主要涉及时空对象表达、 时空数据建模、时空数据索引、时空数据查询、时空数据 库体系结构等，同时时空数据库原型系统、时空推理、时 空查询代价模型等也为时空数据库的研究带来了一定的挑 战。 • 时空数据库主要是针对对象的时空信息进行分析处理，它 通常涉及时空对象表达、时空数据建模、时空数据库体系 结构、时空数据查询和时空数据索引等几个方面的研究内 容。
二、主பைடு நூலகம்研究内容
2.3、时空数据查询 时空查询处理主要研究时空查询的代价模型和时空查询 的优化执行策略。 具体的查询策略包括：窗口查询、运动对象最近邻查询、 TP查询和LB查询等
二、主要研究内容
2.3、时空数据查询 （1）窗口查询 正向查询：查找在t时刻或时间区间[t’,t”]内v的取 值，用传统方法解决。 反向查询：在时间序列中查找等于值c或值域范围 [c1<v<c2]的时间点，也叫值查询。 现实生活种植对某一段时间内发生的事件感兴趣，即 许多反向查询仅涉及一段时间区间，而不是整个时间区间， 这样时间序列窗口查询就成为反向查询与正向查询的合成。
二、主要研究内容
2.1、时空数据建模 （3）具体建模方式 ① 基于属性建模 属性突然变化 属性渐进变化 ② 基于位置建模 位置突然变化 位置渐进变化 ③ 同时基于属性与位置建模 属性和位置突然变化 属性和位置渐进变化 属性突然变化而位置渐进变化 属性渐进变化而位置突然变化
二、主要研究内容
2.1、时空数据建模（续）
二、主要研究内容
2.3、时空数据查询 （3）TP查询 对于与预测性时空数据库(Predictive Spatio Temporal Database)，Tao与Papadias指出由于对象的运动型可能使传统 查询结果对于时空数据库而言是不够的。提出了TP查询 (Time -parameterized),返回结果R及其失效时间T以及在T后的 记过变化。扩展到连续查询，连续跟踪查询结果直到结果变 化满足某个条件为止。
自然资源三维立体时空数据库建设总体方案
自然资源三维立体时空数据库建设总体方案为加强自然资源统一调查评价监测工作，健全自然资源监管体制，按照《自然资源调查监测体系构建总体方案》（自然资发〔2020〕15号）和《自然资源部信息化建设总体方案》（自然资发〔2019〕170号）要求，做好自然资源三维立体时空数据库建设，编制本方案。
一、目标任务（一）总体目标以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，建设自然资源三维立体时空数据库和数据库管理系统，实现自然资源调查监测数据成果在中央一级的立体化统一管理，形成自然资源调查监测一张底版、一套数据，保障国土空间基础信息平台良好运行，服务部“两统一”职责履行，也满足相关部门科学决策和社会公众对自然资源基础数据的需要。
同时，推动地方各级数据库建设，支持自然资源调查监测数据成果横向联通、纵向贯通，满足各级自然资源管理部门、政府机构与公众的迫切需求。
（二）建设任务1．自然资源三维立体时空数据库建库与集成基于全国统一的三维空间框架，构建自然资源三维立体时空数据模型，准确表达地上、地表、地下各类自然资源空间关系及属性信息；组织开展自然资源调查监测数据的整合、集成与建库，形成物理分散、逻辑一致、动态更新的自然资源三维立体时空数据库，及时掌握自然资源基础数据及变化情况，有效支撑国土空间规划和自然资源各项管理的业务需求。
2．自然资源调查监测历史数据及相关数据集成衔接采用“专业化处理、专题化汇集、集成式共享”的模式，将土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海域海岛等各类自然资源调查监测历史数据成果，以及荒漠化、沙化、石漠化、野生动物等专题调查成果进行标准化整合，纳入国家级自然资源三维立体时空数据库集成管理。
3．自然资源三维立体时空数据库管理系统研发围绕自然资源调查监测数据管理与应用需求，研发数据浏览、数据查询、数据分发、数据统计、数据分析、数据服务等功能，实现基于三维立体时空数据库的全国各类自然资源调查监测数据的可视化浏览、查询、统计、分析等实时应用，支撑国土空间规划和自然资源管理业务系统的运行。
时空数据库名词解释
时空数据库名词解释
时空数据库是一种处理时空数据的数据存储和查询技术。
时空数据是指跨越不同时间和空间范围的数据,例如地理位置数据、气象数据、社交媒体数据等。
在时空数据库中,数据被组织为时间戳和空间点这两个维度,并且可以根据不同的时区和地理位置进行地理位置查询。
时空数据库的主要特点包括:
1. 跨时空查询:时空数据库允许用户在跨越不同时间和空间范围的数据中进行查询,使得用户可以轻松地获取有关特定地点或事件的信息。
2. 数据集成:时空数据库可以将不同类型的时空数据集成在一起,形成一个更全面的数据集。
这有助于更好地理解和分析数据。
3. 数据可视化:时空数据库允许用户将时空数据可视化,以便更好地理解数据趋势和模式。
4. 数据建模:时空数据库允许用户对数据进行建模和分析,以便更好地预测未来的趋势和事件。
时空数据库的应用非常广泛,例如城市规划、交通运输、医疗保健、环境保护等领域。
随着数据规模的不断增长和时空数据变得越来越普遍,时空数据库将成为未来数据处理和分析的重要工具。
时空数据库概念
时空数据库概念时空数据库是一种特殊类型的数据库，它能够存储和管理与时间和空间相关的数据。
随着科技的发展和数据的爆炸性增长，时空数据库的重要性也日益凸显。
它不仅可以用于地理信息系统（GIS）、气象预测、交通管理等领域，还可以应用于智能城市、物联网、人工智能等新兴技术的发展。
时空数据库的概念源于对现实世界的模拟和分析需求。
传统的数据库主要关注数据的存储和查询，而时空数据库则更加注重数据的时序和空间特征。
它能够有效地处理和分析大量的时空数据，提供更加准确和全面的信息。
时空数据库的特点之一是支持时间和空间的索引。
时间索引可以帮助用户快速定位到某个时间点或时间段的数据，而空间索引则可以帮助用户快速定位到某个地理位置的数据。
这种索引的设计和优化是时空数据库的关键技术之一。
时空数据库还具有多维数据模型。
传统的数据库主要采用关系模型，而时空数据库则采用多维数据模型。
它可以将数据按照时间、空间和属性等多个维度进行组织和管理，提供更加灵活和高效的数据操作。
时空数据库还具有时空数据类型。
传统的数据库主要支持数值、字符和日期等基本数据类型，而时空数据库则支持点、线、面、体等时空数据类型。
这些数据类型可以更好地表示和处理与时间和空间相关的数据。
时空数据库还具有时空数据操作。
传统的数据库主要支持数据的插入、更新和删除等基本操作，而时空数据库则支持时空数据的查询、分析和可视化等高级操作。
这些操作可以帮助用户更好地理解和利用时空数据。
时空数据库还具有时空数据分析。
传统的数据库主要关注数据的存储和查询，而时空数据库则更加注重数据的分析和挖掘。
它可以通过时空数据的聚类、分类、预测和优化等方法，提取出有价值的信息和知识。
时空数据库的发展前景广阔。
随着科技的进步和数据的爆炸性增长，时空数据库的应用领域将越来越广泛。
它不仅可以用于地理信息系统、气象预测、交通管理等传统领域，还可以应用于智能城市、物联网、人工智能等新兴技术的发展。
它将为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
时空数据库的建模与查询技术研究
时空数据库的建模与查询技术研究摘要：时空数据库是一种专门用于存储、管理和查询时空数据的数据库系统。
随着时空数据的广泛应用，如位置服务、交通管理、环境监测等，时空数据库的建模和查询技术逐渐成为研究的热点。
本文围绕时空数据库的建模和查询技术展开研究，介绍了时空数据库的概念和特点，分析了时空数据建模的方法，探讨了时空查询语言和时空索引技术，并对未来时空数据库技术的发展趋势做出了展望。
1. 引言在当今信息时代，时空数据的重要性日渐凸显。
时空数据是指具有时序和空间属性的数据，如交通流量数据、卫星遥感数据等。
传统的关系数据库无法存储和管理时空数据，因此时空数据库的建立具有重要的意义。
2. 时空数据库的概念与特点时空数据库是一种专门用于存储和管理时空数据的数据库系统。
它具有以下特点：2.1 时序性：时空数据的一个重要特点是具有时序性，时空数据库需要能够存储和处理时间上的变化。
2.2 空间性：时空数据同样具有空间性，时空数据库需要提供空间查询和分析的能力。
2.3 多维性：时空数据的属性通常具有多个维度，时空数据库需要提供多维数据分析的功能。
3. 时空数据的建模方法时空数据的建模是时空数据库设计的关键步骤，常用的建模方法包括对象关系模型、格网模型和网格空间模型。
3.1 对象关系模型：基于对象关系模型的建模方法将时空数据建模为对象和关系的集合，适用于小规模的时空数据。
3.2 格网模型：格网模型是将二维空间按照一定规则划分为格网单元，将格网单元作为基本的空间单位进行建模。
3.3 网格空间模型：网格空间模型是一种将空间划分为规则的网格，每个网格单元包含时空属性，适用于大规模时空数据的建模。
4. 时空查询语言时空查询语言是进行时空数据查询的重要手段，它扩展了传统的SQL语言，增加了时间和空间查询条件的支持。
常用的时空查询语言有TSQL和STSQL。
4.1 TSQL：TSQL是一种基于时间查询的语言，它支持时间查询条件的限定，例如查询某一时间段内的数据。
时空数据库中地理数据查询与分析算法研究
时空数据库中地理数据查询与分析算法研究随着时代的发展和技术的进步，地理数据在各个领域中的应用变得越来越广泛。
而对于处理大规模地理数据集的时空数据库来说，地理数据查询与分析算法的研究尤为重要。
本文将从时空数据库中地理数据的基本概念和特征入手，探讨地理数据查询与分析的算法研究现状，并介绍一些常用的地理数据查询与分析算法。
1. 时空数据库中地理数据的基本概念与特征1.1 地理数据的基本概念地理数据是指描述地球表面现象和地理特征的数据，一般可以分为矢量数据和栅格数据两种类型。
矢量数据采用点、线、面等几何要素来描述地理对象，而栅格数据则以像元为基本单位来表示地理现象。
在时空数据库中，地理数据除了具有空间属性之外，还具有时间属性，即可以描述地理现象在不同时间段内的变化。
1.2 时空数据库的特征时空数据库是一种用于存储、管理和查询地理数据的数据库模型，与传统的关系型数据库相比，时空数据库具有以下几个特征：(1) 数据模型扩展：时空数据库需要扩展传统的数据模型，将地理数据的时空特征加入到数据模型中，以便更好地支持时空数据的查询和分析。
(2) 空间索引技术：时空数据库需要采用适应地理数据特点的空间索引技术，以提高查询效率。
(3) 时间管理：时空数据库需要考虑地理数据的时间属性，并实现时间管理功能，以支持时态查询和时态分析。
(4) 时空数据处理算法：时空数据库需要开发高效的地理数据查询与分析算法，以处理大规模地理数据集。
2. 地理数据查询与分析算法的研究现状2.1 地理数据查询算法地理数据查询算法是时空数据库中的重要研究内容，其主要目标是提高查询处理的效率和准确性。
在地理数据查询算法的研究中，常用的算法包括：(1) 空间索引算法：R树和四叉树是常用的空间索引算法，它们可以将地理数据按照空间位置进行组织和存储，以便高效地进行空间查询。
(2) 空间关系判定算法：该算法用于确定两个地理要素之间的空间关系，比如包含、相交、相邻等关系。
时空数据库简介
Spatial attributes and changes of ST objects’ spatial attributes
Remark. Other types of transformations (as mutations) are aggregation (reunion or join) and fragmentation (division or detachment). These operations are affecting more than one object; usually – some objects are destroyed or created during these actions. Figure 1.7. represents a spatial object (rectangle) in its initial state (a), its state after performing a 90˚ rotation (in trigonometric direction) (b), and its state after performing a mutation (other shape, but with the same area) (c). Usually – for a spatial object we represent only its coordinates (the coordinates if it is a point, the coordinates of its end-points if it is a line segment, or the coordinates of the polygon’s vertexes if it is a region). The other properties can be evaluated using the coordinates.
时空数据库移动点轨迹建模
（ ｐ． ｆ ｏ ｕｅ， ｏｌｇ ｆ ｍｐ ｔｒＨａｂｎＵｎｖ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｈａｂｎ１ ０ ８ ｈｎ Ｄｅ ｔｏ ｍｐ ｔｒＣ ｌ ｅｏ Ｃ ｅ Ｃｏ ｕｅ， ｒｉ ｉｅｓｙｏ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ｒｉ ５ ０ ０Ｃ ｉａ） ｔ Ｓ Ａ ｓｒ ｃ： ｒｊｃｏｙｍｏ ｅｉｇｏ ｖｎ ｂｅ ｔ ｉ ｏ ｅｏ ｅｋ ｙｐｏ ｌｍｓｉ ｓａｉ— ｍｐ —ａ ｄ ｔｂ ｓｓ ｅｅ ｒｈ Ｉ ｅｉｓ ｆ ｂ ｔａ ｔ Ｔ ａｅ ｔｒ ｄ ｌ ｆ ｎ ｍｏ ｉｇｏ ｊｃｓ ｓ ｎ ｆ ｈ ｅ ｒ ｂｅ ｐ ｔ ｔ ｏ ｒｌ ａａ ａｅ ｓａｃ ．ｎａｓｒ ｔ ｎ ｏｅ ｒ ｅｏ
置服务 管理 模 型有一定 的局 限性 ， 它只能处理 移动点 当
星系统、交通控 制系统和机器人等领域具有重要作用【。 ｌ １
移动点空 间的位置 随着 时 间的变 化 而发生变化 ， 果用 如 传统数据库 管理系统 来管理移 动点数据 类型 ， 须随着 必 时间的变化频繁地更新数 据库【 引。不仅严重影 响了数据 库系统性 能， 还会加重无线带宽 的开销 。所 以 ， 需要一种
ｍｏ ｓ ｓ ａ ｉ ｔ ｍｐ ｒ ｌｄａ ａ ｓ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ ａ ｄ ｆｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔ ｐ ａ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏｌ ｎ ａ ｔ ａ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎｄ ｓ ａ ｅ ｖｅ ｐ ｔ ｏ—ｅ ｏ ａ ｔ ｂａ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｉ ｄ ｎ ｉ ｏ ｕ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ｄ ｉ ｃ ｕ ｌａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｐ ｃ ｍ ｔ ｒ ｓ ｏ ｄ ｄ ｓａ ｃ ｈ ｅ ｈ ｄ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｃ ｍｂ ｎ ｓ ｔ ｅ ｉ ｅ ｓ ｏ ｅ ｌ ｅ ｒｒ ｇ ｅ ｓｏ ｏ ｅ ｎ ｍ ａ ｈ ｍａ ｉ ｓｔ ｒ ｐ ｓ ｈ ｈ ｅ ｈ ｌ ｉｔ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏｌ ， ｈ ｓ ａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｈ ｄ ａ ｆｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｍ ｄ ｌ ｔ ｅ ｔｃ ｏ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｅ ｈ ｎ ｉ
时空数据库介绍(一)2024
时空数据库介绍（一）引言概述：时空数据库是一种用于存储、管理和查询时空数据的数据库技术。
它不仅能够记录地理位置信息，还可以跟踪时间变化，因此应用广泛，包括地理信息系统、物流管理、交通规划等领域。
本文将介绍时空数据库的概念、特点以及应用场景。
正文内容：一、时空数据库的基本概念1. 时空数据库的定义2. 时空数据的组成要素3. 时空数据模型的分类4. 时空数据的表示方法5. 时空数据库与传统数据库的区别二、时空数据库的特点1. 时空数据的动态性2. 时空数据的多维特征3. 时空数据的关联性4. 时空数据的不确定性5. 时空数据库的时空索引技术三、时空数据库的应用场景1. 地理信息系统（GIS）中的应用2. 物流管理中的应用3. 交通规划中的应用4. 气象预测中的应用5. 人口迁移分析中的应用四、时空数据库的研究进展1. 时空数据查询与分析技术2. 时空数据可视化技术3. 时空数据挖掘与知识发现4. 时空数据库的性能优化5. 时空数据库的标准化与应用规范五、时空数据库的未来发展方向1. 时空数据库与人工智能的融合2. 时空数据库在物联网中的应用3. 时空数据库与大数据的集成4. 时空数据库的分布式存储与处理5. 时空数据库在城市智能化建设中的作用总结：时空数据库是一种重要的数据库技术，它能够有效地存储、管理和查询时空数据。
本文介绍了时空数据库的概念、特点以及应用场景，同时还讨论了时空数据库的研究进展和未来的发展方向。
通过进一步提升时空数据库的性能和功能，相信它将在更多领域发挥重要作用，推动科技和社会的不断进步。
时空数据库介绍(二)
时空数据库介绍（二）引言：时空数据库是一种特殊类型的数据库，可以有效地管理和处理与时间和空间相关的数据。
本文将介绍有关时空数据库的基本概念、主要应用领域以及其在数据处理、分析和可视化方面的优势。
正文：1. 时空数据库概述1.1 时空数据库的定义和特点1.2 时空数据模型和结构1.3 时空数据的存储和索引技术1.4 时空数据库管理系统的组成和功能1.5 时空数据库与传统数据库的区别和联系2. 时空数据库的应用领域2.1 地理信息系统（GIS）领域中的应用2.2 气象和气候研究领域中的应用2.3 交通运输及路网分析领域中的应用2.4 基于移动轨迹数据的可视化和分析应用2.5 环境监测和资源管理领域中的应用3. 时空数据处理和分析技术3.1 时空数据的获取和预处理3.2 时空数据的查询和分析算法3.3 时空数据的挖掘和模式识别方法3.4 时空数据的空间插值和推理技术3.5 时空数据的可视化和交互操作手段4. 时空数据库的优势和挑战4.1 提供灵活的时空查询和分析功能4.2 支持大规模时空数据的存储和处理4.3 提供高效的空间索引和快速访问方法4.4 支持多源异构时空数据的集成和融合4.5 面临的挑战和未来发展趋势5. 时空数据库的案例分析5.1 高速公路交通状态实时监测系统5.2 基于卫星遥感数据的地表温度时空分析5.3 基于轨道数据的移动轨迹分析和可视化应用5.4 基于气象数据的风险评估与预警系统5.5 基于环境监测数据的水质分析和监测平台总结：时空数据库是一种强大的数据管理工具，可以应用于各种领域的时空数据处理和分析任务。
通过本文的介绍，我们了解了时空数据库的概念和特点，以及其在GIS、气象、交通、移动轨迹和环境监测等领域的应用。
同时，我们也了解到时空数据库在数据处理、分析和可视化方面的优势和挑战，并通过实际案例分析加深了对其应用价值的理解。
未来，时空数据库的发展将面临更多的挑战，但也将为各行各业的数据处理和决策提供更多更好的支持。
时空数据库的设计与优化
时空数据库的设计与优化一、时空数据的特点及应用场景时空数据是包含地理位置和时间信息的数据，具有时序性、空间属性和异构性。
在各个领域的大数据应用中，时空数据被广泛应用于地理信息系统、航空航天、气象学、城市交通、移动通信等领域中。
时空数据的特点决定了它需要建立专门的时空数据库来进行存储、管理和查询。
时空数据库需要考虑到空间参考、时间参考、数据模型、数据表示和查询效率等多方面的需求，才能满足广泛的应用需求。
二、时空数据库的设计原则1. 空间参考的定义时空数据库需要定义空间参考系，用于表示空间对象的位置信息。
主要有地理坐标系、投影坐标系和自定义坐标系等。
在选型时需要考虑坐标系统的精度、坐标系统的范围和坐标系统的变换等因素。
2. 时间参考的定义时空数据涉及到时间，需要定义时间参考系来表示时间信息。
常用的有绝对时间和相对时间两种形式。
在设计时要考虑到时间的分辨率和时区等因素。
3. 数据模型的选择时空数据可以使用多种数据模型进行建模，如关系模型、对象模型、半结构化数据模型和文本模型等。
在选型时需要考虑到数据的特点和应用场景等因素。
4. 数据表示方式的选择时空数据可以采用多种数据表示方式进行存储，如栅格、矢量和混合模型等。
在选型时需要考虑到数据的规模、精度和查询效率等因素。
5. 查询效率的优化时空数据库需要支持高效的查询，可以采用空间索引、时间索引和多重索引等方式来提升查询性能。
同时也需要考虑到数据库的底层存储方式和优化技术，如压缩算法和缓存机制等。
三、时空数据库的优化策略1. 空间索引的优化空间索引是时空数据库中管理空间对象的关键技术之一。
常用的空间索引方式包括R树、四叉树和k-d树等，根据具体应用需求选择合适的空间索引方式可以显著提高查询效率。
2. 时间索引的优化时间索引是时空数据中管理时间信息的关键技术之一。
常用的时间索引方式包括B树、B+树和哈希表等，根据具体的应用场景选择合适的时间索引方式可以提高查询效率。
(完整版)地理信息系统概论-名词解释
一、名词解释1.元数据(2005，2007，2011) (黄杏元版P138)(许捍卫版P188)元数据是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。
空间元数据是指描述空间数据的数据，它描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证，在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。
2.空间数据编码(2005) (黄杏元版P63)(许捍卫版P171)是指将空间数据分类的结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示。
编码通常由数字或字符组成，或由它们共同组成的混合码，一般情况下，编码通常采用主码和子码来组合。
空间数据编码的目的是提供空间数据的分类与特征描述，便于空间要素的输入、存储、管理，以及满足GIS系统之间的数据交换与共享的需要。
3.投影转换(2005) (黄杏元版P78)(许捍卫版P56)主要研究从一种地图投影变为另一种地图投影的理论与方法。
其实质是建立两平面之间点一一对应的关系。
4.空间数据压缩(2005) (黄杏元版P92)(许捍卫版P137)即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的程度范围内最好地逼近原集合，而且具有最大的压缩比a，其中：式中：m为曲线的原点数；n为曲线经压缩后的点数。
a的大小，既与曲线的复杂程度、缩小倍数、精度要求、数字化取点的密度等因素有关，又与压缩技术本身有关。
5.时空数据库(2005，2008,2009) (黄杏元版P142)时空数据库是一个包含了时态数据、空间数据和时空数据，并能同时处理数据对象的时间和空间属性的数据库。
时空数据库系统的研究涉及到数据库研究的诸多领域，如时空数据模型、时空查询语言和时空索引算法等等。
它一方面增加了数据库管理的复杂性，另一方面，海量的数据为时间和空间分析提供了极为广阔的舞台。
现实世界中有许多实体具有时空特征，如城市交通网络监控的车辆，森林火灾的火灾区域和动物研究中的候鸟迁移等，都需要使用时空数据库来管理。
cim时空数据库的研究与实践
172数据库技术Database Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●基金项目：智慧广州时空信息云平台建设项目(广州市工信委项目编号：GZIT2016-A5-147)。
1 引言城市信息模型（City Information Modeling)，是以城市信息数据为基数，建立三维城市空间模型和城市信息的有机综合体，从范围上讲是大场景的GIS 数据+小场景的BIM 数据+物联网的有机结合，作为基础城市数据库，目前我国的CIM 建设还存在诸多问题，CIM 的研究大多在概念阶段，在实现上还没有成熟的方法、统一的标准和要求，技术处于研究摸索阶段[1-6]。
目前国内国外使用和研究更多聚焦于建筑BIM ，建筑信息模型目前在美国、英国、澳大利亚、新加坡、日本等国家，都从政府层面对BIM 建设和应用提出了明确要求与规定[7]，国内由政府引导开始提出CIM 的应用要求和规定，但对于CIM 的技术研究与应用处于起步阶段，另外国内基础条件不够成熟，关于CIM 的建设、管理、应用需要相应的应用环境支撑，目前国内大部分地区还处于二维地理空间数据建设、应用阶段，有部分地区开始应用三维模型、倾斜摄影测量数据、实景影像等数据的应用，但没有地区真正建立CIM 数据库，其次存在数据孤岛和重复建设的问题，由于建设智慧城市的数据量非常大而且信息很繁杂，许多领域的信息需要融合起来，而实现数据融合又需要相关科技、资金的支持，其商业价值还暂不明朗，导致数据融合缺乏动力，这也进一步导致不同部门之间要对某些共同的应用内容或数据模型进行重复建设，降低了资源的利用率。
本文从CIM 数据库入手，分析了CIM 数据库的构成，对CIM 数据库建设内容进行划分，主要包括一张CIM 图和非空间数据，形成了完整统一的CIM 数据库。
2 CIM时空数据库建设内容如图1所示，一个CIM 数据库包含一张CIM 图和其他非空间CIM 数据，CIM 数据库的建设应从智慧城市建设、管理来考虑，既要服务于城市的规划、建设、管理，又要为精细化城市治理提供数据基础。
时空数据库模型和时间地理信息系统框架
据 , 使数据库 可以 成为 任何 一个 系统 和部 门的 完整 的 电子信息档案库 。 b.为动态 监测和 分析提供 了丰富 的 数据 。 一方面 , 它可 以为 分析 提供 横向 的现 势 和纵 向 的历史数据 , 对历史 、当前和 将来进 行对比 、分 析 、监 测 和预测预报 , 从而为预测 预报系 统 、决策支持 系统和 其 他分析系统服务 。 时空数据 库和时 间地理信 息系统 对 所有与地理信息有关的领 域有广 泛的应 用前景 。 特 别 是对经常性变 化的 空间 信息 的管 理具 有重 要的 意义 。 目前 , T G IS 在地籍 、土地 利用 、房地产 、交通 、能源等 方 面有着良好的应用 。
应用技术
时空数据库模型 和时间地理信息系统框架
唐新明 吴岚
(国家基础地理信息系统中心) (国ห้องสมุดไป่ตู้测绘局)
【摘要】时空数据库和时间地理信息系统是目前国际 上 GI S 领域 比较热门 的研究 方向 。 本 文在时间 数据库 概 念的基础上 , 介绍了时间数据库和时空数据库几种常 用的数 据模型 , 提出 了时间 地理信 息系统 中进行时 空管理 和 分析所应有的基本功能框架 。
时空数 据 库 在 80 年 代 末期 开 始 为 人 们所 重 视 。 自 Lang ran 和 Chrisman 于 1988 年提出时间地理信息系 统(T emporal G IS , 简称 T GIS)的概 念以来 , TG IS 得 到 了广 泛 的 研 究 。 W orboy s(1992)、 Peuquet 和 Wentz (1992)、 Claramunt 和 T heriault (1995)、 Raper 和 Living stone(1995)、Yuan(1996)等人 提出并讨 论了时 间 数据 库 模型 。 Al -T aha(1992)、F rank(1994)和 Co hn (1991)等人 在时间和空间推理方面展开了研究 。 Raper 和 Livingsto ne(1995)、Voigtmann(1996)等人 设 计了 时 空数据库查询语言 。 当前 , T G IS 的 研究重点 主要在 四 个方面 :(1)时 空数 据库 模型 :如 何设 计并 建立 一个 有 效的数据库结构 来 存储 时空 数 据 。(2)时空 分 析和 推 理 :即如何根 据数 据库 中的 大量 的时 间序 列数 据和 空 间数据进行 包 括 时间 推 理和 空 间 推理 在 内的 数 据 分
地理时空数据库(两篇)
引言概述：地理时空数据库是一种集成空间、时间和属性信息的地理数据管理系统。
它对地理信息进行了全面的组织、存储、查询和分析，使得地理数据能够在时空上进行有效的集成和分析。
地理时空数据库的发展对于解决地理信息管理和分析问题具有重要意义。
本文将以地理时空数据库为主题，分五个大点来阐述其背景、原理、应用、技术和挑战。
正文内容：1. 背景1.1 地理信息管理的挑战随着现代社会的发展和信息技术的进步，地理信息管理面临着越来越多的挑战。
特别是在大规模时空数据的管理与分析方面，传统的地理数据库已经无法有效应对。
这促使了地理时空数据库的发展与研究。
1.2 地理时空数据库的概念地理时空数据库是一种将地理数据与时间维度相结合的数据库系统。
它能够对地理信息进行全面管理与分析，实现地理数据的时空集成和可视化展示。
2. 原理2.1 数据模型地理时空数据库采用的数据模型通常是时空关系模型。
它基于时空和属性信息对地理对象进行建模，实现对地理数据的有效组织和存储。
2.2 数据结构地理时空数据库的数据结构主要包括时空索引、时空对象和时空关系。
时空索引用于加速数据的查询和检索，时空对象用于描述地理实体的时空属性，时空关系用于描述地理对象之间的时空关联。
3. 应用3.1 地理信息系统地理时空数据库广泛应用于地理信息系统。
它能够支持空间分析、地理可视化、路径规划等功能，为地理信息系统提供了强大的数据管理能力和空间分析功能。
3.2 空间数据挖掘地理时空数据库的应用还涉及到空间数据挖掘。
通过对地理数据的挖掘和分析，可以发现隐藏在地理数据中的时空关联规律和趋势，为城市规划、交通管理等领域提供决策支持。
3.3 地理预测与模拟地理时空数据库还可以用于地理预测和模拟。
通过对历史数据的分析和模拟，可以预测未来的地理现象和趋势，为城市规划、环境保护等领域提供重要参考。
4. 技术4.1 数据采集与处理地理时空数据库所涉及的数据采集与处理技术包括遥感技术、地理信息采集仪器等。
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4.加强时空数据索引、时空数据插值、以及时空数据可视化等理论与技术 的研究，更有助于揭示地学现象的物理变化过程及其演变规律。
时空数据库模型设计
4.时空数据库通用性低。
5.没有充分考虑数据移植问题。
目前的时态GIS主要有以下三种实现 如何让在科学研究或是生产实践中积 方式：基于商业GIS系统的时态扩展， 累的时空数据适应新的模型并将其移 用于科学研究的原型系统，针对特殊 植到新的时态GIS系统中是一个难题。 应用的时空查询工具。然而这些系统 一种可能的方法是建立数据接口，将 大多是针对特殊的应用而设计的只能 原有的数据进行格式转换，然而这种 使用特定的数据结构，通用性非常低。 数据移植风险是值得关注的。
时空数据库的特点
一.动态性 在时空数据库中，过往的数据不再从数据库中删除，对历史数
据也可以进行更新，它能将线路走向变更的整个过程都保存下来， 使系统和现实世界一直保持着全方位的动态交换。 二.全面性
时空数据库是所有数据的集合体，可以提供任何时刻和时间段 的数据。
时空数据库模型 1 时空立方体模型 2 连续快照模型 3 基态修正模型
时空数据库视图
时间序列数据
时间事件数据
空间索引
空间数据
属性数据
空间与属性关系
属性索引
现时数据
过程数据
历史数据
时空数据库模型设计
三.时空数据库建模中存在的问题 1.现有的模型大多是独立地模拟地学现象的空间和时间特征，二者没有紧密结合。
空间模型强调对象的几何特征，而时态模型侧重于对象特征的改变。然而在 很多情况下，对象的空间属性和时态属性是密切相关的，如资源管理、环境监测 等系统。缺少时空过程模型集成表达机制是当前GIS发展的一个主要缺点。
储管理必须能对时空 数据模型提供有效支 持。时空数据库主要 存储两类型的数据： 时间序列数据、实体 数据。
时间序列数据
实体数据
实体空间数据 实体属性数据
时空数据库模型设计
二.时空数据存储结构 时空数据库的实现，需
要数据存储管理功能的参与、 数据的存储、转移和备份。 用过建立必要的空间索引、 时间序列索引、属性索引加 快时空数据的运算。建立时 空数据视图，能根据时间序 列变换或者实体数据的指定， 查询出需要的时空数据。
时空数据库模型设计
时空数据建模 中需要注意的 几个方面：
1.理想的时空数据库模型应该能够集成空间、专题、时间三方面特征，综 合离散、连续的表达方式，符合人类认知的逻辑思维。
2.集中精力研究现有模型的整合与归并，并重点研究模型的逻辑设计与系 统实现，不再生造没有实质性创新特点的模型，为时空GIS系统的研制提 供支持。
时空立方体模型
时空立方体模型用二维图形沿时间第 三维发展变化的过程表达现实世界平面位 置随时间的演变。给定一个时间位置值， 就可以从三维立方体中获得相应界面、立 方体的状态。也可以扩展表达三维空间沿 着时间变化的过程。
连续快照模型
连续快照模型是将一系列事件片段快照保存起来， 反映整个空间特征的状态，根据需要对指定时间片断 的现实片断进行播放。但是由于快照将为发生变化的 所有特征重复进行存贮，会产生大量的数据冗余，当 应用模型变化频繁且数据量较大时，系统效率急剧下 降。
基态修正模型
基态修正模型按事先设定的时间间隔采样， 只存贮某个时间的数据状态（基态）和相对于 基态的变化量。每个对象只存贮一次，每变化 一次，只有很小的数据量需要记录。但是基维 修正模型较难处理给定时刻的时空对象间的空 间关系，管理索引变化很困难。
时空数据库模型设计
一.时空数据的组成： 时空数据库的存
时空数据库模型设计
2.无法表达地学现象的连续变化，如风 暴、降雨。
现有模型一般对离散变化处理的比 较好，有的模型采用微小时间间隔的方 法来模拟连续的变化。另外计算机系统 本身也是用离散的方式来表达数据的。
3.在地学对象认识和表达过程中存在着 概念差异。
领域专家、数据收集者和GIS技术人 员对对象抽象方式、模型定义、数据结 构和组织方式上存在着争议。
时态GIS:
通过建立合适的时间与空间 联合的数据模型，将空间要素随 时间的变化建模，将地理事物和 现象的时间、空间和属性特征有 机结合，丰富了地理事物和现象 的表达内容。
时空数据库的基本概念
快照数据库：是指使用删除、替换对数据库状态进行数据更新的一系列 系统活动，它导致数据库的过去状态丢失并忘记，仅反映现实中的一个 片断。 回滚数据库：事务时间内在系统中保存对象的所有过去历史，及库中数 据的更新操作。 历史数据库：有效时间内在系统中保存对象的所有过去历史，及库中数 据的更新操作。 时态数据库：根据有效时间和事务时间在系统中分别保存对象历史和数 据库状态。
时空数据库
地信1402 第6小组 主讲人：黄瑞
目录
1 静态GIS与时态GIS 3 时空数据库的特点 5 时空数据库模型设计
2 时空数据库的基本概念 4 时空数据库模型
静态GIS： 现有的GIS大多不具备有处
理数据的时间动态性，只是描述 时间的瞬时状态。数据发生变化 时，新数据将代替旧数据，即成 了另一个瞬时状态，旧数据将会 消失，无法对数据的更新变化进 行分析，更不能预测未来的趋势。