多维空间分析的关键技术_空间数据立方体_邹逸江1
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收稿日期:2005 -06-29 ; 修订日期:2005 -09-22
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40273042)
作者简介:邹逸江(1963 -), 男 , 教授 , 博士 , 从事空间数据仓库和空间数据立方体的研究与建立 。 E -mail:zyj
-
w @sina.com
多维空间分析的关键技术 ———空间数据立方体
邹 逸 江
(宁波大学建筑工程与环境学院 , 浙江 宁波 315211)
摘要 :介绍空间数据立方体在“ 数字城市”建设中的作用以及国内外 研究现状 ;讨 论非空间 维 、空间维、数字度量、空
间度量的基本概念和结构, 给出空间数据立方体的 完整描 述 。 空间数 据立方 体的分 析操作 主要由 概括分析 、局部
分析、全局分析和旋转分析组成, 介绍这些分析操作的功能和结构;结合具体实例数据介绍多维缓冲区空间分析 。
关键词:地理信息系统;空间数据立方体;空间数据仓库;多维空间分析
中图分类号:P208 文献标识码 :A 文章编号 :1672 -0504(2006)01 -0012-05
0 引言
构筑“数字城市”首先是构建基础地理空间信息
平台 ;其次是把城市的各种专题信息和时间信息加
载上去 ,构筑一个基于多维数据模型(地理空间信息
维、多种专题信息维 、时间信息维)的多维信息框架 ;
第三 , 提供基于地理空间定位的多维信息查询和信
息图形图像显示 , 为政府和社会提供信息化服务 ;第
四, 提供多维信息空间分析, 进一步为政府提供决策
支持。 因此 , 多维信息空间分析是构筑“数字城市”
的关键技术之一 。
但是 , 目前的 GIS 空间分析很难满足多维信息
空间分析的需求 , 表现在 :1)多维信息空间分析能力
不足, 随着专题信息维的增多 , GIS 常规空间分析方
法与多维信息空间分析方法存在本质区别 , 不能简
单地将前者用于后者 , 否则分析性能会下降。 2)多
维信息的概括性分析 能力不足 。 在 G IS 实际应用
中, 用户不仅需要得到详细的分析结果 , 也需要得到
概括性的决策型分析结果 。 此时, 概括性分析结果
不仅体现在属性信息上 , 还必须体现在地图图形的
形状聚集上(如多边形合并 、多边形叠加等)。
近年来国外新兴了一门软件技术称为 SOLAP ,
即空间数据立方体。 它将来自不同领域的地理空间
信息、专题信息 1 …专题信息 n 、时间信息按维的形
式组成一个易理解的超数据立方体 , 用地理空间维 、
专题维 、时间维或地理空间维 、专题维 1 …专题维 n 、
时间维来描述空间对象, 每个维彼此垂直, 用户所需
的空间分析结果就发生在维的交叉点上 , 通过维的
不同操作可产生不同的空间分析结果 , 以满足多维
信息空间分析和概括性分析的需求 。空间数据立方
体是当前 G IS 界研究的热点之一 , 是解决上述 GIS
面临问题的有效途径 。
1 国内外研究现状
目前国内对空间数据立方 体的研 究几乎为空
白 , 国外的研究也刚刚起步, 关于空间数据立方体的
论文数量有限 , 且局限于加拿大 、美国、澳大利亚 、奥
地利、德国和中国香港等少数发达国家和地区 。
Stefanovic 等
[ 1]
提出进行空间 数据立方体高效
分析操作的目标选择视图算法, 探讨由空间维 、非空
间维和度量组成的空间数据立方体模型 , 研究空间
数据立方体计算方法和分析处理过程 , 研究重点是
基于目标的选择实现视图化 。 Shekhar 等
[ 2]
提出地
图数据立方体 作为空间 数据仓库 可视化工 具的概
念 , 探讨在地图数据立方体上进行上钻 、下翻和其他
分析操作的原理 , 并利用 1990 年的人口普查数据论
述了地图数据立方体的概念 。Zhou 等
[ 3]
提出空间
数据立方体中高效的多边形合并算法 , 因为在空间
数据立方体中 , 用户常常聚集或重新分类空间目标 ,
因此代表不同空间目标的多边形需要随着标准的变
化而进行合并 。 若处理大量的多边形, 这种操作处
理的代价太高 , 因而研究了两 种多边形合并算法。
Papadias 等
[ 4]
提出空间数据立方体高效操作的原理
和空间数据库存储空间目标的详细信息 , 然而在许
多应用中, 用户仅仅需要概括性的数据。 这些信息
能从空间数据库中获取, 但计算代价太高 , 致使在线
处理不实用。 为解决这个问题 , 专门构建了一个基
于最佳空间粒度的空间索引分类分层算法 , 将分层
用空间数据立方体的格模型描述, 以便能处理任意
的概括性数据聚集。 K amp 等
[ 5]
提出用于传染病数
第 22 卷 第 1 期
2006 年 1 月
地 理 与 地 理 信 息 科 学
G eo graphy and Geo -Information Science
V ol.22 No .1
January 2006
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