将传感器技术、无线通讯技术和导航定位技术应用于移动对象的研究领域,能够便利地获取关于移动对象更多种类、更高质量的数据,实现对移动对象更加全面和清晰地描述,从而进一步揭示移动对象的运动规律,以及其与环境的相互关系。对获取的数据进行类型划分,得到的每一大类数据可以看作是一种维度的数据,而每一大类数据中包含的每一种数据又可以看作是一种属性,移动对象逐渐成为多种维度的数据构成的数据集合,因此本文提出了多维度移动对象的概念、实体结构和基本特征,并从多个方面进行了研究。能源、矿产的露天开采过程主要依靠大型的机械设备来完成,巨型矿用卡车是进行露天开采的主要运输工具,其体型巨大、价格昂贵。通过在矿车上安装各类传感器,利用矿区的无线传输网络能够获取矿车移动过程中的各类数据,这样矿车也就成为了一个由多种维度的数据构成的数据集合。本文将其作为多维度移动对象的具体实例,利用其多维属性数据从多个方面展开研究与分析。论文的主要工作如下:(1)提出并阐述了多维度移动对象的概念、实体结构和基本特征。在研究移动对象的定义、分类、特性和已有移动对象模型的基础之上,提出了多维度移动对象的概念,并将其实体结构划分为位置信息、速度信息、运动状态信息、时间信息、移动对象属性信息和外界因素信息六种实体对象,每一类实体对象代表一种维度的数据,并且可以进一步细分为多项属性。阐述了多维度移动对象所具有的3个基本特征,以及多维属性数据的获取过程、组织管理方法和应用分析方式。(2)构建了多维度移动对象运行状态判别分析模型,并实现对矿车轻/重车运行状态的判别。本文将露天矿矿用卡车作为多维度移动对象的一个具体实例进行了研究,利用统计分析方法实现了对矿车轻/重车运行状态的判别。通过距离判别分析原理,选用马氏距离为判别距离,将属于多维度移动对象实体结构中移动对象属性信息的轮胎气压和轮胎温度,属于速度信息的速度和加速度以及属于外界因素信息的环境温度作为判别因子,利用多组训练样本数据,构建了多维度移动对象运行状态判别分析模型。利用该模型对矿车轻/重车运行状态进行判别,并通过判别准则评价对模型进行验证与评估,根据对训练样本的回代结果和假设检验结果验证了该模型的合理性和有效性,利用该模型实现了对多组待判样本数据的准确判别,进一步验证了模型的可行性。(3)设计了露天矿三维路网提取算法。本文设计了一种利用矿车运行轨迹提取矿区三维道路网的算法,并通过提取的三维道路面表征矿车在矿区道路上的运动范围,在该过程中,充分利用了多维度移动对象实体结构中的位置信息。通过设计矿车GPS天线的安装方式,获得所需的矿车运行轨迹数据,并利用其它类型的传感器获取了相应的数据。通过对数据进行预处理,剔除掉停滞点和异常点,得到有效的轨迹点。利用文中提出的多维度移动对象运行状态判别分析模型,对轨迹点进行分类并判断出双向车道上距离较近的干扰点的类型。将轨迹点以采样时间顺序进行连线,获得合理的连线交点来实现轨迹点加密,进而增加了道路生成点的数量。将道路生成点进行格网划分,判断出部分非边界点之后,对剩余的道路生成点利用Alpha Shapes算法获取边界点,并采用准均匀B样条曲线拟合边界点,生成边界线,从而获取了矿区道路面,通过矿区DEM数据,获取高程信息,得到了矿区的三维道路网,并用来表征矿车的行驶范围。最后利用实际的矿车运行轨迹数据对矿区的三维道路网进行了提取,定性和定量地证明了该算法的有效性。(4)实现了多维度移动对象多维属性数据的组织与管理。本文系统地从需求分析、概念模型设计、逻辑模型设计和物理模型设计4个方面对多维度移动对象空间数据立方进行了设计,以实现多维属性数据的组织与管理。根据实际情况,设计了7个维度共同表征针对矿车的多维度移动对象的实体结构,包括1个空间维和6个非空间维,并设计了3类数值度量和3个空间度量来存储分析对象的中心值。本文将格网方法应用到空间数据立方的设计过程中,利用格网对整个矿区进行区域划分,实现了区域细化以及维度层次的建立。(5)完成了多维度移动对象运动规律分析。为了得到矿车不同时间、不同空间的速度、胎压和胎温的变化情况,利用构建的多维度移动对象空间数据立方,通过操作模型进行空间联机分析处理(SOLAP),得到矿车的速度变化空间分布规律、轮胎气压变化空间分布规律和轮胎温度变化空间分布规律,并通过维层次上卷和下钻实现数值度量和空间度量的详细和概括之间的转变,这样能够清晰地反映出矿车随时间和空间运动规律的变化情况,为决策分析提供数据支持。通过对矿车轮胎超压因素的分析,选取了多维度移动对象多维属性中的轮胎温度、轮胎位置、速度、道路等级、环境温度和纵向坡度作为研究变量,利用矿区中发生的矿车轮胎超压事件数据作为研究样本,通过对应分析基本原理,对数据进行R型因子分析和Q型因子分析,构建了多维度移动对象对应分析模型,利用获得的变量点与样本点分布图实现了原因分类、影响程度分析和影响因素关联度分析,进而获得了各超压事件之间、各影响因素之间以及超压事件与影响因素之间的相互关系,并确定出各影响因素对轮胎超压问题影响的强弱差异,从而能够得出导致特定超压问题的主要因素和次要因素,并以此制定相应措施减少矿车轮胎超压事件发生,保证矿区行车安全。(6)设计开发了露天采矿移动对象多源空间数据管理系统。通过GIS组件式开发,采用C/S架构,基于超图平台设计开发了露天采矿移动对象多源空间数据管理系统,整个系统可以分为支持层、控制层和应用层,利用该系统实现了对包括利用本文的露天矿三维路网提取算法获得的矿区三维道路网以及矿车运动轨迹数据在内的8种矿区多源异构空间数据的可视化集成管理,并实现了空间联机分析处理(SOLAP)对矿车的运动规律进行分析,利用原型系统验证了论文相关理论与方法的可行性。