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随着我国城市建设步伐的不断加快,城市地下管网的扩建和改造工程也全面展开,与此同时因施工造成的管线泄漏和管线更换事件频频发生,这对城市管网管理工作提出了新的要求,如何高效地管理城市不同时期的管网数据及其动态变化数据已成为当前城市管网管理工作需要解决的问题。
本文在分析现有时空数据模型的基础上,提出了基于事件的面向对象时空数据模型,并在此基础上结合城市管网数据及其管理的特点,构建面向对象的城市综合管网时空数据模型,并对城市管网时空数据的存储、更新和时空查询做了研究。本文具体探讨和研究了以下几方面内容:
(1)探讨了时空数据模型和面向对象技术的相关理论。阐述了地理世界的时间、空间概念以及时空变化和时空关系,重点比较当前典型的时空数据模型;在论述面向对象的基本概念和抽象机制的基础上,综合分析面向对象时空数据模型的优点。
(2)设计了基于事件的面向对象时空数据模型。通过对事件语义、事件分类以及事件与时间和对象状态之间关系的分析,提出了基于事件的面向对象时空数据模型,该模型将事件作为对象的一个重要特性,将时间、空间、属性和事件四种特性封装于一个对象中描述,改进了面向对象的时空数据模型。
(3)构建了面向对象的城市管网时空数据模型。在研究城市管网及其管理特点的前提下,在基于事件的面向对象时空数据模型的基础上,研究了城市综合管网建模要素以及对城市综合管网几何和时空拓扑关系表达,构建了面向对象的城市管网时空数据概念模型和逻辑模型。
(4)研究了城市管网时空数据的存储、更新与查询应用。通过对Oracle Spatial空间数据存储方式的分析,提出了基于Oracle Spatial的城市综合管网时空数据库的设计方案,并实现将类图转换为Oracle数据库表。通过对城市综合管网中的事件、变化和操作三者之间关系的分析,设计了城市综合管网时空数据更新总体框架和流程。最后探讨了城市综合管网时空信息的查询应用。
时空数据模型作为GIS领域研究的热点内容,可以很好地满足当前城市管网管理工作的实际需要,能实现对城市管网各时期管网数据的动态查询、时空分析和应急决策。研究城市管网时空数据模型,对建立满足当前需求的城市管网综合管理信息系统具有非常重要的意义。