智能运输系统概论第8章.ppt

智能运输系统概论智能运输系统概论（第三版）（第三版）普通高等教育普通高等教育““十一五十一五””国家级规划教材国家级规划教材2121世纪交通版高等学校教材世纪交通版高等学校教材杨兆升杨兆升 于德新于德新 主编主编史其信史其信 高世廉高世廉 主审主审智能运输系统概论智能运输系统概论目目 录录n第第1 1章章 绪论绪论n第第2 2章章 智能运输系统的体系框架智能运输系统的体系框架n第第3 3章章 智能运输系统的理论基础智能运输系统的理论基础n第第4 4章章 交通信息采集与处理技术交通信息采集与处理技术n第第5 5章章 通信技术通信技术n第第6 6章章 车辆定位技术车辆定位技术n第第7 7章章 网络技术网络技术n第第8 8章章 数据库技术数据库技术n第第9 9章章 新技术在智能运输系统中的应用新技术在智能运输系统中的应用n第第1010章章 交通信息服务系统交通信息服务系统智能运输系统概论智能运输系统概论第第8 8章章 数据库技术数据库技术 概述概述8.1数据库技术在智能运输系统中的应用数据库技术在智能运输系统中的应用8.2 小结小结8.3智能运输系统概论智能运输系统概论8.1 概述概述 现现代代社社会会是是信信息息的的社社会会。

随随着着计计算算机机、、通通信信、、网网络络等等现现代代信信息息技技术术的的发发展展，，对对信信息息的的处处理理和和应应用用已已深深入入到到社社会会各行各业各行各业信信息息系系统统为为信信息息的的处处理理与与应应用用提提供供了了技技术术基基础础，，而而数数据据库库技技术术是是信信息息系系统统的的核核心心，，也也是是计计算算机机科科学学与与技技术术的的一一个个重重要要分分支支数数据据库库技技术术产产生生于于2020世世纪纪6060年年代代，，其其飞飞速速发发展展极极大大的的促促进进了了基基于于计计算算机机的的数数据据管管理理技技术术在在各各领领域域的的广广泛泛应用，快速发展的应用，快速发展的交通领域交通领域也不例外也不例外4 42021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1 概述概述 什么是数据库呢？什么是数据库呢？有有人人称称数数据据库库是是一一个个““数数据据保保存存系系统统””（（该该定定义义强强调调了了数数据据库库是是若若干干记记录录的的集集合合）），，又又有有人人称称数数据据库库是是““人人们们为为解解决决特特定定的的任任务务，，以以一一定定的的组组织织方方式式存存储储在在一一起起的的相相关关的的数数据据的的集集合合””（（该该定定义义侧侧重重于于数数据据的的组组织织）），，更更有有甚甚者者称称数数据据库库是是一一个个““数数据据仓仓库库””，，这这种种说说法法虽虽然然形形象象，，但但并并不不严谨。

严谨具具体体来来讲讲，，数数据据库库指指长长期期保保存存在在计计算算机机的的存存储储设设备备上上、、并并按按照照某某种种模模型型组组织织起起来来的的、、可可以以被被各各种种用用户户或或应应用用共共享享的数据的集合的数据的集合5 52021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.1 数据库系统的构成和特点数据库系统的构成和特点 1 1）数据库系统的构成）数据库系统的构成 数数据据库库系系统统（（DataBase DataBase SystemSystem，，简简称称DBSDBS））是是指指在在计计算算机机系系统统中中引引入入数数据据库库后后的的系系统统构构成成主主要要是是由由数数据据库库、、数数据据库库用用户户、、计计算算机机硬硬件件系系统统、、计计算算机机软软件件系系统统等等几几部部分分组组成成，，可可用用图图8-18-1表示图图8-1 8-1 数据库系统数据库系统6 62021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论(1)(1)数据库数据库 数数据据库库（（DataBaseDataBase，，简简称称DBDB））是是存存储储在在计计算算机机内内、、有有组组织织的的、、可可共共享享的的数数据据集集合合。

具具有有较较小小的的冗冗余余度度、、较较高高的的数数据据独独立立性性和和易易扩扩展展性性，，可可为为各各种种用用户户共共享数据库有如下数据库有如下两个特点两个特点：： ①①集集成成性性：：把把数数据据库库看看成成若若干干个个性性质质不不同同的的数数据文件据文件的联合和统一的的联合和统一的数据整体数据整体 ②②共共享享性性：：数数据据库库中中的的数数据据可可为为多多个个不不同同的的用用户户所所共享共享8.1.1 数据库系统的构成和特点数据库系统的构成和特点7 72021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论（（2 2）用户）用户指指使使用用数数据据库库的的人人，，对对数数据据库库进进行行存存储储、、维维护护和和检检索索等操作用户分为以下用户分为以下三类三类：：①①第一类用户第一类用户————终端用户（终端用户（End UserEnd User））②②第第 二二 类类 用用 户户 ————应应 用用 程程 序序 员员 （（ Application Application ProgrammerProgrammer））③③第第 三三 类类 用用 户户 ————数数 据据 库库 管管 理理 员员 （（ DataBase DataBase AdministratorAdministrator，简称，简称DBADBA）。

8.1.1 数据库系统的构成和特点数据库系统的构成和特点8 82021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.1 数据库系统的构成和特点数据库系统的构成和特点（（3 3）软件系统）软件系统主主要要包包括括数数据据库库管管理理系系统统（（DataBase DataBase Management Management SystemSystem，， 简简 称称 DBMSDBMS）） 及及 其其 开开 发发 工工 具具 、、 操操 作作 系系 统统（（Operating Operating SystemSystem，，简简称称OSOS））和和应应用用系系统统等等在在计计算算机机硬硬件件层层之之上上，，DBMSDBMS可可借借助助操操作作系系统统完完成成对对硬硬件件的的访访问问，，并并能能对对数数据据库库的的数数据据进进行行存存取取、、维维护护和和管管理理另另外外，，数数据据库库系系统统的的各各类类人人员员、、应应用用程程序序等等对对数数据据库库的的各各种种操操作作请请求求，，都都必必须须通通过过DBMSDBMS完完成成DBMSDBMS是是数数据据库系统的核心软件库系统的核心软件。

9 92021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.1 数据库系统的构成和特点数据库系统的构成和特点（（4 4）硬件系统）硬件系统 指指存存储储和和运运行行数数据据库库系系统统的的硬硬件件设设备备包包括括CPUCPU、、内内存、大容量的存储设备、输入输出设备、外部设备存、大容量的存储设备、输入输出设备、外部设备等数据库系统整个计算机系统中的地位如图数据库系统整个计算机系统中的地位如图8-28-2所示 由由图图中中看看出出，，DBMSDBMS在在操操作作系系统统的的支支持持下下工工作作，，应应用用程程序序在在DBMSDBMS支支持持下下才能使用数据库才能使用数据库10102021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.1 数据库系统的构成和特点数据库系统的构成和特点2 2）数据库系统的特点）数据库系统的特点 数数据据处处理理的的中中心心问问题题是是数数据据管管理理数数据据管管理理经经历历了了人人工工管管理理阶阶段段、、文文件件系系统统阶阶段段和和数数据据库库系系统统阶阶段段三个发展阶段三个发展阶段。

数据库系统管理数据的特点数据库系统管理数据的特点有如下几个方面：有如下几个方面：ü数据结构化数据结构化; ;ü数据共享数据共享性高、冗余度性高、冗余度低低; ;ü数据独立性高数据独立性高; ;ü有有统一的数据控制功能统一的数据控制功能 11112021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.2 分布式数据库分布式数据库 分分布布式式数数据据库库（（Distributed Distributed DataBaseDataBase））是是分分布布在在计计算算机机网网络络上上的的多多个个逻逻辑辑相相关关的的数数据据集集合合其其中中““分分布布在在计计算算机机网网络络上上””和和““逻逻辑辑相相关关””是是分分布布式式数数据据库库的两个基本要点的两个基本要点 分分布布式式数数据据库库系系统统除除了了具具备备集集中中式式数数据据库库的的一一些些特特点外，还有很多其他的性质和特点：点外，还有很多其他的性质和特点：u 网络透明性网络透明性u 数据冗余数据冗余和和冗余冗余透明性透明性u 数据数据片段片段透明性透明性u 局部局部自治自治性性u 数据库数据库的的安全性安全性和和一致性一致性12122021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.2 分布式数据库分布式数据库 优点优点：：（（1 1）分布式控制）分布式控制（（2 2）增强数据共享）增强数据共享（（3 3）系统可靠性）系统可靠性（（4 4）系统性能提高）系统性能提高（（5 5）可扩充性好）可扩充性好 缺点缺点：：（（1 1）系统实现复杂）系统实现复杂（（2 2）开销增大）开销增大由由于于分分布布式式数数据据库库有有以以上上的的一一些些特特点点，，所所以以它它与与传传统的统的集中式数据库集中式数据库相比有如下几个相比有如下几个优点和缺点优点和缺点：：13132021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.3 关系型数据库关系型数据库 1 1））关系模型关系模型 目目前前，，数数据据库库领领域域中中最最常常用用的的逻逻辑辑数数据据模模型型有有：：层层次次模模型型、、网网状状模模型型、、关关系系模模型型、、面面向向对对象象模模型型和和对对象象关关系模型系模型。

其中其中层次模型层次模型和和网状模型网状模型统称为统称为非关系模型非关系模型 2 2））关系型数据库关系型数据库关关系系型型数数据据库库是是支支持持关关系系模模型型的的数数据据库库系系统统，，是是目目前前各各类数据库中类数据库中最重要最重要、也是、也是最广泛最广泛的数据库系统的数据库系统 优势优势: :容易理解、使用方便、易于维护性容易理解、使用方便、易于维护性 存在的存在的问题：问题：数据库高并发读写数据库高并发读写 海量数据的高效率存储和访问海量数据的高效率存储和访问 数据库的高可扩展性和高可用性数据库的高可扩展性和高可用性14142021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.4 实时数据库实时数据库 实时数据库系统实时数据库系统（（Real-Time Data-base SystemReal-Time Data-base System，简，简称称RTDBSRTDBS）是）是数据库数据库与与实时系统实时系统相结合的一种相结合的一种新型数据库新型数据库。

由于在由于在传统数据库传统数据库的基础上增加了的基础上增加了时序一致性时序一致性和和可预知性可预知性的要求，使得设计更加的要求，使得设计更加复杂复杂1 1）实时数据库和关系数据库的异同）实时数据库和关系数据库的异同 传传统统的的关关系系数数据据库库（（以以下下简简称称DBMSDBMS））的的设设计计目目标标是是维维护护数数据据的的绝绝对对正正确确性性，，保保证证系系统统的的低低代代价价、、友友好好的的用户接口用户接口不不适适合合实实时时应应用用，，其其系系统统的的性性能能指指标标是是吞吞吐吐量量和和平平均均响应时间响应时间，，调度调度与与处理决策处理决策根本不具有根本不具有实时特性实时特性15152021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.4 实时数据库实时数据库1 1）实时数据库和关系数据库的异同）实时数据库和关系数据库的异同实实时时数数据据库库管管理理系系统统的的设设计计目目标标首首先先是是对对事事务务定定时时限限制制的满足一个一个实时数据库管理系统实时数据库管理系统具有以下具有以下功能特性功能特性：：（（1 1）数据库状态的最新性）数据库状态的最新性（（2 2）数据值的时间一致性）数据值的时间一致性（（3 3）事务处理的）事务处理的““识时识时””性性（（4 4）具有高效的实时压缩算法）具有高效的实时压缩算法根根本本区区别别就就在在于于调调度度管管理理、、实实时时事事务务管管理理以以及及高高效效的压缩算法的压缩算法。

16162021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.4 实时数据库实时数据库图图8-5 8-5 实时数据库结构图实时数据库结构图2 2）实时数据库结构）实时数据库结构 实实时时数数据据库库主主要要管管理理实实时时数数据据以以及及与与实实时时有有关关的的信信息息主要包括主要包括资源管理资源管理、、实时事务管理实时事务管理和和数据管理数据管理17172021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.4 实时数据库实时数据库实时数据库系统的关键技术实时数据库系统的关键技术有：有：（（1 1））内存优化管理技术内存优化管理技术（（2 2））实时智能技术实时智能技术（（3 3））历史数据压缩和解压缩技术历史数据压缩和解压缩技术（（4 4））软件构件可靠性技术软件构件可靠性技术（（5 5））调度模型技术调度模型技术（（6 6））报表处理技术报表处理技术（（7 7））异种数据库互联技术异种数据库互联技术18182021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.5 数据仓库数据仓库随随着着市市场场竞竞争争的的加加剧剧和和信信息息社社会会需需求求的的发发展展既既要要求求联联机机服服务务，，又又涉涉及及大大量量决决策策的的数数据据，，而而传传统统的的数数据据库库系系统统已已无法满足这种需求，具体体现：无法满足这种需求，具体体现：（（1 1）历史数据量很大；）历史数据量很大；（（2 2））辅辅助助决决策策信信息息涉涉及及许许多多部部门门的的数数据据，，而而不不同同系系统统的数据难以集成；的数据难以集成；（（3 3））由由于于访访问问数数据据的的能能力力不不足足，，对对大大量量数数据据的的访访问问性性能明显下降。

能明显下降此此时时，，在在数数据据库库应应用用领领域域出出现现了了一一种种新新型型的的数数据据库库，，即即数据仓库数据仓库19192021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.5 数据仓库数据仓库1 1）数据仓库简介）数据仓库简介 支支 持持 决决 策策 的的 特特 殊殊 的的 数数 据据 存存 储储 称称 为为 数数 据据 仓仓 库库（（DataWarehouseDataWarehouse，简称，简称DWDW）数据仓库数据仓库有如下几个有如下几个特点特点：：（（1 1））面面向向主主题题的的查查询询，，和和一一般般数数据据库库面面向向表表达达式式的的查询相比，具有查询相比，具有一定的智能性一定的智能性；；（（2 2））支支持持数数据据集集成成，，底底层层的的数数据据库库一一般般是是异异构构的的，，多个数据库通过网络相连；多个数据库通过网络相连；（（3 3）数据仓库中的数据）数据仓库中的数据具有时间性具有时间性；；（（4 4））对数据仓库的操作一般对数据仓库的操作一般只有查询只有查询20202021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.1.5 数据仓库数据仓库数据仓库数据仓库主要主要应用应用：：（（1 1）使用）使用浏览分析浏览分析工具在工具在DWDW中寻找有用的信息。

中寻找有用的信息2 2））数数据据仓仓库库系系统统支支持持在在DWDW上上的的应应用用，，形形成成决决策策支支持持系统系统（（（（Decision Support SystemDecision Support System，简称，简称DSSDSS））2 2）数据仓库的结构）数据仓库的结构由由数据仓库数据仓库、、数据源数据源和和分析工具分析工具3 3部分组成部分组成图图8-6 8-6 数据仓库系统结构图数据仓库系统结构图21212021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论第第8 8章章 数据库技术数据库技术 概述概述8.1数据库技术在智能运输系统中的应用数据库技术在智能运输系统中的应用8.2 小结小结8.3数据库技术在智能运输系统中的应用智能运输系统概论智能运输系统概论8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能地地理理信信息息系系统统（（Geographic Geographic Information Information SystemSystem，，简简称称 GISGIS）） ，， 又又 称称 ““地地 理理 信信 息息 科科 学学 ””（（ Geographic Geographic Information Information ScienceScience））、、““地地理理信信息息服服务务””（（Geographic Geographic Information Information serviceservice）），，是是一一种种特特定定的的十十分分重重要要的的空空间间信信息息系系统统，，是是在在计计算算机机硬硬、、软软件件系系统统支支持持下下，，对对整整个个或或部部分分地地球球表表层层（（包包括括大大气气层层））空空间间中中的的有有关关地地理理分分布布数数据据进进行行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

的技术系统图图8-7 GIS8-7 GIS概念框架和构成概念框架和构成23232021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论1 1））GISGIS的基本组成的基本组成一一个个实实用用的的GISGIS，，要要支支持持对对空空间间数数据据的的采采集集、、管管理理、、处处理理、、分分析析、、建建模模和和显显示示等等功功能能，，一一般般包包括括以以下下5 5个个主主要要部部分分：：系统硬件系统硬件、、系统软件系统软件、、空间数据空间数据、、应用人员应用人员和和应用模型应用模型8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能图图8-8 8-8 地理信息系统组成示意图地理信息系统组成示意图24242021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论2 2））GISGIS的功能简介的功能简介8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能图图8-10 GIS8-10 GIS数据分层概念数据分层概念ü数据采集与编辑数据采集与编辑地地理理信信息息系系统统的的数数据据通通常常抽抽象象为为不不同同的的专专题题或或层层（（如如图图8-108-10）。

数数据据采采集集与与编编辑辑功功能能就就是是保保证证各各层层实实体体的的地地物物要要素素按按顺顺序序转转化化为为x x、、y y坐坐标标及及对对应的应的代码代码输入到计算机中输入到计算机中25252021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü 数据存储与管理数据存储与管理GISGIS数数据据库库是是区区域域内内的的地地理理要要素素特特征征以以一一定定的的组组织织方方式式存存储储在在一一起起的的相相关关数数据据的的集集合合对对空空间间数数据据的的管管理理技技术术主主要要包包括括：：空空间间数数据据库库的的定定义义、、数数据据访访问问和和提提取取、、从从空空间间位位置置检检索索空空间间物物体体及及其其属属性性、、从从属属性性条条件件检检索索空空间间物体及其位置物体及其位置、、开窗和街边操作开窗和街边操作、、数据更新和维护数据更新和维护等ü数据处理和变换数据处理和变换数据处理的任务和操作内容有：数据处理的任务和操作内容有：①①数据变换数据变换②②数据重构数据重构③③数据抽取数据抽取8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能26262021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü空间分析和统计空间分析和统计是是GISGIS的的一一个个独独立立研研究究领领域域，，主主要要特特点点是是帮帮助助确确定定地地理理要素之间新的要素之间新的空间关系空间关系。

①①拓扑叠合拓扑叠合②②缓冲区建立缓冲区建立③③数字地形分析数字地形分析④④空间集合分析空间集合分析ü产品制作与显示产品制作与显示产品制作与显示的产品制作与显示的功能功能包括：包括：设设置置显显示示环环境境，，定定义义制制图图环环境境，，显显示示地地图图要要素素，，定定义义字字形形符符号号，，设设置置字字符符大大小小和和颜颜色色，，标标注注图图名名和和图图例例，，以以及及绘图文件编辑绘图文件编辑等8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能27272021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü二次开发和编程二次开发和编程必必须须具具备备重重要要基基本本功功能能是是二二次次开开发发环环境境，，包包括括提提供供专专用用语语言言的的开开发发环环境境，，或或者者系系统统将将某某些些功功能能做做成成专专门门的的控控件件供供用用户户的的开开发发语语言言（（C C，，C++C++，，VBVB，，VC++VC++，，Delphi…Delphi…））调用调用等①①资源管理资源管理②②区域规划区域规划③③国土监测国土监测④④辅助决策辅助决策8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能28282021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论3 3））GISGIS软件中部分功能的显示界面举例软件中部分功能的显示界面举例8.2.1 交通地理信息系统的组成及功能交通地理信息系统的组成及功能29292021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论1 1）时空一体化数据模型概述）时空一体化数据模型概述地地理理现现象象的的3 3要要素素————时时间间、、空空间间和和属属性性间间具具有有明明显显的的不可分割性不可分割性（非独立性）。

非独立性）地地理理信信息息的的获获取取和和分分析析具具有有““独独立立性性””，，需需要要对对3 3个个要要素分别给予不同约定、从不同侧面进行，如：素分别给予不同约定、从不同侧面进行，如：（（1 1））变变化化序序列列研研究究是是给给定定对对象象空空间间位位置置，，在在时时间间坐坐标标下讨论对象的某一属性随时间的变化特征下讨论对象的某一属性随时间的变化特征2 2））空空间间分分布布格格局局研研究究是是确确定定时时间间坐坐标标，，在在空空间间坐坐标标下下研研究究对对象象属属性性值值（（单单属属性性、、多多属属性性））的的空空间间分分布布特特征征及及相互关系相互关系3 3））变变化化的的区区域域分分异异研研究究是是对对一一定定的的属属性性值值，，在在时时间间和和空空间间联联合合的的坐坐标标下下讨讨论论对对象象随随时时间间变变化化特特征征的的区区域域分分异异或不同时间下空间分布格局的差异或不同时间下空间分布格局的差异8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型30302021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论Ø从从建模方法建模方法学角度学角度，时空数据建模，时空数据建模可划分为可划分为三个层次三个层次：： 时空时空语义语义建模、建模、 时空时空数据逻辑数据逻辑建模建模 时空时空数据物理数据物理建模建模Ø相应相应时空数据模型时空数据模型包括：包括： 时空时空语义语义模型模型 时空时空数据逻辑数据逻辑模型模型 时空时空数据物理数据物理模型。

模型8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型31312021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论 2 2）几种有代表性的时空数据模型）几种有代表性的时空数据模型8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型ü时空立方体模型时空立方体模型时时空空立立方方体体模模型型用用二二维维坐坐标标轴轴来来表表示示现现实实世世界界的的平平面面空空间间，，用用一一维维的的时时间间轴轴来来表表示示平平面面位位置置沿沿时时间的变化（如图）间的变化（如图）图图8-16 8-16 时空立方体模型时空立方体模型32322021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü序列快照模型序列快照模型也也称称连连续续快快照照模模型型（（Time-slice Time-slice SnapshotsSnapshots）），，如如图图所所示示基基本本思思想想是是将将某某一一时时间间段段内内地地理理现现象象的的变变化化过过程程，，用其用其中间的序列快照中间的序列快照来表达，来表达，时间间隔时间间隔不一定相同不一定相同8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型图图8-17 8-17 序列快照模型序列快照模型33332021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü基态修正模型基态修正模型按按事事先先设设定定的的时时间间间间隔隔采采样样，，只只储储存存某某个个时时间间的的数数据据状状态态（（称称基基态态））和和相相对对于于基基态态的的变变化化量量。

如如图图所所示示，，是是城市化过程用城市化过程用基态修正模型基态修正模型表示的结果表示的结果8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型图图8-18 8-18 基态修正模型基态修正模型34342021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü时空复合模型时空复合模型最最初初由由ChrismanChrisman于于19831983年年提提出出，，LangranLangran和和ChrismanChrisman于于19881988年对它进行了详细的描述年对它进行了详细的描述将将每每一一次次独独立立的的叠叠加加操操作作转转换换成成一一次次性性的的合合成成叠叠加加随随着着变变化化的的频频繁繁形形成成的的很很多多碎碎片片累累计计形形成成最最小小变变化化单单元元，，由由这这些些最最小小变变化化单单元元构构成成的的图图形形文文件件和和记记录录变变化化历历史史的的属性文件属性文件联系在一起表达数据的联系在一起表达数据的时空特征时空特征最小变化单元最小变化单元即该地区最大的即该地区最大的公共时空单元公共时空单元缺缺点点在在于于分分割割了了空空间间目目标标的的完完整整性性，，按按地地理理目目标标进进行行查查询非常困难，不能使用现有的询非常困难，不能使用现有的GISGIS系统实现。

系统实现8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型35352021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü基于事件的时空数据模型基于事件的时空数据模型19951995年年PeuquetPeuquet和和DuanDuan从从时时间间角角度度提提出出了了基基于于事事件件的的时时空空数数 据据 模模 型型 （（ Event-based Event-based Spatio-temporal Spatio-temporal Data Data ModelModel，，简简称称ESTDMESTDM）），，这这个个模模型型按按时时间间顺顺序序把把事事件件组组成一个成一个链链ü基于特征的时空数据模型基于特征的时空数据模型特特征征是是对对地地理理现现象象的的高高度度抽抽象象和和全全面面表表达达，，包包括括了了地地理理现现 象象 在在 空空 间间 、、 时时 间间 和和 专专 题题 等等 方方 面面 的的 所所 有有 信信 息息 ISO/TC211ISO/TC211对对特特征征的的定定义义是是特特征征存存在在于于两两个个层层次次：：特特征征类型类型和和特征实例特征实例8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型36362021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü面向对象的时面向对象的时空数据模型空数据模型是是基基于于上上述述几几种种模模型型提提出出来来的的，，并并取取得得了了很很好好的的效效果果。

其其基基本本框框架架如如图图8-8-1919所示8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型图8-19 面向面向对象的象的时空空数数据模型据模型37372021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论ü基于事件的面向对象时空数据模型基于事件的面向对象时空数据模型从从事事件件的的角角度度组组织织现现实实世世界界的的时时空空变变化化，，很很直直观观的的表表达达了了时时空空世世界界，，对对于于地地理理数数据据的的更更新新机机制制可可以以良良好好的的表表达达，，但在但在管理检索管理检索变化数据时比较困难变化数据时比较困难其其主主要要用用于于描描述述实实体体的的变变化化，，通通过过实实体体的的变变化化过过程程来来反反映映时时空空过过程程；；而而面面向向对对象象的的时时空空数数据据模模型型可可以以最最有有效效的的对对现现实实世世界界进进行行表表达达，，其其主主要要描描述述实实体体的的特特性性，，通通过过描描述述实实体体的的时时态态和和空空间间特特性性以以及及实实体体的的操操作作来来表表达达实实体体的的时时空特征空特征8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型38382021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论3 3）时空数据模型的发展方向）时空数据模型的发展方向基基于于现现有有的的时时空空数数据据模模型型存存在在的的问问题题，，确确定定了了时时空空数数据据模型的模型的发展方向发展方向为：为：（（1 1）加深对）加深对时空语义时空语义的理解与研究。

的理解与研究2 2）加强对）加强对时空数据库时空数据库的设计研究与模型的建设的设计研究与模型的建设3 3））时时空空数数据据是是对对现现实实世世界界中中对对象象的的时时空空特特征征和和过过程程的抽象概括的抽象概括8.2.2 时空一体化数据模型时空一体化数据模型39392021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论8.2.3 基于增量更新的道路网络拓扑重建基于增量更新的道路网络拓扑重建 1 1）地图中的拓扑关系）地图中的拓扑关系 拓拓扑扑反反映映了了空空间间实实体体之之间间不不随随实实体体的的连连续续变变形形而而改变的与量度和方向无关的一种空间关系改变的与量度和方向无关的一种空间关系地地图图一一般般包包括括三三类类要要素素，，点点状状要要素素、、线线状状要要素素和和面面状状要素要素在在二二维维空空间间中中，，它它们们分分别别对对应应三三种种图图形形元元素素，，即即节节点点、、弧和面域弧和面域（多边形），称为（多边形），称为拓扑元素拓扑元素 在在GISGIS中，几类基本的中，几类基本的拓扑关系拓扑关系分别是：分别是：（（1 1））关关联联关关系系（（2 2））邻邻接接关关系系（（3 3））包包含含关关系系（（4 4））相相交关系交关系（（5 5））相离关系相离关系40402021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论10.2.2 交通信息服务系统分类交通信息服务系统分类2 2）增量）增量的识别的识别 增增量量的的提提取取主主要要是是采采用用通通过过原原始始版版本本导导航航电电子子地地图图与与新新版版本本的的电电子子地地图图之之间间的的快快照照差差来来提提取取，，由由中中心心端端服服务务器器来完成，计算出来完成，计算出增量增量。

增增量量式式更更新新原原理理如如图图所所示：示：图图8-20 8-20 增量式更新原理增量式更新原理41412021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论10.2.2 交通信息服务系统分类交通信息服务系统分类3 3）基于增量更新的道路网络拓扑重建）基于增量更新的道路网络拓扑重建 道道路路网网络络拓拓扑扑的的构构建建，，就就是是将将道道路路层层中中的的路路段段和和交交叉叉路路口口按按节节点点和和弧弧的的关关系系进进行行抽抽象象，，最最终终以以图图的的形形式式存储起来存储起来拓拓扑扑关关系系的的建建立立也也可可直直观观的的理理解解为为，，从从矢矢量量地地图图中中提提取取出出道道路路拓拓扑扑数数据据结结构构模模型型中中各各节节点点和和弧弧的的所所有有数数据据，，从而建立起整个路网的从而建立起整个路网的拓扑关系拓扑关系具体更新操作具体更新操作为：为：（（1 1））添加路段添加路段 （（2 2））删除路段删除路段（（3 3））合并路段合并路段 （（4 4））拆分路段拆分路段42422021/9/242021/9/24智能运输系统概论智能运输系统概论第第8 8章章 数据库技术数据库技术 概述概述8.1数据库技术在智能运输系统中的应用数据库技术在智能运输系统中的应用8.2小结小结8.3智能运输系统概论智能运输系统概论城城市市交交通通综综合合信信息息平平台台的的建建设设能能够够促促进进先先进进的的交交通通信信息息系系统统功功能能的的实实现现，，数数据据库库技技术术作作为为综综合合平平台台的的核核心心技技术之一便得到广泛应用。

术之一便得到广泛应用本本章章首首先先介介绍绍了了数数据据库库系系统统的的基基本本概概念念，，并并对对分分布布式式数数据据库库、、关关系系数数据据库库、、实实时时数数据据库库以以及及数数据据仓仓库库进进行行了了对比介绍对比介绍另另外外，，还还介介绍绍了了交交通通地地理理信信息息系系统统、、时时空空一一体体化化数数据据模模型型以以及及基基于于增增量量更更新新的的道道路路网网络络拓拓扑扑重重建建三三方方面面中中数数据库技术的应用据库技术的应用8.3 小结小结44442021/9/242021/9/24。