本书共3篇 18章，系统介绍了全空间信息系统的基本原理、核心技术和应用实践。在全空间信息系统中首次提出了以多粒度时空对象数据模型来描述现实世界的理论和方法，实现了多粒度时空对象的创建、管理、分析与可视化。本书从全空间信息系统的基本概念开始，由浅入深地介绍了多粒度时空对象数据模型的基本理论和全空间信息系统所用到的核心技术，并通过三个典型的实践应用案例帮助读者进一步加深对全空间信息系统的理解。
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前言
原理篇
第1章 全空间信息系统概述 2
1.1全空间信息系统技术背景 2
1.1.1地理信息系统及其发展趋势 2
1.1.2时空数据极大丰富 3
1.1.3时空信息处理相关技术迅速发展 4
1.1.4时空信息应用需求不断扩展 6
1.1.5全空间信息系统技术背景分析 7
1.2全空间信息系统基本概念 11
1.2.1全空间信息系统相关术语 11
1.2.2全空间信息系统认知模型 12
1.2.3全空间信息系统定义与组成 14
1.2.4全空间信息系统的技术特点 17
1.3全空间信息系统核心技术 18
1.3.1多粒度时空对象创建技术 18
1.3.2多粒度时空对象存储与管理技术 19
1.3.3多粒度时空对象分析技术 20
1.3.4多粒度时空对象可视化技术 21
1.3.5全空间信息系统平台技术 23
1.4全空间信息系统研究进展与发展趋势 24
1.4.1全空间信息系统研究进展 24
1.4.2全空间信息系统研究范式 25
1.4.3全空间信息系统发展趋势 28
第2章 多粒度时空对象数据模型 30
2.1 GIS空间数据模型 30
2.1.1 GIS地图数据模型 30
2.1.2 GIS时空数据模型 32
2.1.3 GIS三维数据模型 33
2.1.4时空大数据与空间数据模型 35
2.2多粒度时空对象数据模型概述 36
2.2.1多粒度时空对象特征描述框架 36
2.2.2多粒度时空对象数据模型基本概念 40
2.2.3 与 GIS空间数据模型相比的主要优点 42
2.3多粒度时空对象建模 45
2.3.1多粒度时空对象建模的概念 45
2.3.2多粒度时空对象设计 47
2.3.3多粒度时空对象生成的基本方法 50
第3章 多粒度时空对象时空参照 53
3.1时空参照概述 53
3.2多粒度时空对象时空参照概述 54
3.2.1时空参照在多粒度时空对象数据模型中的作用 54
3.2.2多粒度时空对象时空参照的形式化表达方法 54
3.3时间参照及转换方法 55
3.3.1时间参照概述 55
3.3.2时间参照的转换 57
3.4空间参照及转换方法 58
3.4.1空间参照概述 58
3.4.2空间参照的转换 61
第4章 多粒度时空对象空间位置 65
4.1地理信息系统空间位置概述 65
4.1.1空间位置的相关概念 65
4.1.2空间位置的主要作用 66
4.1.3空间位置的问题分析 66
4.2多粒度时空对象空间位置概述 67
4.2.1多粒度时空对象空间位置的基本概念 67
4.2.2多粒度时空对象空间位置的特征 69
4.2.3多粒度时空对象空间位置的分类 70
4.3多粒度时空对象空间位置数据模型 71
4.3.1多粒度时空对象空间位置的描述框架 71
4.3.2多粒度时空对象空间位置的形式化表达 72
4.4多粒度时空对象空间位置建模 73
4.4.1多粒度时空对象空间位置建模目标 73
4.4.2多粒度时空对象空间位置建模流程 73
4.4.3多粒度时空对象空间位置建模方法 74
第5章 多粒度时空对象空间形态 77
5.1地理信息系统空间形态概述 77
5.1.1 GIS空间形态定义 77
5.1.2 GIS中常用的空间形态描述方法 77
5.1.3 GIS空间形态数据的来源 78
5.1.4 GIS空间形态的应用 80
5.1.5 GIS空间形态的不足 80
5.2多粒度时空对象空间形态概述 81
5.2.1多粒度时空对象空间形态的定义 81
5.2.2多粒度时空对象空间形态的分类 81
5.2.3多粒度时空对象空间形态的特点 84
5.3多粒度时空对象空间形态数据模型 84
5.3.1多粒度时空对象空间形态描述框架 84
5.3.2多粒度时空对象空间形态概念模型 85
5.3.3多粒度时空对象空间形态逻辑模型 87
5.4多粒度时空对象空间形态建模 92
5.4.1多粒度时空对象空间形态建模的方法 92
5.4.2多粒度时空对象空间形态建模的过程 94
第6章 多粒度时空对象属性特征 98
6.1地理信息系统属性特征概述 98
6.1.1 GIS属性特征的定义 98
6.1.2 GIS属性特征的描述方法 98
6.1.3 GIS属性特征的获取方法 99
6.1.4 GIS属性特征的应用 100
6.1.5 GIS属性特征的不足 101
6.2多粒度时空对象属性特征概述 101
6.2.1多粒度时空对象属性特征的基本概念 101
6.2.2多粒度时空对象属性特征的特点 102
6.2.3多粒度时空对象属性特征的分类 103
6.3多粒度时空对象属性特征数据模型 104
6.3.1基于键-值数据模型的属性描述方法 104
6.3.2多粒度时空对象属性特征概念数据模型 105
6.3.3多粒度时空对象属性特征的逻辑模型 107
6.4多粒度时空对象属性特征建模 108
6.4.1多粒度时空对象属性特征建模流程 108
6.4.2多粒度时空对象属性特征建模实例 109
第7章 多粒度时空对象关联关系 112
7.1地理信息系统关联关系概述 112
7.1.1 GIS关联关系的概念 112
7.1.2 GIS关联关系的主要作用 112
7.1.3 GIS关联关系的不足之处 113
7.2多粒度时空对象关联关系概述 113
7.2.1多粒度时空对象关联关系基本概念 113
7.2.2多粒度时空对象关联关系主要特点 115
7.2.3多粒度时空对象关联关系分类体系 115
7.2.4多粒度时空对象关联关系主要作用 117
7.3多粒度时空对象关联关系数据模型 117
7.3.1多粒度时空对象关联关系的数据来源 117
7.3.2多粒度时空对象关联关系概念模型 119
7.3.3多粒度时空对象关联关系逻辑模型 123
7.4多粒度时空对象关联关系建模 125
7.4.1多粒度时空对象关联关系建模目标 125
7.4.2多粒度时空对象关联关系建模流程 126
7.4.3多粒度时空对象关联关系建模方法 127
第8章 多粒度时空对象组成结构 131
8.1组成结构概述 131
8.1.1组成结构与整体部分理论 131
8.1.2组成结构与面向对象建模技术 132
8.2多粒度时空对象组成结构概述 133
8.2.1多粒度时空对象组成结构的基本概念 133
8.2.2多粒度时空对象组成结构的特征 135
8.2.3多粒度时空对象组成结构的分类 136
8.3多粒度时空对象组成结构数据模型 137
8.3.1多粒度时空对象组成结构的关系特征 137
8.3.2多粒度时空对象组成结构的相互作用 137
8.3.3多粒度时空对象组成结构的形式化表达 138
8.4多粒度时空对象组成结构建模 139
8.4.1多粒度时空对象组成结构建模流程 139
8.4.2多粒度时空对象组成结构建模关键步骤 140
第9章 多粒度时空对象行为能力 143
9.1行为能力概述 143
9.1.1行为与行为能力 143
9.1.2地理信息系统中的行为描述 144
9.2多粒度时空对象行为能力概述 145
9.2.1多粒度时空对象行为能力的基本概念 145
9.2.2多粒度时空对象行为能力的主要特点 146
9.2.3多粒度时空对象行为能力的分类体系 146
9.3多粒度时空对象行为能力数据模型 148
9.3.1多粒度时空对象行为能力的组成 148
9.3.2多粒度时空对象行为能力的形式化描述 149
9.4多粒度时空对象行为能力建模 151
9.4.1多粒度时空对象行为能力建模流程 151
9.4.2多粒度时空对象行为能力建模关键步骤 153
第10章 多粒度时空对象认知能力 157
10.1认知能力概述 157
10.1.1认知与认知能力 157
10.1.2认知与认知能力概念的扩展 158
10.2多粒度时空对象认知能力概述 159
10.2.1多粒度时空对象认知能力的基本概念 159
10.2.2多粒度时空对象认知能力的主要特点 160
10.2.3多粒度时空对象认知能力的分类体系 160
10.3多粒度时空对象认知能力数据模型 162
10.3.1多粒度时空对象认知能力形式化描述 162
10.3.2基于多粒度时空对象认知树的分析决策模型 164
10.4多粒度时空对象认知能力建模 168
10.4.1多粒度时空对象分析决策能力建模基本流程 168
10.4.2多粒度时空对象认知服务运行机理 169
技术篇
第11章 全空间信息系统平台 172
11.1全空间信息系统平台体系架构 172
11.1.1全空间信息系统平台技术架构 172
11.1.2全空间信息系统平台产品体系 173
11.1.3全空间信息系统平台开发应用模式 175
11.2全空间信息系统云端平台 177
11.2.1云端平台技术架构设计 177
11.2.2云端平台支撑工具 178
11.2.3云端平台关键技术分析 182
11.3全空间信息系统桌面端平台 188
11.3.1桌面端平台技术架构设计 188
11.3.2桌面端平台关键技术分析 189
11.4全空间信息系统 Web端平台 197
11.4.1 Web端平台技术架构设计 197
11.4.2 Web端平台关键技术分析 198
11.5多粒度时空对象建模工具 200
11.5.1多粒度时空对象建模工具技术架构设计 200
11.5.2时空对象类模板设计工具 201
11.5.3时空对象实例化工具 202
11.5.4时空对象通用转换工具 202
11.5.5时空对象交换工具 202
11.5.6全流程实时管控工具 203
11.5.7时空对象行为建模工具 205
11.5.8时空对象发布工具 206
第12章 多粒度时空实体分类与编码及数据交换格式设计 207
12.1多粒度时空实体分类与编码 207
12.1.1多粒度时空实体分类 207
12.1.2多粒度时空实体编码 208
12.2多粒度时空实体八元组特征分类与编码 210
12.2.1时空参照分类与编码 210
12.2.2空间位置分类与编码 211
12.2.3空间形态分类与编码 211
12.2.4属性特征分类与编码 213
12.2.5关联关系分类与编码 214
12.2.6组成结构分类与编码 215
12.2.7行为能力分类与编码 215
12.2.8认知能力分类与编码 216
12.3多粒度时空对象数据交换格式设计 216
12.3.1多粒度时空对象数据集 216
12.3.2多粒度时空对象数据交换格式主要作用 217
12.3.3多粒度时空对象数据交换格式设计要求 218
12.3.4多粒度时空对象数据交换格式实现方法 218
第13章 全空间信息系统数据管理 230
13.1多粒度时空对象数据管理模式 230
13.1.1多粒度时空对象数据管理要求 230
13.1.2全空间信息系统的时空域 231
13.1.3基于时空域的多粒度时空对象数据管理 233
13.2全空间信息系统数据库 235
13.2.1数据库总体架构 235
13.2.2主数据库设计 237
13.2.3从数据库设计 240
13.3多粒度时空对象数据访问引擎 247
13.3.1访问引擎定义 247
13.3.2访问引擎设计 248
13.3.3访问引擎实现 249
第14章 设施时空对象建模与管理 251
14.1通用的设施接入与管理技术 251
14.1.1设施的基本概念 251
14.1.2通用的设施接入技术 253
14.1.3通用的设施数据管理技术 255
14.2设施时空对象建模 256
14.2.1设施时空对象模型 256
14.2.2设施时空对象建模技术 256
14.3设施时空对象接入与管理 260
14.3.1设施时空对象接入技术 260
14.3.2设施时空对象管理技术 262
14.4实践案例 266
14.4.1设施时空对象建模实例 266
14.4.2设施时空对象接入实例 268
14.4.3设施时空对象管理实例 270
第15章 多粒度时空对象可视化 272
15.1多粒度时空对象可视化概述 272
15.1.1多粒度时空对象可视化的概念 272
15.1.2多粒度时空对象可视化的基本构成 273
15.1.3多粒度时空对象可视化的一般流程 274
15.2多粒度时空对象空间位置可视化 276
15.2.1多粒度时空对象空间位置可视化概述 276
15.2.2多粒度时空对象空间位置可视化方法 276
15.3多粒度时空对象空间形态可视化 280
15.3.1多粒度时空对象空间形态可视化概述 280
15.3.2多粒度时空对象空间形态可视化方法 280
15.4多粒度时空对象属性特征可视化 283
15.4.1多粒度时空对象属性特征可视化概述 283
15.4.2多粒度时空对象属性特征可视化方法 284
15.5多粒度时空对象关联关系可视化 289
15.5.1多粒度时空对象关联关系可视化概述 289
15.5.2多粒度时空对象关联关系可视化方法 290
15.6多粒度时空对象组成结构可视化 294
15.6.1多粒度时空对象组成结构可视化概述 294
15.6.2多粒度时空对象组成结构可视化方法 295
15.7多粒度时空对象动态特征可视化 297
15.7.1多粒度时空对象动态特征可视化与时间的基本特性 297
15.7.2多粒度时空对象动态特征可视化方法 298
15.8多粒度时空对象可视化方法体系 301
实践篇
第16章 全空间数字世界原型构建 305
16.1案例背景 305
16.2源数据分析 305
16.2.1卫星数据 305
16.2.2流场数据 305
16.2.3基础地理环境数据 306
16.2.4全球船舶轨迹数据 307
16.2.5全球机场和航班数据 307
16.2.6全球粮食贸易数据 308
16.2.7全国省、市、县级行政区划数据 308
16.2.8城市基础设施数据 309
16.2.9大学校园模型数据 310
16.3时空对象类设计与实例化 310
16.3.1时空对象类分析 310
16.3.2时空对象类模板设计 311
16.3.3时空对象实例化 326
16.4案例功能与特点分析 328
16.4.1空间范畴从地表空间、城市空间扩展至全空间 328
16.4.2信息内容从静态孤立扩展至实时动态与多维关联 331
16.4.3空间分析从面向要素的静态分析扩展至基于对象的时空分析 334
16.4.4系统能力从被动交互扩展至主动认知与自主行为 335
第17章 新冠病例与高铁及航班时空实体建模与表达 337
17.1案例背景 337
17.2源数据分析 337
17.2.1流行病学调查数据 337
17.2.2高铁数据 338
17.2.3航班数据 338
17.3时空对象类设计与实例化 338
17.3.1时空对象类分析 338
17.3.2时空对象类模板设计 339
17.3.3时空对象实例化 346
17.4案例功能与特点分析 347
17.4.1时空对象的多维可视化表达 347
17.4.2动态交互的时空复合查询功能 349
17.4.3基于关联关系的时空统计功能 349
17.4.4疫情的时空伴随风险区计算功能 350
17.4.5疫情防控对立体交通的影响分析 351
第18章 社交网络空间时空实体建模与可视化 353
18.1案例背景 353
18.2源数据分析 353
18.2.1海底电缆数据集 353
18.2.2 IP地址网络探测数据集 354
18.2.3 Twitter社交媒体数据集 354
18.3时空对象类设计与实例化 355
18.3.1时空对象类分析 355
18.3.2时空对象类模板设计 355
18.3.3时空对象实例化 360
18.4社交网络时空对象可视化 361
18.4.1社交网络时空对象可视化表达流程与方法 361
18.4.2社交网络时空对象可视化 362
18.5案例功能与特点分析 363
18.5.1社交网络时空对象空间位置特征表达 364
18.5.2社交网络时空对象网络结构特征表达 364
18.5.3社交网络时空对象空间映射关系表达 365
18.5.4社交网络时空对象地理时空过程模拟 366
18.5.5社交网络时空对象社交行为过程模拟 366
主要参考文献 368
京公网安备 11010102004214号