土地信息时空数据模型构建方法,这篇数据模型论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
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［摘 要］土地信息具有典型的时空特性,为满足土地信息动态管理的需求,急需研究基于TGIS的土地信息时空数据模型的构建方法.文章在分析土地信息的时空特性的基础上,提出土地信息时空数据模型的构建方法,并介绍土地对象时空操作步骤.该模型能较好地解决土地信息管理的数据组织和数据存储问题,对建立实用的土地动态综合管理信息系统具有十分重要的意义.
［关键词］土地信息管理；时空数据模型；概念模型；逻辑模型；时空操作
［作者简介］周文婷,桂林理工大学南宁分校讲师,硕士,研究方向：TGIS理论和应用,广西南宁,530000；姚茂华,广西基础地理信息中心,广西南宁,530000
［中图分类号］ P208［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-7723（2012）08-0032-0004
土地是人类立足的场所、生存的条件和使人类劳动过程能够得以全部实现的基础,是有限的、不可再生的,它既是宝贵的资源又是一笔巨大的资产,科学地管理土地,更集约地经营利用土地已经成为全球关注的问题.随着我国土地使用权制度的改革,土地资产成为我国最大的国有资产,目前城市土地交易日益频繁,如何既能保持和日俱增的土地信息的现势性,又能进行历史数据的管理,对土地信息管理是一个巨大的挑战.而要有效存储和管理土地信息,利用传统的地理信息系统只能记录当前瞬时状态的数据难以实现土地管理中的土地信息动态查询、时空分析和决策等时空信息管理.因此,需要在土地管理中引入时间信息,研究基于TGIS（temporal geographic information systems）的土地信息时空数据模型的构建方法.基于基态修正的面向对象时空数据模型为解决时空数据组织和存储提供了一种较有效的解决方案.本文在此基础上提出一个土地信息时空数据模型的构建方法.
一、土地信息管理中的时空特性
任何事物的发生或演变都有其时间特征.在土地信息管理中,时间和空间是不可分割地联系在一起的,时间是不可缺少的一维,它不仅作为数据的一个组成部分,而且和空间数据相互关联地存在着.
土地信息具有显著的时态特征,表现在土地信息变更的频繁程度、复杂程度和土地信息管理对土地信息变更的要求以及变更处理和否所造成的影响上.具体包括以下几方面[1]：（1）土地变更的内容包括地类名称、土地权属单位、土地权属性质和面积等.土地变更的时空变化有三种：一是属性变化,空间不变；二是空间变化,属性不变；三是空间和属性同时变化.（2）土地管理要求对土地信息的变更几乎都要进行记载.通过对土地历史信息的分析可以获得过去某一时刻的土地权属和利用状况,可以评价过去土地政策的正确性,可以获得将来土地利用的趋势,可以辅助决策者根据过去的土地信息进行决策,可以检查现有数据质量和完整性.（3）上报后的土地信息具有法律意义,土地信息的变更是不是随意的,要经过层层审批把关和协调,稍不留意,就可能引起纠纷.同时,它也是解决土地产权纠纷的依据.
二、土地时空数据模型设计
目前,国内外学者提出的时空数据模型有十余种,其中实际应用较为成功的模型以基态修正模型为代表[2],并在应用中根据实际情况进行进一步的扩展和完善[3][4] .然而,改进的基态修正模型只是从数据的存储方面解决时空数据的问题,没有解决时空数据的空间关系问题.面向对象技术的发展以及在GIS领域的应用,为我们提供了一种更为科学的数据组织方式,面向对象的数据模型更符合客观世界的本质特征,可以很好地解决时空数据的空间关系问题.因此,改进和扩展传统的基态修正模型,构建基于基态修正的面向对象时空数据模型是解决土地信息数据管理问题的一种可行的解决方案,为土地时空概念模型、逻辑模型和物理模型的设计提供理论基础和新的方法.
该模型为土地对象赋予时态属性,为土地对象建立一个有效的时间类,来描述土地对象在现实世界中的实际变化历史.每个地理对象用“对象标识+对象空间信息+对象属性信息+对象时间信息+对象操作”表示.基于基态修正的面向对象时空数据模型理论在时空数据建模中具有指导性的作用,其组成见图1.
(一)土地时空信息
1.土地对象
在土地信息管理中,利用面向对象的思想,即面向土地实体对象,对土地时空信息进行组织和表达,直接支持对象的嵌套和变长记录,且封装对象的所有信息,能更充分、客观地描述土地实体,具有明显的优势.
采用面向对象的方法,土地信息作为土地对象,将空间信息、属性信息、时间信息封装起来,构成一个不可分割的独立单元,和其他土地对象发生联系.
时间信息指记录土地对象的存在时间,即记录土地对象的创建时间（Createtime）和消亡时间（Endtime）.土地对象的消亡并不是删除土地对象,只是改变土地对象的时间信息,土地对象仍存储在数据库中.在时间信息中,消亡时间（Endtime）有可能是空,这表示该时刻土地对象还存在；如果Endtime是非空,则表示该时刻土地对象已死亡.因此,仍存在的土地对象的时间信息表示为[Createtime,Now],消亡对象表示为[Createtime,Endtime].
2.土地对象变更
土地对象具有空间、时间和属性特征.其空间特征通过空间类定义,时态特征通过有效时间标记,属性通过面积、权属单位、权属性质等描述.每个对象具有唯一的ID,时空对象的操作有创建、消亡等.
按照变化的内容,土地对象随时间的变化主要分为3种：空间变化、属性变化、属性和空间信息同时变化.土地对象发生任何变化都将产生新的土地对象.新的土地对象和旧的土地对象的关系是子对象和父对象的关系.
3.差文件
考虑到土地信息的海量性以及土地信息变化较为缓慢的特点,采用动态变粒度的改进基态修正模型[5],只存储土地对象的基态数据和土地对象的数据变化量（即差文件）,这样能大大减少数据冗余,且能充分表达土地对象的变化情况.因此,需要研究差文件数据组织结构.
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