面向城鎮(zhèn)化數(shù)據(jù)整合的數(shù)據(jù)索引方法研究.pdf

1、中國目前已經(jīng)進(jìn)入城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段，迫切需要建立城鎮(zhèn)發(fā)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)城鎮(zhèn)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測，規(guī)劃資源，保護(hù)耕地，協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)發(fā)展。城鎮(zhèn)化數(shù)據(jù)具有多源、異構(gòu)、多尺度、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)制式差異較大的特征，這些特征要求我們必須將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、鏈接成一個(gè)整體，為城鎮(zhèn)變化監(jiān)測提供可比、可用和系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)資源，對(duì)城鎮(zhèn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合。論文以城鎮(zhèn)化多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的索引建立為目標(biāo)，提出對(duì)空間數(shù)據(jù)與非空間專題數(shù)據(jù)如何建立索引，如何進(jìn)行聯(lián)合查詢，如何使專題

2、數(shù)據(jù)涉及區(qū)域范圍在圖上進(jìn)行快速顯示等問題展開相關(guān)深入的研究，最后開發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)研究的成果進(jìn)行了驗(yàn)證與分析。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)分析當(dāng)前的數(shù)據(jù)索引技術(shù)，對(duì)城鎮(zhèn)化數(shù)據(jù)建立索引。城鎮(zhèn)化數(shù)據(jù)可以分為空間數(shù)據(jù)和非空間的專題屬性數(shù)據(jù)，由于不同的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，對(duì)空間數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)分別建立相應(yīng)的索引；專題非空間數(shù)據(jù)建立分類索引，空間矢量數(shù)據(jù)建立R樹索引。針對(duì)R樹索引數(shù)據(jù)重疊問題，提出基于行政區(qū)域的分層數(shù)據(jù)索引方法。
　

3、　 (2)分析現(xiàn)有建立空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的方式，對(duì)實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化兩類數(shù)據(jù)的聯(lián)合查詢存在的問題。目前聯(lián)合查詢主要存在兩種方式，一是將空間數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)保存在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，并要求建庫時(shí)就建立聯(lián)系，數(shù)據(jù)變化時(shí)，聯(lián)系可能要發(fā)生改變，更新、修改較為麻煩；二是利用空間數(shù)據(jù)中的對(duì)象屬性信息（例如：地址編號(hào)、地理編碼等），與非空間屬性數(shù)據(jù)建立聯(lián)系。前者要求必須在建庫時(shí)就建立聯(lián)系，而后者查詢方式單一，查詢信息很局限。城鎮(zhèn)化非空間專題數(shù)據(jù)大多以

4、文件的形式存在，空間數(shù)據(jù)缺乏與屬性數(shù)據(jù)直接的聯(lián)系，不宜采用上述兩種方式建立聯(lián)系。
　　 (3)分析城鎮(zhèn)化整合系統(tǒng)中與位置關(guān)聯(lián)的非空間專題數(shù)據(jù)（如地名，河流名）在地圖上快速顯示的問題。通常的顯示方法是地名在地圖的屬性數(shù)據(jù)表中進(jìn)行比較，找到該地名的記錄，然后根據(jù)記錄中的shape字段，在地圖中進(jìn)行顯示。然而對(duì)于城鎮(zhèn)化專題數(shù)據(jù)，有時(shí)缺乏相應(yīng)的信息，需要采用新的方法來實(shí)現(xiàn)地名在地圖快速顯示。
　　 (4)提出一種以區(qū)域名和區(qū)域編

5、號(hào)、區(qū)域MBR為主要內(nèi)容的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)索引模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—層次索引樹，來實(shí)現(xiàn)兩類數(shù)據(jù)的聯(lián)合查詢。這個(gè)層次索引樹中結(jié)點(diǎn)的MBR內(nèi)容與R樹索引中的MBR相對(duì)應(yīng)，建立起空間數(shù)據(jù)與非空間專題數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系；這種方法能擴(kuò)大查詢范圍，并能夠快速查詢多源數(shù)據(jù)。
　　 (5)提出基于層次索引樹的與位置關(guān)聯(lián)的專題數(shù)據(jù)涉及區(qū)域在地圖上快速顯示的方法，方法的主要步驟包括三個(gè)步驟：首先根據(jù)專題數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的區(qū)域名，找到相應(yīng)的編號(hào)；然后根據(jù)編號(hào)在層次索引樹中尋找

6、，找到最小的包含該區(qū)域名的結(jié)點(diǎn)；最后根據(jù)結(jié)點(diǎn)的MBR內(nèi)容，在地圖中進(jìn)行顯示。
　　 (6)開發(fā)實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)，對(duì)文章所提出的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)在.Net平臺(tái)，結(jié)合Arc Engine和Microsoft SQL Server2005開發(fā)原型系統(tǒng)，驗(yàn)證城鎮(zhèn)化數(shù)據(jù)索引的建立，數(shù)據(jù)的聯(lián)合查詢與查詢結(jié)果的快速顯示，并對(duì)文中所提出的算法進(jìn)行時(shí)空復(fù)雜度分析。實(shí)驗(yàn)證明文章所提出的層次索引樹的有效性，既可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合查詢，還可以實(shí)現(xiàn)與空間位置