王巧燕_论文答辩_基于冲突检测的时空数据批量更新研究

基于冲突检测的时空数据批量更新机制研究答辩提纲背景综述1时空拓扑表达与冲突检测2时空数据批量更新流程3应用实例和实验4工作总结与展望51研究背景存在问题研究内容背景综述研究背景现势性连续性定期更新数据源特点：位置精确、数据量大、更新复杂、更新入库时占用系统资源多等定期更新数据调查工作的大力开展地理时空数据库的大力建设自动或半自动化更新数据源定期更新要求：保证时空数据的现势性和连续性顾及时空特性背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望无法完整识别和区分时空对象合理变化、误差和粗差所致变化完整性缺少直观有效的面向全局的地理实体时空拓扑一致性检查的技术手段直观有效缺少对实体特征的分析，使得选取的更新实体的近似对象不一定能发挥其过滤的作用而无法保证检测效率检测效率存在问题既有定期更新技术：自动化更新水平低更新后的数据质量可靠性低背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望研究内容背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望时空数据的时空拓扑关系表达和计算研究顾及时空和属性特征的冲突检测方法研究时空数据批量更新流程研究从检测、更新到更新结果评价的时空数据批量更新流程2实体变化的时空拓扑关系实体变化的冲突分析冲突检测模型时空拓扑表达与冲突检测方法实体变化的时空拓扑关系背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望出现、属性变化、消失、重现、缩小、扩大、变形地理实体变化类型空间拓扑关系：相等（equal）、相接（touch）、重叠（overlap）、包含（contain）、被包含（contained）、覆盖（cover）、被覆盖（covered）、相离（disjoint）时间拓扑关系：不相交、相较于时间点、相较于时间段时空拓扑关系AAAAAAAAAAAAAAequaltouchoverlapcovercoveredcontaincontaineddisjointmomentperiod图2.4时空对象的时空拓扑表达地理实体变化类型时空地理实体变化的时空拓扑关系表达时空拓扑关系表达实体变化的时空拓扑关系背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望时空地理实体变化的时空拓扑关系表达AxytOBxytOBAxytO张三李四AxytOBxytOABBBxytOAxytOB张三张三a)出现b)稳定c)消失d)重现e)缩小f)放大g)变形AAABTbTbTaTaTbTaTbTaTbTaTbTa实体变化的冲突分析背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望同一资源被竞争双方同时占有冲突定义时空冲突冲突语义冲突拓扑语义冲突变更：地理实体的变化更新误差：环境条件、仪器精度和人员素质等的影响导致的测量误差粗差：人为因素等导致数据中出现冲突来源冲突检测模型背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望时空冲突计算属性冲突计算对象点线面圆球…数值型属性字符型属性时空拓扑计算相似性矩阵固有属性附加属性时空冲突计算背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望空间时空时空地理实体A时间线段空间多边形时空近似体空间时空时空地理实体B时间线段空间多边形时空近似体关系计算关系计算关系计算相离相交相离相交于时间点相离相交时间冲突、空间冲突时间相接、空间冲突实体存在直接变化关系时间时间相交于时间段相等重叠覆盖/被覆盖重叠/被重叠实体存在直接变化但有粗差仅空间冲突实体存在间接变化关系时空冲突计算背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望Half-space（半空间）用n-1维的实体A去分割n维实体B，以实体A为界，划分的B所在的空间的任一侧空间，称作半空间，其由一系列0维的点组成BAnPPPBAPAt图直线方向一致性求解例：不依赖坐标的图形关系求解优点：点P与直线AB关系示意图计算方法关系不相交a/点在直线右边b/点在直线左边相交g点在线段上h点在线段端点上i点在线段延长线上表2.3点与线段关系概况BAPLBAPLBALPBAPt10t20LBAPt1=0LBAt10t20LPt2=0BABAPBAPPP（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）（i）PPt10t20PPPBAPAt1BABPt2ABAP上图中：000时空冲突计算背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望基于Half-space改进的”射线转角法”射线法转角法高效性普适性：复杂多边形射线转角法P1P2P3P4RRRRoutinwn=0wn=2wn=1wn=null逆时针为正+1+1+1+1-1?Cwn+10wn不变00wn-10=00AiP∧AiAi+1(Ai∧P)·(Ai∧Ai+1)AiAi+1(P∧Ai+1)·(Ai∧Ai+1)0=00P在延长线上a)基于“转角射线法”的点与多边形关系计算示意图b)点与多边形边界关系计算流程P在AiAi+1上P与Ai重合P与Ai+1重合属性冲突计算背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望数值型属性字符型属性相关系数最长公共子序列形似古体字问题手写体模糊音似输入错误输入完整性𝜌𝐴B=Cov𝐴,𝐵𝐷𝐴∙𝐷𝐵⟹SimA,B=𝑟𝐴𝐵=𝑎𝑖−𝐴𝑏𝑖−𝐵𝑛𝑖=1𝑎𝑖−𝐴2𝑛𝑖=1𝑏𝑖−𝐵2𝑛𝑖=1式中，¯A,¯B分别为A、B数值型属性集合的平均值，若|r_AB|的值越大，则A和B的相关性越大，若r_AB=0，则A和B不相关；若r_AB0，则A和B正相关，即A的值随着B的增大而增大；若r_AB0，则A和B负相关，即A的值随着B的增大而减少。SimA,B=𝛾ab=m𝑎𝑥𝑆𝑞𝑙𝑒𝑛𝑎𝑖,𝑏𝑖𝑚𝑎𝑥𝑙𝑒𝑛𝑎𝑖,𝑙𝑒𝑛𝑏𝑖≥𝛾𝑎𝑏′=maxSqlen𝑎𝑖′,𝑏𝑖′𝑚𝑎𝑥𝑙𝑒𝑛𝑎𝑖′,𝑙𝑒𝑛𝑏𝑖′?𝛾ab:𝛾𝑎𝑏′𝑛𝑖=1n式中，m𝑎𝑥𝑆𝑞𝑙𝑒𝑛()计算的是最长公共子序列长度，可以用成熟的动态规划化法进行求解，𝛾_ab和𝛾_𝑎𝑏^′分别代表字符型属性汉字字符串的相似性和拼音字符串的相似性。更新层目标层AABZDMJw1v1TDSYQMJw2v2QLRMCw3v3ZJBHw4v4CQZHw5v5SYQLXw6v6TDYTw7v7字符型数值型B属性相似性计算实体属性f_simF_A00s_simF_BS_AS_B属性相似性矩阵确定AB的相关关系确定AB属性是否冲突阈值3实体变化冲突检测计算批量更新流程构建更新结果有效性验证时空数据批量更新流程时空数据批量更新流程背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望1.创建空间索引2.执行时空冲突检测3.执行属性冲突检测4.定义更新操作算子5.执行更新操作主要步骤四叉树索引创建空间索引背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望BACDbacd(7,9,10,12,13,15,17)ABDCbacd(1,3,4,5,15)(7,8,11)(14)(1)(2,6,22)()四叉树编码1100011000011011000110110101100011010011100111101100111111010011100111001011000011001111000100111001m:n冲突检测内容执行时空冲突检测背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望某一时间点空间相交的关系；某一时间段空间相交的关系；以及具有约束的相离的时空拓扑关系粗检测细检测宗地更新层宗地目标层N01A2BN1M0M134M:N细粗细粗实体变化关系数量比例：1:0，0:1，1:1，1:n，m:1，m:n高效精确分离面：如果两个三维对象不相交，那一定存在一个平面使其在上的投影不相交。执行时空冲突检测背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望宗地空间多边形紧凑度统计情况统计数量最小值最大值总和平均值中值标准差15020.20079.98245904.60063.93123.37392.2814宗地生存周期差异性统计情况统计数量最小值最大值总和平均值中值标准差1422788565882581413743422004ytOxa2'xytb1Ob2b3b4MBR_Bb1'b2'b3'b4'a1'a3'a4'a1'a2'a3'a4'MBR_AMBR_B在轴上投影MBR_A和MBR_B在轴上投影的重叠MBR_A在轴上投影粗检测——时空近似体选取AABB包围盒执行时空冲突检测背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望细检测elsereturn1;}bool𝑖𝑠𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑐𝑡𝑂𝑓𝑡_𝐴𝐵𝑡_𝐴,𝑡_𝐴{if𝑡_𝐴.mint𝑡_𝐵.maxt||𝑡_𝐵.mint𝑡_𝐴.maxtreturn−1;elseif𝑡_𝐴.mint==𝑡_𝐴.maxt||𝑡_𝐴.mint==𝑡_𝐴.maxtreturn0;时间线段冲突检测算法空间多边形冲突检测算法多边形与多边形空间冲突检测决策树A与B相离是否A与B共面MBR_A包含MBR_B是否A包含或覆盖BMBR_A包含MBR_B是否B包含或覆盖A矩形与矩形包含关系计算A与B至少有一个对象有一个顶点在对方内部是否A与B重叠点与多边形关系计算A所有顶点与B所有顶点重合是否A与B相等A至少有以边界线段与B相交端点与多边形与多边形是否A与B重叠A与B相离线段与多边形平面与平面关系计算决策树执行属性冲突检测背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望属性相似性阈值选取采样单元平均相似值相似矩阵值空间时间ZDMJTDSYQMJQLRMCZJBHTDZLCQZHSYQLXTDYT1a1.140.760.740.860.850.870.810.93b1.070.780.80.90.860.890.840.902a0.870.820.810.930.930.920.880.77b1.150.860.830.970.940.930.911.053a1.300.830.790.930.910.920.881.14b1.210.840.810.930.910.940.901.084a0.980.730.710.780.90.930.800.79b1.020.760.70.810.890.910.810.825a1.20.710.790.810.920.880.810.97b1.030.740.810.810.930.90.820.85表3.4浙江省某乡镇更新层和目标层同名宗地属性相似性采样分析该地区地籍更新属性相似性矩阵阈值设定为0.93数据预处理阈值计算属性提取、分类、重组数值型属性字符型属性相关系数最长公共子序列比例汉字动态规划法拼音属性相似性计算时空冲突候选集M1,N1数据获取相似性矩阵构建属性相似性矩阵结果确认关系确认冲突确认属性相似性计算流程数据更新流程背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望具有冲突关系的宗地结果宗地冲突数量对应关系宗地具体时间、空间、属性冲突的检测结果结果复合OpX={新增、存档、属性修改、图形修改}变更类型更新算子关系类型名称新增存档属性修改图形修改1:0新增√0:1灭失√m:1分割√√√√1:n合并√√√√1:1一般变更属性变更√√图形变更√√√m:n复杂变更√√√√表3.8宗地更新类型和更新算子映射关系冲突识别数据更新数据更新流程背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望冲突识别冲突检测新增宗地更新类型细分宗地更新层M和宗地目标层N数据导入时间冲突检测属性冲突检测空间冲突检测冲突结果复合分析灭失分割合并复杂变更变化类型识别宗地变更类型识别更新操作算子构建新增存档属性修改图形修改误差情况识别粗差情况识别宗地界址点地籍时空数据更新粗差数据集界址线拓扑联动执行更新图形属性一般变更以更新层为准1:0m:10:11:n1:1m:n更新结果验证更新结果采样：时空扫描采样更新结果检查：空间拓扑检查步骤采样检查背景综述时空拓扑更新流程实例实验总结展望扫描求交对象投影扫描历史对象扫描求交对象扫描采样平面4应用实例