第1章绪论
1.1研究背景
近年来，随着信息技术的快速发展，人们对空间信息的认识和需求不断增长，地理信息系统（GIS， Geographical Information System)的应用也日益广泛。地理信息由时间、空间以及属性这三个基本特征组成。传统的GIS仅考虑在单一时态的情况下对地理对象的空间和属性信息进行处理，没有考虑对数据时间动态性进行处理。当数据发生变化时，使用新的数据代替原数据，系统始终保持为现在时的状态。因此，这类GIS无法分析对象的历史状态，也不能预测其未来发展趋势，可称之为静态GIS。然而，GIS在许多领域中的应用都要求其能够提供完善的时序分析功能，要求其能在时间和空间方面都能够处理地理信息。为了解决静态GIS在对地理对象动态变化表达方面的缺失问题，学术界在十几年前就开始对能够描述和表达时空变化的GIS一时态GIS[ii进行研究。作为GIS研究和应用的一个新课题，时态GIS正受到众多关注。尤其是在这计算机技术飞速发展的时代，海量数据存储和高效处理的实现更是为其研究和应用实现提供了更多有利条件。GIS中的大多数问题是由于数据表现方式和数据模型设计上的不足而产生的。
许多现有的时空数据模型没有从地学问题角度来对地理实体或现象进行表述，而是从计算机的角度出发。这种方式使模型缺失了地理对象在定义和基础关系方面的描述，从而增加了数据共享的难度。在时态GIS的研究中，时空数据模型是其组合核心——时空数据库（Spatial-temporal Database)的概念基础模型的好坏决定了时态GIS的系统各项操作功效，束缚了时态GIS领域内其它方面的研究和发展。
为此，各国专家学者研究和提出了多种时空数据的表示处理方法。比较常见的有下面几种：序列快照模型、基态修正模型、时空复合模型、时空立方体模型、基于事件、基于特征以及面向对象的时空数据模型。时空数据模型是针对不同时态GIS的功能而设计的。为此本文将在对上述的各种时空数据概念模型进行研究分析的基础上，为处理动态路况信息选用合适的时空数据模型。随着城市经济和城市建设的快速发展，城市人口大幅度增长，人们的社会活动逐渐增多，交通需求量的迅猛增长，道路堵塞情况加剧，交通事故频繁等一系列的城市交通问题已成为国内各大城市亟需解决的问题之一，为了缓解交通拥堵问题，许多城市修建了大量道路。但随着城市用地空间的减少，该方法只在短期内有效，不是解决问题的根本办法。随着信息技术的发展和多年的实践经验，城市建设和交通管理相关部门逐渐意识到可借助现代高新信息技术来改造和管理现有的交通系统，路交通的管理效率。该方式可更有效地解决交通问题。
1.2研究意义
地理信息除了具有空间和属性特征外，还有动态变化的特征。而传统的GIS-T在支持数据时态处理上的不足以及现实应用中对时态处理能力的需求使时态GIS研究成为GIS领域研究的热点。因此时态GIS的研究不仅可以完善和发展GIS的理论，同时也可以满足应用领域的需求，因此，对时态GIS的研究有着重要的理论价值和现实意义。交通路况信息是一种具有明显的动态变化性的地理交通信息。它的实时获取可为出行者提供实时的交通诱导服务，使其避开交通拥堵路段，缓解道路交通拥挤状况。而组织与管理其长期的数据，可寻找随时间变化的分布规律，分析道路拥堵原因，为交通规划部门对道路网结构的调整或合理分流模式的设计提供支持。因此，对交通路况时空数据模型的研究具有重要的意义。
第3章基于动态分段的路况序列快照时..................................16
3.1路况信息分析..................................16
3.2路况动态分段的时空概念模型..................................16
3.3动态分段路况数据的时空数据库..................................20
3.4本章小结..................................22
第4章栅格路况数据向动态分段数据的..................................23
4.1在线路况数据的获取..................................23
4.2栅格路况数据向动态分段数据的..................................26
4.3本章小结..................................35
第5章应用试验系统设计及..................................36
5.1系统设计..................................365
5.2系统主要功能的实现..................................37
总结与展望
总结
本论文针对交通路况数据的特点，通过对时空数据模型理论的研究和常见的几种模型的分析比较，提出基于动态分段的交通路况序列快照时空数据模型。该模型用路况事件表作为快照来替代传统序列快照中的栅格或是矢量数据类型快照，在一定程度上弥补了快照模型在数据存储、查询分析中的不足。随后，以Googk栅格路况数据为例，研究栅格路况数据向动态分段数据的转换方法，生成相应的路况事件表数据以便后续的系统应用和模型的验证。最后，基于C#， ArcEngine和SQL Server 2008数据库为开发平台，以成都市道路网络为例，设计和开发相应的应用试验系统来实现路况数据的下载、提取、查询、管理等功能。归纳起来，本论文主要研究两方面内容：
1、采用线性参照和动态分段技术将栅格路况数据转换为动态分段的事件表数据。
2、建立相应的路况时空数据模型，最后设计和开发应用试验系统对路况信息进行查询可视化分析。围绕上述两点，主要进行了以下几方面的工作：
1、以Google地图中的栅格路况数据为例，在建立相应的道路网络模型的基础上，研究从栅格路况数据向动态分段数据转换的方法，用于提取路况图片中的路况数据作为路径事件表处理。
2、通过对现有的时空数据模型的分析对比，在路况事件表和序列快照模型的基础上建立基于动态分段的交通路况信息时空数据模型。该模型解决了传统快照模型在数据存储冗余、单个对象检索困难以及检索查询效率低的问题。
3、在上述概念数据模型的基础上，采用关系数据模型建立相应的逻辑模型，最后基于SQL Server 2008数据库设计和建立起相应时空数据库。
4、最后设计应用试验系统实现上述的路况下载、提取以及可视化的查询分析等功能。
