ArcGIS时态数据管理与应用

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1、ArcGIS时态数据的管理与应用Esri中国（北京）有限公司卢萌目录•什么时候时态GIS•时态GIS中的数据模型•时态GIS数据的表现形式•时态数据在ArcGIS中的应用•如何快速开发基于web的时态应用什么是时态GIS时间在地理学中应用的起源历史地貌学重构过去演化地貌学演示时间轨迹动力地貌学解释发展过程题外话：时空之争•一切与时间相关的，都归于历史•一切与空间相关的，都归于地理时间在地理学中的发展时空一体空间时间空间时间不分彼此相互渗透水火不容时态GIS的概念•时间、空间和属性是地理实体和地理现象本身固有的三个基本特征，是反映地理实体的状态和演变过程的重要组成部分

2、。•能在时间和空间两方面全面处理地理信息的系统，即时态GIS。多个时态的数据Time=3Time=2Time=1多维数据添加第4维143243343443Altitude133233333433TimeY142242342442123223323423132232332432113213313413141241341441122222322422131231331431112212312412121221321421111211311411X时态GIS的特点•不仅包含传统地理信息系统的空间特性，而且涵盖时间特性。•仅反映事物和现象的存在状态，而且表达其发展变化过程及

3、规律。时态GIS的操作对象是时空信息在系统中增加对时间维的分析表达能力，提供历史分析与趋势分析的功能。时态GIS的关键问题重建历史状态、跟踪变化、预测未来更有效地组织、管理和完善时态地理数据、属性、空间和时间语义建立合适的时间和空间联合的数据模型——时空数据模型时态GIS中的数据模型时空数据模型的起源•1992年美国的GailLangran发表的其博士论文《地理信息系统中的时间》（Timeingeographicinformationsystems）,正式标志着GIS时空数据建模的开始。时空数据模型•空间时间立方体模型•序列快照模型•基态修正模型•空间时间组合模型•

4、面向对象的时空数据模型•……空间时间立体模型(Space-timeCube)•空间和时间表述为一个三维立方体，这个三维立方体是由空间两个维度和一个时间维组成的，它描述了2维空间沿着第三个时间维演变的过程。任何一个空间实体的演变历史都是这个立方体中的一个实体。空间时间立体模型的优点和缺点•优点：形象直观地运用了时间维的几何特性,表现了空间实体是一个时空体的概念，对地理变化的描述简单明了、易于接受。•缺点：具体实现的困难在于3维立方体的表达。序列快照模型（SequentSnapshots）•快照模型分为矢量和栅格两种快照模型。它是将一系列时间片段的快照保存起来,各个切片

5、分别对应不同时刻的状态图层，以此来反映地理现象的时空演化过程，根据需要对指定时间片段进行播放序列快照模型的优点和缺点•优点：1、可以直接在当前的地理信息系统软件中实现；2、当前的数据库总是处于有效状态。•缺点：由于快照将未发生变化的特征重复进行存储，会产生大量的数据冗余。当应用模型变化频繁，且数据量较大时，系统效率会急剧下降，较难处理时空对象间的时空关系。基态修正模型（BaseStatewithAmendments）•这种模型是为了避免快照模型将每次未发生变化的部分特征重复进行记录而产生的。该模型按事先设定的时间间隔进行采样,它只存储某个时间数据状态(基态)和相对于

6、基态的变化量。基态修正模型的优点和缺点•优点：基态修正模型的每个对象只需存储一次，每变化一次只需要较少的数据需要记录。它具有少的数据冗余，对它辅以一定的索引机制或其他时空分析办法，它将是一种较理想的时空数据模型。•缺点：因为是通过叠加来表示状态的变化，这对于矢量数据来讲效率较低，而对栅格数据比较合适。空间时间组合模型（Space-timeComposite）•该模型将空间分隔成具有相同时空过程的最大的公共时空单元，每个时空对象的变化都将在产生一个新的对象。对象把在整个空间内的变化部分作为它的空间属性，变化部分的历史作为它的时态属性，时空单元的时空过程可用关系表来表达

7、。若时空单元分裂时，用新增的元组来反映新增的空间单元。空间时间组合模型的优点和缺点•优点：1、时空过程每变化一次，采用关系表中新增一列的时间段来表达，从而达到用静态的属性表达动态的时空变化过程的目的；2、数据冗余少•缺点：1、数据项中频繁地修改对象的标识符较复杂，涉及的关系链的层次较多，必须对标识符逐一进行回退修改。2、多边形碎化和对关系数据库的过分依赖。面向对象的时空数据模型（Object-oriented）•面向对象的时空数据模型是基于上述几种模型提出来的并取得了很好的效果。该模型的核心是以面向对象的基本思想组织地理时空。其中对象是独立封装的具有惟一标识的概