空间数据模型中拓扑关系及空间几何运算方法研究

论文摘要

空间数据模型是地理信息表达的重要方式,用于描述地理空间中实体及实体间相互关系,也是信息处理与管理技术平台的重要理论基础。空间运算是对信息本身及信息与信息之间按一定的规则进行的相应操作,它是地理信息系统中空间分析和数据处理的基础,在地理信息系统中提供基本的空间运算功能,将很大程度上提升其适用性和可扩展性。抽象的空间运算是一种数学规定,具体的运算规则及实现方法与空间数据模型有关,因此本文在拓扑地图模型基础上,对其空间运算中最基本的运算:拓扑关系运算和空间几何运算展开相关研究,主要工作如下:1、引入图论有关概念描述空间实体对应的几何对象间的关系。拓扑地图模型中的几何对象是空间运算的基础,通过将几何对象的点抽象成图中顶点集的顶点,点之间的关系抽象成图中边集的边,并用邻接矩阵表示顶点与边之间关联关系,实现矩阵对几何对象间关系的表达。2、提出计算几何与结点分析相结合计算拓扑关系的方法。几何计算会产生点结点或线结点,通过对每个结点度和连通数的计算,来分析结点的结构,从而得到具体的拓扑关系,并以此为基础,提供了基于维度扩展的九交模型中点、线、面间各种拓扑关系在拓扑地图模型中的具体判断方法。3、研究了数据从一般数据模型向拓扑地图模型转换的方法,并利用转换后的顶点集、边集、关联关系及几何图形重构完成空间几何运算。针对不同的数据情况,分析了相应的模型转换方法,在完成模型转换的操作后,对不同的空间几何运算,设计了不同的运算过程,并得到相应的运算结果。通过实验验证,论文所提出的计算几何与结点分析相结合计算拓扑关系的方法正确有效,使用该方法不仅能够准确判断出多种拓扑关系的类型,而且可以明确其拓扑关系中的几何特性,如两对象相邻时,是以点相邻还是以线相邻等情况。空间几何运算方法合理,依据文中方法进行空间几何运算操作,可以得到预期的结果。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究现状分析
•     1.2.1 空间数据模型研究现状
•     1.2.2 拓扑关系运算研究现状
•     1.2.3 空间几何运算研究现状
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 论文组织结构
• 第二章 拓扑地图模型中基础知识
•   2.1 拓扑地图模型的架构基础
•     2.1.1 拓扑地图模型
•     2.1.2 拓扑地图模型表达基础
•     2.1.3 主要构成要素间的联动关系
•   2.2 拓扑地图模型的空间运算基础
•     2.2.1 图
•     2.2.2 度与连通数
•     2.2.3 几何图形重构
•   2.3 本章小结
• 第三章 拓扑地图模型中的拓扑关系运算
•   3.1 拓扑关系描述
•   3.2 几何对象间关联关系
•   3.3 基于关联关系的结点度与连通性分析
•     3.3.1 基础结点结构
•     3.3.2 结点计算及连通性分析
•   3.4 实体间拓扑关系判断依据
•     3.4.1 点类实体拓扑关系判断依据
•     3.4.2 线类实体拓扑关系判断依据
•     3.4.3 面类实体拓扑关系判断依据
•   3.5 本章小结
• 第四章 拓扑地图模型中的空间几何运算
•   4.1 空间几何运算流程
•   4.2 拓扑地图模型转换方法
•     4.2.1 相交几何对象转换
•     4.2.2 线重复的几何对象转换
•     4.2.3 邻近几何对象转换
•   4.3 空间几何运算
•     4.3.1 空间几何交运算
•     4.3.2 空间几何并运算
•     4.3.3 空间几何差运算
•   4.4 本章小结
• 第五章 模型设计与验证
•   5.1 系统的模块划分
•   5.2 数据管理模块
•     5.2.1 数据分类分层管理
•     5.2.2 多视图表达
•     5.2.3 联动关系
•   5.3 核心运算模块
•     5.3.1 拓扑地图模型转换处理
•     5.3.2 几何对象关联关系创建
•     5.3.3 拓扑关系运算
•     5.3.4 空间几何运算
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   总结
•   展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李富春

导师: 郭新成

关键词: 拓扑地图模型,图论,拓扑关系运算,空间几何运算,实体,几何,符号

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,计算机软件及计算机应用

单位: 长安大学

分类号: P208

总页数: 70

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