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当前随着社会经济的快速发展,许多应用领域(例如油田生产管理)要求GIS能提供完善的时序分析功能,高效地回答与时间相关的各类问题,在时间与空间两方面全面处理地理信息,即时态GIS。
时态性是油田生产管理的显著特性。江苏油田经过几十年的发展积累了大量的历史数据,传统油田信息系统仅能反映某个历史时刻的一个瞬时快照,不能记录油田信息变化的历史,这些数据在使用过程中也存在诸多问题,已越来越不适应新的发展要求。如果有一套软件系统能够很好的模拟油田生产现状,并能够管理利用历史数据,将会大大提高油田的生产效率和油田的数字化程度。为此,我们期望针对油田实际生产需求,构建一个具有时态特性的油田管理信息系统。
时空数据模型是TGIS的基础,研究适合油田信息特点的时空数据模型,对于建立真正的基于时态的油田地理信息系统具有非常重要的意义。因此本文所做工作就是在分析现有的时空数据模型特点的基础上,通过改进,找到一种适合当前油田信息管理工作的时空数据模型,从而实现对时空数据的组织、管理、查询及分析等功能。
论文在研究对比分析现有时空数据模型的基础上,结合油田实际应用,针对点状地物和线状地物,给出了一个面向对象时空数据模型。模型从时空对象的基本属性和行为出发,运用面向对象的方法,将地学对象封装成空间、专题、时间的整体,满足地学对象的what/where/when语义。在此基础上探讨了对象间空间关系、时态拓扑关系和时空拓扑关系。模型将作用于对象上的事件抽象为实体,并将事件分为瞬时事件和持续事件来分别考虑,这样模型能够很好的体现对象与事件间的关系,便于时态分析。
在给出面向对象时空数据模型概念模型后,论文探讨了面向对象时空数据模型的实现途径,主要介绍了拓展Geometry几何数据模型的方法和基于Geodatabase的方法。论文在比较分析OpenGIS、Oracle Spatial、ArcGIS的地理几何数据模型的基础上,结合油田实际生产需要,设计了油田地物类结构图,说明了基于拓展Geometry数据模型方法的可行性。Geodatabase的版本控制机制提供了对GIS的数据处理工作流和长事务的支持,能够实现空间历史数据的回溯管理。
论文最后在分析研究MySQL空间数据引擎的基础上,利用地理信息系统二次开发平台MapGuide,采用面向对象编程技术,应用上文提出的面向对象时空数据模型,通过MySQL数据库存储管理时空数据,搭建了江苏油田网络地理信息系统,实现了空间查询、时态查询、系统历史数据回溯等功能。