GIS中定性与定量联合查询组件研究与实现

作     者：简星 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭平;陈明献

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：地理信息系统 定性推理 空间查询 组件 

摘      要：随着人类社会的进步与发展,人们的生产、生活更加依赖于对我们生活环境的认识。地理学为我们提供了对地球表面各种特征现象进行分类、描述、分析、表达的理论与方法。步入信息时代后,传统地理信息处理方式演变为信息化处理方式,地理信息系统成为一门集地理学与信息学交叉的学科门类。一方面,地理学的相关问题仍然是这个学科门类研究的目标;另一方面,计算机科学对于地理特征数据的获取、存储、分析、表达的理论与技术成为了这个新学科门类的重要研究内容。因此,从计算机科学的角度来研究具有地理特征数据的处理,具有重要的意义。 数据查询是任何信息系统都不可回避的重要信息操作,对于地理信息系统而言,其查询操作又具有地理学的特点。体现在,这样的查询操作不仅仅是基于关系数据库中记录属性及其关系的查询,在引入空间数据库后,查询操作被延伸至空间中的实体,要求实现基于空间实体的定性关系与定量特征的查询,这包括基于空间对象的拓补关系查询、方位关系查询、度量关系查询、形态特征查询等等。这对计算机科学提出了新的理论和技术要求。 本文从地理信息系统学科的基本理论出发,着眼于地理信息系统对于计算机科学提出的新的需求,介绍了针对这一需求近年来计算机科学领域新的研究成果,重点介绍了在定性推理方面组合表和层次推理技术在空间实体方位关系判定上的研究成果,并从这一系列理论和技术出发,结合传统关系数据库理论,提出了一套适用于地理信息系统的定性与定量联合查询系统。其目的在于探索空间对象本质特征与属性之间的统一性,找到一套用于描述空间对象空间特征和属性特征的行之有效的符号系统,使其得以表达各个空间对象间错综复杂的关系,并用这样的符号系统从海量的空间对象中确定出人们兴趣之所在的空间对象。整个查询系统,以符号系统为指引,以当前成熟的空间数据库组件和空间关系推理组件为基石,结合关系数据库技术,设计出查询语言的解释系统和执行系统,包括词法分析、语法分析、语义检查及物理执行部件,并提供了在VC环境下的编程实现以及组件化封装。最后还以一个组件式GIS系统演示程序的开发,介绍了GIS应用开发的一般过程,MapX组件使用的基本方法,并验证了空间方位关系推理组件、空间联合查询组件在GIS应用中的可行性和实用性。体现了科学研究中从理论向实践飞跃的这一哲学过程。