面向传感网的实时GIS数据模型研究

A large amount of spatiotemporal sequence data is produced with the sensor widely used in the space, sky, and ground. How to dynamic and efficient organization and management of these data is a new direction for the current GIS research. The existing spatiotemporal data models describe timing relations to storage spatiotemporal data and less record sensor information, the models can not represent dynamic changes in data due to the changes in observation pattern. This project intends to build a Real-time GIS Data Model for Sensor Web to support dynamic and effective management for real-time monitoring data of sensors and geographic objects in different observation pattern. The main contents are: 1) In the sensor web environment, a dynamic and standardized observation relation form of “Sensors – Observation Pattern – Geographic Objects” is built; 2) Based on the observation relation, a real-time GIS data model, containing sensor objects, geographic objects, and their associates, is built to support dynamic organization and management of observation data from sensor web; 3) the method and prototype system are implemented with the model, and it verify the validity of this model. The project is first combine sensor objects and geographic objects to dynamic manage their spatiotemporal data and observation relation, the results will enrich spatiotemporal data model, promote in-depth application of GIS, and provide technical support for the Geographic National Conditions Monitoring and Smart City.

空天地传感器的广泛应用产生了大量的时空序列数据，如何动态、高效地组织与管理这些数据，是当前GIS研究的一个新方向。目前的时空数据模型主要是以存储时空数据为目的的时序关系描述，较少记录传感器本身的信息，不能描述因传感器观测方式的变化而导致的数据动态变化。本课题拟构建面向传感网的实时GIS数据模型，支持不同观测方式下传感器与地理对象实时监测数据的动态管理。主要研究内容有：1）在传感网环境下，建立规范化的“传感器—观测方式—地理对象”形式的动态观测关系；2）以观测关系为基础，构建包含传感器对象和地理对象及其关联的实时GIS数据模型，支持传感网观测数据的动态组织与管理；3）针对该模型，实现时空信息查询方法和原型系统，验证模型有效性。本课题首次将传感器对象和地理对象结合在一起，动态管理它们的时空数据与观测关系，研究成果将丰富时空数据模型，促进GIS的深入应用，并为地理国情监测和智慧城市提供技术支撑。

空天地传感器的广泛应用产生了大量的时空序列数据，如何动态、高效地组织与管理这些数据，是当前GIS研究的一个新方向。目前的时空数据模型主要是以存储时空数据为目的的时序关系描述，较少记录传感器本身的信息，不能描述因传感器观测方式的变化而导致的数据动态变化。本项目构建面向传感网的实时GIS数据模型，支持不同观测方式下传感器与地理对象实时监测数据的动态管理。主要研究内容有：1）在传感网环境下，分析各类观测关系，并建立规范化的“传感器—观测方式—地理对象”形式的动态观测关系；2）以观测关系为基础，构建包含传感器对象、地理对象、状态及三者关联关系的实时GIS数据模型，支持传感网观测数据的动态组织与管理；3）针对该模型，实现时空信息查询方法和原型系统，并通过武汉市出租车实时定位数据入库管理与可视化，以及武汉市PM2.5监测数据实时入库管理与可视化两个实例验证模型有效性。本项目首次将传感器对象和地理对象结合在一起，动态管理它们的时空数据与观测关系，研究成果将丰富时空数据模型，促进GIS的深入应用，并为地理国情监测和智慧城市提供技术支撑。项目资助发表论文16篇，其中SCI期刊1篇，EI期刊1篇，EI会议1篇，中文核心8篇，其他期刊5篇，获得国家测绘科技进步特等奖1项。培养硕士研究生3名，其中2名已经获得硕士学位，1名在读。项目投入经费20万元，实际支出15.1073万元， 剩余4.8927万元，支出率约为75.5%，剩余项目金额也将按照原预算执行，资助一些后续的相关研究内容。