近年来，随着空间信息获取手段的日益增多和空间信息技术应用的大众化，与空间和时间相关的地理信息系统(geographic information system,GIS)越来越受到人们的关注。历史数据作为GIS研究的内容，涉及的领域包括历史人口、历史政区、历史旱涝情况等。研究者在研究不同时空状态的历史信息时，需要将这些历史信息放在特定时空背景下，并通过地图直观或间接地获取相应信息，从而更好地把握历史事件的关联和内涵。时间、空间、地理专题属性是历史空间信息的3个基本特征。    

传统GIS是在静态属性的基础上加入空间维来表达地理实体的分布，如ESRI,  MAPGIS K9(以上版本)、SuperMap的空间数据库等;时态数据库是在静态属性中添加时间维来表达时间信息的变化，如历史关系数据库、TimeDB  C time database、TempDB(temp database)等。时空是包含了地理实体的空间、时间和属性特征并以地理数据库或时态数据库存放，综合性更强、表达更完善的一种数据组织方式。目前国内表达历史时空信息采用的模式主要分为3种:①(历史)关系数据库增加时间因子.②空间数据库增加时间维.③关系数据库扩展时间属性，并利用空间组件表达空间图形和属性信息。研究内容主要集中在土地利用变化、历史人口和土地植被覆盖等方面。第一种模式对时间语义进行了详细定义，针对不同的应用特点选择适用的时态表示模式，没有涉及空间图形的表达;第二、第三种模式通常采用矢量数据格式存储和表达时空信息，数据组织和结构设计较为复杂，空间分析不便，而采用栅格数据格式，其能够描述地理现象的生亡与变化，缺乏对地理实体变化的描述，研究也多集中在与遥感应用相结合的领域。    

本文提出了一种基于关系数据库的时态栅格生成方法。关系数据库用以存储规则空间格网内，通过实地调查、传感器采样等方式获取的时态数据和网格位置信息，并支持基于属性、位置、时间及复合查询，同时利用栅格和属性表直观地表达其状态和描述信息，将此方法应用于历史行政区数据，能够准确灵活地表达历史行政区的历史特征、演变过程及变化描述，具有较强的适用性。

1行政区空间网格及其时空变化类型

1.1空间网格及其信息类型    

空间网格是地球特定空间位置范围内自然、社会、经济文化属性的信息载体。它是进行空间数据的获取处理、存储显示、信息提取和分析应用的基础。空间网格将地球参考椭球体采用(等积、等距、方位)投影划分为面积、形状或方位近似相等且具有多分辨率层次结构的网格单元，同时采用每个单元对应的矩阵地址编码代替网格地理坐标进行各种操作，从而使网格单元具有了处理多比例尺数据的潜力。，同一研究区采用1kmXlkm的网格，在此基础上可采用4kmX4km的网格进行重采样生成更低分辨率的栅格。    

空间网格是时态数据采集、存储和表达的基本对象。空间网格内专题对象的信息类型可分为两类:文本型和值类型。文本型是通过文献阅读、实地调查等方式获取的空间网格的文本型属性信息，如贝州、魏州等。值类型是通过统计、实地调查，传感器获取等方式采集的以数值为属性的信息，如道路长度、人口数量等。文本型可以根据规则转换为值类型然后再进行操作。获取基础数据时，空间网格内会落入多种矢量斑块，采用面积占优、中心归属、长度占优、重要性等选择标准将地物专题属性作为空间网格的值。

1.2空间变化类型    

变化是地理实体和现象的基本特征之一，空间网格的空间变化从宏观角度出发可分为同属空间网格数量的增加、减少、出现、消失、分化等。从微观角度出发可分为出现、持续、消亡3种类型，并由地理事件liol触发，地理事件是指引起时空对象的产生、状态变化、进化和消亡的特定事件。如图2，在t1时刻，存在A,  B,  C3种属性，在t2时刻，网格A1, C1, C2, C3的属性持续，A2, C4,C5, D1出现，B消亡被A2替代。A2由事件1导致属性改变，C4, C5, D1由事件2、事件3、事件4导致属阵发牛“分化”。因此数据库需要新增由事件1一事件4引起空间网格今化的m属性记录:②时间记录;③位置与属性、位置与时间的关系变化记录。

1.3时间变化类型    

时空数据在时间轴上的变化是连续性、多态性的。从数据的采集角度出发可以分为基于地理事件类型和基于时间类型。基于地理事件类型是以地理事件的发生或者消亡而造成的对象状态的变化作为采集时机，将地理事件作为对象的时间属性来描述时空变化过程，这种方式对网格内专题对象的记录详细，且可以有效地减少增量数据的冗余;基于时间的类型是以相同的时间间隔去记录对象的状态变化，时间粒度确定(图3)。这种方法主要采用序列快照的方式采集数据，操作简便，但数据冗余大。    

从时间的表达角度主要分为有效时间和事务时间。有效时间是指对象在现实世界中客观存在的时间，或者是引起对象变化的事件所发生的实际时间;事务时间是指对象的信息存入数据库的时间。有效时间是针对已经发生的事件信息，具有客观性;而事务时间，由于记录的是现时状态，不同空间的事件信息存入数据库时存在时间差，对空间对象的演变存在一定的影响。时间在尺度上表达称为时间粒度，是历史空间信息的时间表达间隔，可以是年、月、日等单位。时间粒度的大小直接反映空间对象变化的快慢。时间粒度的大小同时也与空间信息的采集方法有关，如序列快照按照固定的时间间隔采集，增量更新按照事件发生的时刻采集。