Luận án tóm tắt Phát triển một số mô hình dữ liệu không-Thời gian trong GIS
Hiện nay đô thị hóa trở thành một xuthế. Các hoạt động kinh tế,
văn hóa, chính trị. . . thường diễn ra tập trung tại các đô thị. Để
quản lí đô thị tốt và trợ giúp cho các lãnh đạo ra quyết định thì các
ứng dụng GIS là một công cụ không thể thiếu. Để xây dựng các ứng
dụng này thì việc thiết kế mô hình dữ liệu là một trong những chìa
khóa dẫn tới thành công. Nội dung chính của luận án trình bày các đề
xuất liên quan đến mô hình dữ liệu GIS 3D. Các đề xuất tập trung vào
việc giảm chi phí thời gian hiển thị, kích thước lưu trữcác đối tượng
không gian; biểu diễn lịch sử biến động của các đối tượng không gian
theo thời gian; biểu diễn các đối tượng không gian tại nhiều mức chi
tiết khác nhau.
.8). Tại mức 2, các khối hiển thị như một khối có các tầng (hình trái 4.7 và 4.9). Tại mức 3, các khối hiển thị như một khối có các tầng, các cửa sổ, các ban công và mái (hình phải 4.7 và 4.9). Hình 4.6 Hiển thị kết quả của khối B0 (chung cư 1) tại mức 0 (trái) và 1 (phải) Hình 4.7 Hiển thị kết quả của khối B0 tại mức 2 (trái) và 3 (phải) 21 Hình 4.8 Hiển thị kết quả của khối B4 (chung cư 1) tại mức 0 (trái) và 1 (phải) 4.3.2 Khối lượng dữ liệu và LOD Khối lượng dữ liệu của B0 khi biểu diễn ở 2, 3 và 4 mức chi tiết thể hiện trong bảng 4.4. Giả sử IDB, IDBP, IDS có chiều dài 4 bytes và IDLOD 1 byte. Khối lượng dữ liệu tăng nhanh khi số mức chi tiết được nâng từ 2 đến 3, từ 3 đến 4. Bảng 4.5 mô tả số các bề mặt và khối khi dữ liệu biểu diễn ở số mức 2, 3 và 4. Hình 4.9 Hiển thị kết quả của khối B4 (chung cư 2) tại mức 2 (trái) và 3 (phải) 22 Bảng 4.4 So sánh khối lượng B0, B4 khi lưu trữ dữ liệu ở các mức chi tiết Số mức chi tiết 2 mức 3 mức 4 mức Khối lượng B0 (byte) 18 126 342 Khối lượng B4 (byte) 18 117 243 Bảng 4.5 Số các bề mặt và khối khi lưu trữ dữ liệu ở các mức chi tiết Số mức chi tiết 2 mức 3 mức 4 mức Các khối B0 B4 B0 B4 B0 B4 Số lượng SURFACE 1 1 12 17 34 21 Số lượng BODY 1 1 2 2 4 6 Chương 5. Kết luận và hướng phát triển Chương 5 đúc kết những đặc trưng các đề xuất của 3 mô hình SUDM, TUDM, LUDM và hướng phát triển của luận án 5.1 Kết luận Luận án đã nghiên cứu phát triển các mô hình dữ liệu trên cơ sở mô hình UDM để hỗ trợ công tác quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị, đặc biệt là quản lý xây dựng đô thị. Luận án đã phát triển 3 mô hình mới: SUDM, TUDM và LUDM. Mô hình SUDM [CT1, CT9] Dựa vào đặc tính hình học của Bề mặt và Khối, mô hình SUDM phân biệt Bề mặt phẳng hoặc không phẳng; khối hình trụ, hình nón, hình chóp, hình lăng trụ hoặc hình khối phức tạp khác. Mô hình SUDM được chứng minh ưu việt hơn UDM trong các trường hợp đã đề xuất bằng phương pháp toán học và thực nghiệm. Mô hình TUDM [CT2, CT3, CT5, CT8] Mô hình TUDM được đề xuất trong luận án bổ sung chiều thời gian vào mô hình không gian UDM. Tính chất thời gian trong 23 mô hình được phân loại bởi điểm thời gian và đoạn thời gian. Lịch sử thay đổi trên mỗi đối tượng được ghi nhận bởi các thời điểm xuất hiện và biến mất hoặc thời đoạn hình thành, thời đoạn biến mất của nó. Mô hình LUDM [CT3, CT5, CT6, CT7] Mô hình LUDM được đề xuất trong luận án biểu diễn các đối tượng Khối tại nhiều mức chi tiết khác nhau bằng cách tích hợp lớp LOD và số mức chi tiết này do người dùng định nghĩa. Các mô hình SUDM, TUDM và LUDM đề xuất trong luận án đã được chuyển sang mức vật lý và thực nghiệm trên dữ liệu không gian, thời gian mẫu, kết quả như sau: - Về thời gian truy vấn và hiển thị: Thời gian truy vấn và hiển thị của mô hình SUDM giảm khoảng 2.96 lần với dạng biệt thự, 6.13 lần với dạng nhà, so với thời gian truy vấn và hiển thị của mô hình UDM. - Về dung lượng: mô hình SUDM giảm khoảng 1.89 lần ở dạng biệt thự và 3.06 lần ở dạng nhà so với dung lượng của mô hình UDM. - Thực nghiệm các mô hình TUDM và LUDM đã cho kết quả tốt, đáp ứng các mục tiêu đặt ra trong phần 1.2. 5.2 Hướng phát triển Trong những điều kiện khả thi, LUDM có thể được nghiên cứu để bổ sung độ chi tiết đến mức màu sắc, hoa văn, chiếu sáng, bóng, mờ, thậm chí cần một số hành vi như đóng, mở. TUDM có thể mở rộng để giải quyết thêm những thay đổi không gian liên tục theo thời gian. SUDM có thể chuyên biệt hóa thêm lớp Surface để rút gọn dung lượng lưu trữ. Các mô hình có thể tích hợp để cho ra mô hình mới với nhiều mục tiêu kết hợp. 24 Danh mục công trình của tác giả [CT1] Nguyễn Gia Tuấn Anh“Cải tiến mô hình UDM trong ứng dụng quản lí khu dân cư mới”, ACIIDS 2010- Hội thảo Châu Á lần thứ 2 về các hệ thống cơ sở dữ liệu và hệ thống thông minh, Việt Nam, phiên dành cho nghiên cứu sinh, Tạp chí khoa học Huế-chuyên san khoa học tự nhiên, ISSN 1859-1388, số 65, trang 5-18, 2011. [CT2] Nguyen Gia Tuan Anh “Integrated time and semantic classes in the buildings model”, Proceeding of XVII International Conference on Systems Science, Wrocław University of Technology Poland, Academic Publishing House EXIT, ISBN 978-83-60434-78-9, pp. 345-354, 2010. [CT3] Nguyen Gia Tuan Anh “Adding time and levels of detail in the buildings model”, The Journal of Science and Technology– Vietnamese Academy of Science and Technology ISSN 0866 708X, Can tho, Vietnam, pp. 82-90, 2010. [CT4] Nguyen Gia Tuan Anh, “Overview of Three-Dimensional GIS Data Models”, International Conference on Technological Advancements in Civil Engineering ICTACE India- Chennai, IEEE Computer Society Press ISBN 978-1-4244-9541-2, pp. 155-159, 2011. [CT5] Nguyen Gia Tuan Anh, “Propose New Structure for the Buildings Model”, The 2nd International Conference Ubiquitous Computing and Multimedia Applications, Daejeon Korea UCMA, Part I, CCIS 150 Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN 978-3- 642-20974-1, pp. 23–32, 2011. [CT6] Pham Van Dang, Nguyen Gia Tuan Anh, Tran Vinh Phuoc “Levels of detail for Surface in Urban Data Model”, International Conference on Future Information Technology - ICFIT, Singapore, IACSIT Press, ISBN 978-981-08-9916-5, pp 460-464, 2011. [CT7] Nguyen Gia Tuan Anh, Tran Vinh Phuoc, Phan Thanh Vu, Tran Anh Sy, Pham van Dang “Representing Multiple Levels for Objects in Three-Dimensional GIS Model”, The 13th International Conference on Information Integration and Web-based Applications & Service (iiWAS2011), ACM Press ISBN 978-1-4503-0784-0, Ho Chi Minh City, Vietnam, pp. 495-499, 2011. [CT8] Nguyen Gia Tuan Anh, Tran Vinh Phuoc, Huynh Khac Duy, “A Study on Four-Dimensional GIS Spatio-Temporal Data Model”, KSE 2012 The Fourth International Conference on Knowledge and 25 Systems Engineering, IEEE ISBN 978-0-7695-4760-2, Danang Vietnam, pp. 34-38, 2012. [CT9] Nguyen Gia Tuan Anh “Propose New Primitives for a Urban Data Model”, International Journal of Computer and Electrical Engineering, ISSN 1793-8163, Vol 4, No 6, pp. 962-966, 2012. Tài liệu tham khảo tiếng Việt [1] Trần Vĩnh Phước (2001), Một vài vấn đề chọn lọc trong GIS, NXB Giáo dục. Tài liệu tham khảo tiếng Anh [2] Alias Abdul Rahman, Zlatanova Sisi (2003) “Topology for 3D spatial objects” Geoinformation Science Journal, 3 (1). ISSN 1511 – 9491 pp. 56-65. [3] Alias Abdul Rahman (2005) “Developing three dimensional topological model for 3D GIS”. Project Report. UTM. [4] Alias Abdul Rahman (2008), Spatial Data Modelling for 3D GIS, Springer Verlag Berlin Heidelberg. [5] Raza Ale (2001), Object-oriened temporal GIS for urban applications, PhD thesis, University of Twente ITC. [6] Chokri, Koussa, Mathieu, Koehl (2009) “A Simplified Geometric And Topological Modeling Of 3D Building Enriched By Semantic Data: Combination Of Surface-Based And Solid-Based Representations”. ASPRS 2009 Annual Conference Baltimore, Maryland. [7] Ramos Fabien (2002), “A multi-level approach for 3D modeling in geographical information systems”. ISPRS Commision IV Symposium, Ottawa Canada . [8] Zhang Ning (2006), “Spatio-temporal cadastral data model: Geo- information management perspective in China”, Master thesis, International Institute for Geo-information science and earth observation enschede, The Netherlands. [9] OGC (2007), “City geography markup language Citygml encoding standard”. Open Geospatial Consortium inc. [10] Thomas Ott, Frank Swiaczny (2000), Time-Integrative GIS, Springer. [11] Bianca Schön, Debra Fern Laefer, Sean W. Morrish, Michela Bertolotto (2009), “Three-Dimensional Spatial Information Systems: 26 State of the Art Review”, Recent Patents on Computer Science, Vol: 2(1) ISSN: 1874-4796, pp 21-31. [12] Andrea Scianna, Alessio Ammoscato (2010), “3D Gis Data Model Using Open Source Software”, ISPRS Archive Vol. XXXVIII, Part 4-8-2-W9, Core Spatial Databases - Updating, Maintenance and Services - from Theory to Practice, Haifa, Israel, pp. 120-125 [13] Schmittwilken, Jörg Saatkamp, Jens Förstner, Wolfgang Kolbe, Thomas H. Plümer, Lutz (2007), “A Semantic Model Of Stairs In Building Collars”. Photogram-metric, Fernerkundung, Geoinformation, pp 415-428. [14] Wang Shuo, Ken Nakayama, Yoshitake Kobayashi, Mamoru Maekawa (2005), “An event-based spatiotemporal approach”. ECTI Transactions on Computer and Information Theory , pp 15-23. [15] Zlatanova Sisi (2002), “The future of 3D geo-information”, In Proceedings of the jubilee scientific conference on the occassion of the 60th anniversary of the University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy, Sofia, Bulgaria, Vol. 8. pp. 31-41. [16] Zlatanova Sisi (2000), 3D GIS for urban development. PhD Thesis, ITC The Netherlands . [17] Jantien Stoter, Zlatanova Sisi. (2003), “3D GIS, where are we standing” Spatial, Temporal and Multi-Dimensional Data Modeling and Analysis, pp. 153-160 [18] Nectaria Tryfona, Rasanne Price, Christian Jensen (2003), “Conceptual Models for Spatio-temporal Applications”, Lecture Notes in Computer Science, Springer, pp.79-116. [19] Noh Young Soe (2004), “Literature review on temporal, spatial, and spatiotermporal data models”. Technical Report 04-12, Computer Science, Iowa State University. [20] Ming Yuan Hu (2008). “Semantic Based LOD Models Of 3D House Property.” Proceedings of Commission II, ISPRS Congress Beijing. [21] Xinhua Wang, Armin Gruen (2000), “A hybrid GIS for 3D city models”. IAPRS, Vol 23, Amsterdam, pp. 1165-1172. [22] Yanbing Wang, Lixin Wu, Wenzhong Shi, Xiaojuan Li (2006), “3D integral modeling for city surface & subsurface”. Innovations in 3D Geo Information Systems, Springer Berlin, pp. 95-105. [23] Michael Worboys (1994), “A unified model for spatial and temporal information”. The Computer Journal, 37, 1, pp. 25--34.
File đính kèm:
- Luận án tóm tắt Phát triển một số mô hình dữ liệu không-thời gian trong GIS.pdf