基于事件驅(qū)動的空間過程模擬機制研究及實踐

1 引言

GIS描述的現(xiàn)實世界永遠處于不斷變化之中,但傳統(tǒng) GIS卻只能以靜態(tài)的方式表現(xiàn)[ 1] , 隨著 GIS應(yīng)用范圍的日益擴大, 越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域都需要 GIS來管理空間信息的動態(tài)變化, 如: 交通應(yīng)用中車輛的動態(tài)監(jiān)控與調(diào)度; 氣象應(yīng)用中云層、氣流的空間變化; 災(zāi)害應(yīng)急指揮中災(zāi)情的擴散分析等。

根據(jù)地理信息的動態(tài)模擬和建模相關(guān)研究[ 2, 3] , 空間變化可以理解為空間實體在特定事件的驅(qū)動下, 隨時間發(fā)生的位置、形狀, 以及其他空間特性的變化。傳統(tǒng) G IS 系統(tǒng)關(guān)注的重點是地理空間實體及其空間關(guān)系, 對其隨時間發(fā)生的變化及展現(xiàn)缺乏有效的建模, 使得 GIS構(gòu)建與空間變化密切相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)具有很大的難度。

本文在動態(tài)地圖[ 5, 6 ] 、面向?qū)ο蟮臅r空數(shù)據(jù)模型[ 1, 7- 12 ] 研究的基礎(chǔ)上, 抽象出一種適合表現(xiàn)空間過程變化的空間數(shù)據(jù)模型, 通過該模型可以更加輕松地實現(xiàn)對空間變化的定義和可視化表達。與此同時, 在 G IS 實際的應(yīng)用中, 空間過程的動態(tài)可視化, 在目前的軟硬件技術(shù)條件下通常很難流暢地實現(xiàn), 本文引入了事件引擎的概念, 力圖通過合理的資源調(diào)配、高效索引和動態(tài)緩存機制來提高動態(tài)過程空間可視化的效率。

2 動態(tài)圖形對象模型與過程模擬的機制

為了表達空間變化過程, 僅僅在地圖上標繪空間信息是不夠的, 必須通過特定的概念模型,將整個過程涉及到的空間信息和時間信息緊密地結(jié)合在一起。為此, 本文將 G IS 中的動態(tài)空間信息抽象為空間實體、事件和標記等概念, 形成動態(tài)圖形對象模型, 并在此基礎(chǔ)上采用面向?qū)ο蠛徒M件化的思想進行系統(tǒng)構(gòu)建, 從而實現(xiàn)事件驅(qū)動的空間過程變化模擬機制。

2.1 模型結(jié)構(gòu)設(shè)計

動態(tài)圖形對象模型是對空間實體及其運動過程的統(tǒng)一抽象, 也是對靜態(tài)空間數(shù)據(jù)模型的擴展。其核心思想是將事件作為空間變化發(fā)生的原因,并通過對事件的定義來描述空間實體的運動和變化。動態(tài)圖形對象模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以通過圖 1說明。

所有動態(tài)圖形對象的屬性都包括對象標識、屬性集和操作集。對象標識是對象的唯一全局標識, 是在數(shù)據(jù)庫中找到對象的最直接有效的手段。

所有對象的屬性都可分為空間域、時間域和專題域?qū)傩? 分別定義圖形對象的空間位置、生命周期和應(yīng)用相關(guān)專題。對象的操作集定義了對象的能力, 根據(jù)對象的類型不同, 該對象具有的能力也不盡相同, 如: 空間實體和標記對象的操作集,包括改變形狀、移動位置、組合拆分等等; 事件對象的操作集, 包括執(zhí)行、禁止和觸發(fā)等等。

更多內(nèi)容請查看pdf