Растровые модели и алгоритм визуализации пространственных данных в системах мониторинга природных и техногенных катастроф

• Автор: Белов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Постановка задачи диссертационного исследования
1.1 Системы мониторинга природных и техногенных катастроф
1.1.1 Природные, техногенные катастрофы и чрезвычайные ситуации
1.1.2 Мониторинг и системы мониторинга
1.1.3 Задачи систем мониторинга
1.1.4 Виды и состав систем мониторинга
1.1.5 Требования к системам мониторинга
1.1.6 Применение методов дистанционного зондирования в системах мониторинга
1.1.7 Пространственные данные и пространственные объекты в системах мониторинга
1.1.8 Анализ и идентификация пространственных данных в системах мониторинга
1.2 Растровые модели для хранения и обработки пространственных данных в системах мониторинга
1.2.1 Существующие формы представления фрагментов пространственных данных произвольной области
1.2.1.1 Представление фрагментов пространственных данных произвольной области в канонической форме
1.2.1.2 Представление объектов пространственных данных с использованием минимальных ограничивающих прямоугольников и бинарных файлов
1.2.1.3 Представление фрагментов пространственных данных произвольной области с использованием квадродеревьев
1.2.1.4 Представление фрагментов пространственных данных произвольной области с использованием линейных квадродеревьев
1.2.1.5 Представления фрагментов пространственных данных произвольной области с использованием отношений Пеано
1.2.2 Предлагаемые новые модели представления
1.3 Растровые модели для передачи пространственных данных в системах мониторинга
1.3.1 Существующие модели представления
1.3.2 Предлагаемые новые модели представления
1.4 Выводы
2 Растровые модели, предназначенные для хранения и обработки пространственных данных состояния объекта мониторинга в виде системы отношений
2.1 Понятие сложного пространственного объекта, характеризующего состояние объекта мониторинга
2.2 Структура моделей
2.3 Построение моделей
2.3.1 Трансформация многомерного координатного пространства пространственного объекта в одномерное
2.3.2 Декомпозиция
2.3.3 Снижение избыточности на основании метода группового кодирования
2.4 Аналитическое сравнение вариантов реализации моделей для систем мониторинга по показателю требуемого объема памяти
2.4.1 Требования и ограничения на характеристики моделей
2.4.2 Определение аналитических выражений для модели тЬг
2.4.3 Определение аналитических выражений для модели
2.4.4 Определение аналитических выражений для модели рг
2.4.5 Определение аналитических выражений для модели сгс
2.4.6 Определение аналитических выражений для модели сг
2.4.7 Результаты аналитического сравнения моделей объемов памяти для систем мониторинга в наихудшем и наилучшем случаях
2.5 Экспериментальное сравнение систем мониторинга по показателю требуемого объема памяти
2.6 Выводы
3 Растровые модели передачи пространственных данных о состоянии объекта мониторинга в виде последовательности бит
3.1 Структура моделей
3.2 Построение моделей
3.2.1 Декомпозиция
3.2.2 Обход вершин квадродерева в ширину для кодирования и получения последовательностей бит
3.3 Аналитическое сравнение вариантов реализации моделей по показателю требуемого объема передаваемых данных
3.3.1 Определение аналитических аппроксимирующих выражений количества различных вершин в квадродеревьях
3.3.1.1 Определение аналитических аппроксимирующих выражений количества различных вершин в квадродеревьях для наихудшего случая
3.3.1.2 Определение аналитических аппроксимирующих выражений количества различных вершин в квадродеревьях для наилучшего случая
3.3.2 Аналитические аппроксимирующие зависимости для определения объема передаваемых данных с использованием исследуемых моделей
3.3.3 Результаты аналитического сравнения моделей по показателю требуемого объема передаваемых данных в наихудшем и наилучшем случаях
3.4 Экспериментальное сравнение моделей по показателю требуемого объема передаваемых данных
3.5 Выводы
4 Алгоритм визуализации пространственных данных в системах мониторинга
4.1 Процедуры запросов обработки изменения состояния объектов мониторинга для моделей
4.1.1 Аналитические выражения для расчета времени выполнения процедуры обработки изменения состояния объектов мониторинга для модели яг
4.1.2 Аналитические выражения для расчета времени выполнения процедуры обработки изменения состояния объектов мониторинга для модели тЪг

тия координатной части пространственных данных на основании кривых, заполняющих пространство [19,51,65,68,71,75,81,90].
На рисунке 1.26 показано предлагаемое в диссертационной работе новое представление пространственных данных в виде растровой модели [8,9,10,18]. Особенностью такого представления является то, что атрибутивная и координатные части пространственных данных хранятся в различных структурах данных, в частности, в отношениях.
Исходные данные

■*— Координатная часть

Атрибутивная
часть
Рисунок 1.26 -Раздельное хранение атрибутивной и координатной части пространственных данных Такое представление позволяет избежать недостатков, которые имеют ранее рассмотренные модели.
1.3 Растровые модели для передачи пространственных данных в системах
мониторинга
Одной из актуальных задач мониторинга при использовании изображений, получаемых в результате дистанционного зондирования (ДЗ), является задача сокращения объема памяти при их передаче и хранении. При этом часто