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分布式空间信息集成查询处理关键技术研究

作　者: 刘伟伟
导　师: 李军
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 分布式空间数据集成查询 k最优路径 k近邻查询空间网络多模运输
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

分布式空间信息集成查询处理技术是地球空间信息科学一个重要的研究与应用领域,在企业、政府以及军事等领域具有突出应用前景。大规模空间数据的应用需求和Internet的普及使分布式空间信息集成查询处理技术得到了飞跃的发展。当前分布式空间信息集成技术的研究主要集中在集成系统的体系结构、集成机制等方面,对于分布式环境下的空间信息集成查询处理技术的研究还比较薄弱。本文以海量空间数据应用需求为驱动,对分布式环境下空间信息集成查询处理中的若干关键技术进行了研究,具体包括：分布式空间数据存储环境的构建、多层次运输网络下k最优路径求解以及基于空间网络的分布式集成k近邻查询处理等技术,并将研究成果应用于实际的系统中。本文的主要工作包括以下几个方面：(1)构建了分布式空间数据存储环境。对比其他空间数据存储实现方案,选用Oracle 10g为空间数据库管理软件,ArcSDE 9.3为空间数据库引擎,设计了基于空间数据中间件的分布式空间数据库的系统框架结构和实现技术路线。(2)研究了多层次运输网络下k最优路径求解技术。提出了一种多模运输优化模型,细化了运输过程模型参数,考虑了不同运输方式的转换代价,支持描述综合运输的完整过程。随后,提出了求该模型k最优解的算法,针对大规模运输问题,采用启发式策略,加快了算法收敛速度。实验表明,该模型及算法对网络规模的增大不敏感,可以较好地满足大范围综合运输的需要。(3)研究了基于空间网络的分布式集成k近邻查询处理技术。提出一种有效的基于空间网络的分布式集成k近邻查询处理方法,包括在基于空间网络的分布式集成k近邻查询处理框架、使用预计算策略实现动态加载有效空间自治数据源所包含的兴趣点以及基于网络扩展的搜索算法。基于上述研究成果,本文最后构建了在分布式环境下空间信息集成查询处理原型系统,并应用于某综合运输辅助决策系统,从而验证了所提出技术和方法的有效性和实用性。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
第一章绪论  12-21
  1.1 研究背景和意义  12-15
    1.1.1 研究背景  12-14
    1.1.2 研究意义  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-19
    1.2.1 分布式空间数据集成研究现状  15-16
    1.2.2 多层次空间运输网络下k最优路径求解技术分析研究现状  16-17
    1.2.3 空间信息的k近邻查询处理技术研究现状  17-19
  1.3 论文研究内容与组织结构  19-21
    1.3.1 论文的研究内容  19
    1.3.2 论文的组织结构  19-21
第二章分布式空间数据集成和存储环境的设计  21-33
  2.1 分布式数据库概述及特点  21-23
  2.2 空间数据库及空间数据管理  23-27
    2.2.1 空间数据库  23-24
    2.2.2 空间数据组织与查询处理  24-27
  2.3 分布式空间数据集成  27-29
  2.4 分布式空间数据存储环境的设计  29-31
  2.5 本章小结  31-33
第三章多层次运输网络下k最优路径求解技术  33-42
  3.1 多模运输优化模型  33-36
    3.1.1 问题提出及模型假设  33-34
    3.1.2 多模运输代价模型  34-35
    3.1.3 多层次运输网模型  35-36
  3.2 多模运输优化模型求解  36-40
    3.2.1 求解算法  36-40
    3.2.2 启发推理函数的构建  40
  3.3 实验结果与分析  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章基于空间网络的分布式集成k近邻查询处理技术  42-58
  4.1 k近邻查询处理的相关工作  42-44
  4.2 基于空间网络的分布式集成k近邻查询框架  44-46
  4.3 基于空间网络的分布式集成k近邻查询算法  46-55
    4.3.1 空间网络数据结构  46-48
    4.3.2 空间自治数据源数据结构  48-49
    4.3.3 空间自治数据源动态加载预计算策略  49-50
    4.3.4 算法描述及分析  50-55
  4.4 实验结果与分析  55-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章原型系统与应用  58-64
  5.1 基于Oracle和ArcSDE的分布式空间数据存储环境的构建  58-59
  5.2 实验原型系统  59-61
    5.2.1 多层次运输网络下k最优路径求解原型系统  59-61
    5.2.2 基于空间网络的分布式集成k近邻查询处理原型系统  61
  5.3 应用实例  61-63
  5.4 本章小结  63-64
第六章总结与展望  64-67
  6.1 主要研究成果  64-65
  6.2 进一步的研究方向  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
作者在学期间取得的学术成果  73

分布式空间信息集成查询处理关键技术研究

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