时空数据模型

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含义:空间数据模型的拓展,时空数据记录过程中针对四维时空连续体进行离散简化抽象所遵循的约定 目标:

  1. 减少时空数据记录冗余;
  2. 提高时空状态和过程描述质量;
  3. 支撑时空分析。

时空数据模型:

① 基于状态的时空数据模型:

(1)时空立方体模型:

思想:将时空简化为由二维空间和一维时间组成的三维立方体,将空间实体拓展为时空体;

优点:简单直观,易于接受;

缺点:运算操作复杂,查询检索与分析效率低

(2)序列快照模型:

思想:通过抽取、保存时空中一系列时间片断的快照反映地理现象的时空演化过程,各个切片分别对应不同时刻的状态图层,可根据需要在不同时间片断间切换实现时空变换;

优点:容易实现(将同一地理区域不同时间的多个图层集成到同一个数据库即可);

缺点:数据大量冗余,较难处理时空对象间的时空关系,不能通过计算检测空间目标在相临两个快照之间的变化。

(3)时空复合模型:

思想:将所考虑的时间段内所发生的全部变化进行一次性的合成叠加,变化的累计形成最小变化单元,由这些最小变化单元构成的图形文件记录变化历史的属性文件联系在一起表达数据的时空特征

优点:保持了时空一体化的特征;

缺点:与现有主流的空间数据模型实现方案差距较大,很难实现

(4)基态修正模型:

思想:只存储某个时间点的状态(基态)和相对于基态的变化量,可以视为时空复合模型的一种简化;

优点:时态分辨率刻度值与事件或对象发生变化的时刻完全对应,查询变化方便,节省存储空间,通过归档数据,可跟踪变化的空间目标;

缺点:不能存贮空间随时间变化的时空拓扑关系,对距基态较远的时刻进行检索时,需要读取此前的全部历史状态进行操作,效率很低;后来提出的多基态修正模型克服了第二个方面的缺点

② 基于变化的时空数据模型:

(1)基于事件的时空数据模型:

思想:时间位置成为记录变化的组织基础,事件在时间维上的顺序表达了地理现象的空间过程,时间轴用事件表表示;事件导致了地理实体状态的变化,因此TGIS 的时空拓扑可以表现为三种,即状态之间的关系、事件之间的关系以及状态与事件之间的关系;这些关系和状态被抽象为图,其中关系对应图的边,状态对应图的节点;

优点:侧重描述时空过程的因果联系,比较适合强调时空过程因果联系的场合;

缺点:在时空状态的描述方面存在明显局限