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时空数据模型能够动态描述事件中时空对象的位置、环境和变化,使我们能更好的理解和分析其发生与发展的状态与过程。本报告尝试将时空数据模型及时空数据可视化技术引入历史事件的组织、管理、可视化和分析,力争实现历史事件视图化,即利用地图语言讲述事件的发生背景、态势及发展过程,辅助地图、图片、视频、文字等多种方式进行综合展示,实现事件的可视化、回溯与真实再现。最后将模型及可视化方法应用于生态环境事件中,取得良好的效果。 本文的主要研究内容如下: (1)面向历史事件的时空模型 建立面向历史事件的时空模型,完整地记录、描述、再现、回溯、查询和分析历史事件。通过分析事件、变化、状态及其相互关系,面向历史事件提出了基于事件-变化-状态的时空数据模型ESCSDM,尝试利用时空数据模型描述和再现重大历史事件中的时空信息及时空变化。 (2)历史事件时空回溯 面向历史事件中的时空对象及其变化特征,提出一种结合事件链表与子事件树的历史事件时态树结构。该结构采用双数据结构,有效地将时间、事件及相关时空对象组织起来,可以动态回溯、反演和检索历史事件的发展过程与状态。利用时态树结构可以进行时态回溯、空间回溯和时空对象回溯,回溯各个历史事件中涉及的时刻、时段、地点、时空对象及事件内容。 (3)时空过程可视化框架 详细介绍了时空可视化视觉变量、视觉感知特性、可视化关键技术、可视化形式,并将时空过程可视化框架划分为时空数据层、时空过程层、视觉变量层、视觉感知层、可视化技术层和表现形式层六个层次。 (4)历史事件时空可视化 通过对历史事件脚本的时空信息与可视化形式分析,在构建事件、子事件模型及其拓扑结构基础上,提出了基于事件时态树的历史事件时空可视化方法。 提出多源数据时空集成可视化方法和二三维融合可视化方法。多源数据时空集成方法根据事件要素的类型、维度、时相、表现特征等将其划分到相应处理类别中,运用符号集成、多媒体集成和综合显示等技术,最终在统一的时空框架下实现历史事件的综合显示。基于二维矢量、三维模型、DEM等数据融合,实现了历史事件中的特定场景的二三维融合可视化。 利用时空模型及可视化的思路与方法,将应用拓展至其他地理及生态环境相关的事件,实现了对水环境污染事件时空过程的描述与表达。 (5)历史事件时空平台 基于面向历史事件的时空数据模型和可视化方法,提出历史事件时空平台架构和总体设计方案。初步构建了时空平台原型,并初步实现了重大历史事件展示、时空回溯、事件信息查询、历史古籍搜索、历史事件信息获取与时空展示等。