动态分段技术及其在地理信息系统中的应用

《动态分段技术及其在地理信息系统中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第25卷第4期2002年南京师大学报(自然科学版)JOURNALOFNANJINGNORMALUNIVERSITY(NaturalScience)动态分段技术及其在地理信息系统中的应用沈婕，闾国年(南京师范大学地理侑息科学江苏省重点实驗室.210097,南京)［摘要］动态分段是一种新的线性特征的动态分析、显示和绘图技术.本文论述了动态分段技术产生的根源.动态分段效据结构的待点•介绍了动态分段技术在交通地理倍息系统、河流水质扩散模S!.DEM生成及貝它方面的应用.［关權词］动杰分段，池理信息系统•孤段［中图分类号］F2O5,

2、［文献标识旳］A,〔文章编号］1001-4616(2002)04-0105-050弓［言在传统的地理信息系统(GIS)中，线状特征是以弧段为基本单位进行存储和管理的.在建立所有弧段空间数据库的同时，建立了描述这些弧段非空间信息的属性数据库.对于空间数据库中的每条弧段，属性数据库中至多存在一条记录与它对应，也就是说弧段是建立线性特征的属性数据库的基本单位，同一弧段上的所有位置都具有相同的属性待征⑴.传统GIS处理线状待征的这种模式能很好地模拟具有静态待性的线性特征，但在处理道路、河流、管道等线状特征时，由于这些线状待征具有一

3、对多、线性度量以及分段数据等特征，传统的弧段-节点数据模型在模拟这些线状特征时存在着如下明显的困难.动态分段(DynamicSegmentation)的思想是由美国威斯康星交通厅戴维.弗莱特先生于1987年首先提出的•该思想解决了传统的GIS在处理线性特征时所遇到的问题，是一种新的线性特征的动态分析、显示和绘图技术，可以极大地增强线性特征的处理功能•动态分段技术可应用于公路、铁路、河流等线性特征的数据采集、路面质最管理、公共交通系统管理、河流管理、航海路线模拟以及通讯和分配网络(如电网、电话线路、电视电缆、给排水管)模拟等

4、领域.1弧段-节点(ARC-NODE)数据模型在ARC/INFO^GENAMAP等GIS平台软件系统中，在空间数据库的数据结构上都是将地理要素分层，以节点.弧段.多边形为几何目标，建立每一层几何目标之间的空间拓扑关系•传统的弧段-节点(arc・node)数据模型的基本元索是由坐标串构成的弧，弧线的起点和终点成为节点，与该弧线相联的任何信息均可贮存在相应的弧属性表(AAT)中•如图1所示.这种弧段-节点数据结构不是基于完整特征的，在表达具有多重属性的地理要素时，存在如下明显的缺陷.(1)难以直接对完整交通待征进行操作.弧段-

5、节点数据模型经常需要将完整的线性特征如道路、管线等分割成若干弧段：这不但收稿日期：2001-12-11.作若简介：沈ItJ969—•女•南京师范大学地理科学学院讲师，碩士.从亭地理佰息系统、摄形测量与遥总的研究.—105—第25卷第4期(2002年)RECNOFNODE*TNODLLPOLY，RPOLYrLENGTHCOVER*COVERED111100251412141015424231351233434355209444534004998545636004332646767003045747CoverAAT图1弧段-节

6、点数据模型南京师大学报(自然科学版)增加了数据冗余，而且由于对线性特征进行整体操作就必须检索所有相关弧段，这无疑降低了处理效率•此外，还造成了图形注记的困难.(1)节点概念的不匹配.在弧段-节点数据结构中，节点必须是多边形的顶点，或弧段的起、终节点，而现实中的节点往往是与网络几何特征无关的位置点，如公共车站、开关、阀门等.这样，当用弧段-节点数据结构存贮此类信息时，必须通过引入假节点的方式将弧段断开.(2)难以直接对具有多重属性的要素进行操作.传统GIS的弧段及其属性数据记录是一一对应的，因此弧段-节点数据结构难以表示一对

7、多关系的特征，传统的GIS只能处理一个固定的属性集⑵.从以上分析可以看出，弧段-节点数据模型有以下不足之处，即静态性、属性唯一性、信息分散性和冗余性⑶.要有效解决具有多重属性地理要素的表达问题，关键是将属性从弧段-节点数据结构拓扑结构中分离出来，舍弃属性与弧段、节点的一一对应关系.这就是动态分段思想的由来.2动态分段及其数据模型动态分段是在传统GIS数据模型的基础上利用线性参照系统和相应算法，在需要分析、显示、查询及输岀时，在不改变要素位置(坐标)的前提下，建立线性要素上任意路段与多重属性信息之间关联的技术•动态分段实质上

8、是建立在弧段-节点数据结构上的一种抽象方法，通过一定映射关系，将动态段对应回原有的GIS数据库中.在动态分段数据结构中，空间实体类型包括：节点(node)、弧段(arc)、链、环及多边形，此外还引入了点状事件(PointEvent).线状事件(LinearEvent)＞段(Section)等概念•这样，