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GIS应用在深度和广度上的不断扩展,对空间分析方法的性能与效率提出了更高的要求。传统的空间分析方法以面向图层的空间数据模型为基础,导致空间分析复合操作效率低下、难以进行较高层次的空间分析。面向对象空间数据模型是面向对象技术与GIS技术结合的新一代空间数据模型,基于面向对象模型的空间分析方法可以实现具有不同专题信息的空间对象之间的联合分析,进行空间和非空间属性一体化分析。本文在面向对象空间数据模型研究的基础上,将其与空间分析方法进行有机的结合,针对空间对象的特点,探讨基于面向对象模型的空间分析方法的数学描述和算法设计,具体研究了以下几方面内容:
(1)论述了面向对象模型与空间分析技术的国内外研究现状,通过分层方法对地理信息科学的基本概念和问题——地理空间进行了探讨,从基本概念和数据组织方法两个角度研究了面向对象空间数据模型,并对Oracle spatial的对象-关系空间数据组织技术进行了分析。
(2)在传统的空间分析方法数学描述基础上,引入更好的模拟了地理实体及其关系的、具有几何和语义意义的空间对象代替几何元素,建立了基于面向对象模型的基本空间分析方法数学描述。根据基于面向对象模型的空间分析方法数学描述,设计了基于面向对象模型的空间距离度量分析算法、四交拓扑关系分析算法、锥形方向关系分析算法、空间叠置分析算法、空间缓冲区分析算法的实现过程。
(3)在Oracle Spatial提供的空间数据类型、空间索引、空间分析操作程序包的基础上,建立了SpatialAnalysis方案。该方案包括公共函数与过程、空间叠置分析包、空间缓冲区分析包、空间关系分析包,用以实现基于面向对象模型的空间分析方法。并通过污染物泄漏事故影响分析案例验证了基于面向对象模型的空间分析算法的可行性和实用性。
面向对象空间数据模型具有从整体上描述地理空间、消除分层概念、实现几何数据与属性数据一体化组织的优势。本文通过对基于面向对象模型的空间分析方法的研究,解决了传统空间分析方法难以处理图层内以空间实体为分析粒度、难以进行空间属性与非空间属性一体化分析等问题,为加强面向对象空间数据组织方式与空间分析方法的集成提供新的思路。