GIS在国土资源管理中的应用

一、地理信息系统 地理信息系统（Geographic Information Systems,简称GIS）是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。     

资源环境数据格网的构建及其应用

资源环境、数据共享的紧迫性需要一个全新的资源环境研究平台,在该平台上不仅需要实现资源环境数据资源的共享,而且还要实现专业应用系统、计算模型、工具软件的共享。根据上述应用需求,利用数据格网技术,提出了资源环境数据格网的概念。遵循开放式格网服务体系结构构建了三层的资源环境数据格网,探讨了资源环境数据格网构建的关键技术。以1991-2001年环北京地区土地沙化分析为例,阐述了利用资源环境数据格网的应用。     

基于时空知识图谱的空间分析方法研究

受数据量和数据种类影响,传统空间分析中跨图层运算问题是造成效率低下的关键因素.知识图谱作为一种新型的数据结构,"图"的思想能够有效应用于空间地理信息数据的存储.利用时空知识图谱框架,结合全球离散格网系统和Google S2算法将地理空间数据存储于地理格网中,以图谱检索的方式替代传统空间分析过程,降低了时间复杂度,可以有效提高空间分析检索效率.以便民生活圈中地理实体变化作为典型空间分析案例,比较了传统多图层空间分析和时空知识图谱检索方式的分析效率.结果表明,基于时空知识图谱的检索方法比传统多图层空间分析存在着一个量级的提升,这对于解决地理信息系统空间分析效率问题具有参考意义.     

海量3维数据高效组织及集成研究

随着"数字城市"的推进,3维地理信息系统得到快速发展和广泛应用,产生了海量的3维地理空间数据,对3维空间数据的集成管理、并发访问、数据安全研究成为热点,市场对3维仿真系统和地理信息系统融合和统一需求日益迫切。针对"3维数字城市"建设新需求,本文在海量3维场景组织、空间索引建立和基于关系数据库的存储等方面开展研究,为海量3维空间数据组高效组织和集成管理提供了一条有效途径。     

适于大规模地形分析的计算格网应用

摘总结前人在GIS领域应用格网的理论和实验基础上,使用GlobusToolkit3构建DEM计算地形因子的格网服务(CSED),适用于大洲规模的DEM地形分析,并能够通过Web发布计算结果。基于此格网系统,进行了ShuttleRadarTopographyMission(SRTM)数据在地形因子自动化提取方面的计算实验。这些计算由于依赖的计算环境的重大变化,所体现出来的效率性能等方面有了很大的变化。本文选取中国青藏地区的地形数据进行了详细试验,并对实验区数据和GTOPO30的计算结果进行了对比分析。     

海洋GIS数据模型与结构

探讨了海洋 GIS中的数据模型和数据结构问题。根据物理海洋学的研究方法 ,提出了海洋 GIS的数据表达模型。针对海洋 GIS中水体的特点 ,提出了适合海洋 GIS水体的多级化格网型数据结构 ,给出了两种大尺度海洋常用的格网化方案 :全球等角格网化方案和全球等面积格网化方案。这种格网型数据结构是普通 GRID的扩展 ,具有鲜明的海洋数据应用特色。     

超图平台软件创新:SuperMap GIS 二三维一体化GIS技术体系简介

正北京超图软件股份有限公司有机整合了二维GIS强大的分析功能和基于虚拟现实技术的三维GIS的绚丽可视化效果,自主研发了二三维一体化技术体系,保证二维与三维GIS技术的无缝融合。Super Map GIS从内核层面打造的二三维一体化技术体系,突破了单纯三维软件的应用瓶颈,提供了三维空间数据管理与查询、三维符号体系、二三维空间分析等实用GIS功能。主要包括:二维与三维数据模型、数据存储方案、数据管理、符号、可视化和分析功能的一体化;海量二维数据直接在三维场景中的高性能可视化及三维     

利用等面积格网模型的GNSS PDOP高效评估方法

为解决位置精度衰减因子( position dilution of precision, PDOP )监测评估中经常使用的等经纬度间隔格网模型（equal-interval of longitude and latitude grid, GRID_ELL）存在全球格网点分布不合理、评估统计结果有偏差、计算和存储效率低等问题,进一步开展全球PDOP长周期实时监测服务,引入两种等面积格网模型：等弧长格网模型（equal-arch-length grid, GRID_EAL）和正二十面体球面格网模型( icosahedron-based grid, GRID_IB ),并分析其与GRID_ELL模型之间的差异。结果表明,两种等面积格网模型能够显著改善GRID_ELL模型全球格网点分布不均匀的现象以及目前全球PDOP监测评估统计结果中的偏差。重点针对不同格网间距的GRID_EAL模型适用性进行测试,结果表明,5°间隔的GRID_EAL模型能在保持全球PDOP监测评估准确性的同时,在计算效率和存储上带来36.3%和34.1%的提升与优化。     

WCPS与Web传输协议的地理格网互操作耦合模型及应用研究

地理格网互操作增强了地理格网信息资源的融合能力,促进了地理格网信息资源的充分合理利用。然而,地理格网互操作解决方案复杂,通用Web协议没有针对具体地理格网互操作的定义,需研究通用Web协议与地理格网互操作的藕合。OGC WCPS是比较好的地理格网互操作语言规范。本研究在剖析WCPS语言主要特点基础上,归纳了标准的地理格网及其互操作的函数模型,分析了地理格网互操作Web实现的相关协议与标准规范,创造性地提出WCPS与Web传输协议的地理格网互操作耦合模型,针对地理格网分析的Web实现展开快速原型研究,结果表明,WCPS与Web应用协议的耦合可有效提高地理格网分析的互操作性,增强GIS基础设施的服务功能,为WCS Processing扩展标准的制定与更新提供了科学判据,从而为国家区域数字化建设提供支持。     

乡镇级人口统计数据空间化的格网尺度效应分析——以义乌市为例

格网尺度效应是统计型人口数据空间化研究的基础性问题之一。针对资源环境研究领域和全球变化区域模型对各种尺度的空间型人口数据的需求,人们对人口数据空间化进行了大量研究。综观现有研究成果,缺乏针对具体应用需求的数据源选择方法和对数据产品适宜性的分析。因此,数据在实际应用中,特别是县市、二、三级流域等尺度上的应用中,存在较多的不确定性。本文重点研究人口数据空间化的格网尺度效应分析方法。以浙江省义乌市为例,利用CBERS、IRS-P5卫星影像,提取了研究区土地利用信息;在地理信息系统技术支持下,对乡镇统计人口进行空间化建模,生成20m至1km系列的格网人口数据;通过比较不同格网人口与乡镇统计人口的误差,分析人口数据空间化的格网尺度效应。分析结果表明,采用CBERS数据源进行人口数据空间化,其数据产品即格网人口的适宜尺度是200m,抽样精度为76%;采用P5数据源进行人口数据空间化,其格网人口的适宜尺度是100m,抽样精度为84%。     

空间信息格网框架体系和关键技术分析

空间信息格网 (SIG)是格网 (Grid)技术在数字城市等地球信息应用服务领域中的具体应用。本文首先分析了格网兴起的背景以及国内外在格网领域的研究进展 ,然后建立了格网三层体系结构 ,提出了格网操作系统中基于 XML 的格网资源描述语言的资源管理方法和多层格网节点分治式格网任务调度管理方法 ,最后提出了基于空间智能体的空间信息格网的体系结构 ,并且探讨了空间信息格网中空间信息连通性和一致性、空间信息格网的智能化等一系列重点问题。     

虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现

本文首先在分析地学虚拟环境和虚拟地理信息系统的同时 ,指出当前虚拟地理信息系统在数据模型上的不足 ;然后具体介绍了我们设计的虚拟地理信息系统数据模型 ,在该数据模型中通过引入结构对象 ,支持地理数据在空间数据库中的管理和在地学虚拟环境中表达 ;同时介绍了该数据模型基于主动式面向对象数据库的实现 ,并在其支持下的地理对象中引入了对象事件属性 ;最后文中给出系统应用示例图。     

GIS支持下的全球武装冲突数据体系建设评介

地缘环境安全是国家安全的重要组成部分。准确、精细、及时更新的各类地缘冲突信息是全球地缘风险评估和预警的基础。本文全面回顾了以武装冲突为核心的全球地缘冲突数据体系建设的发展历程,剖析了地理时空定位、大数据挖掘等技术的应用进展。在地理信息系统（GIS）技术支持下,对武装冲突内涵和武装冲突事件数据体系总体框架的理解不断深入,生产出一大批高质量的数据集合或数据产品;地缘冲突在主题上逐渐细化,冲突事件记载的空间定位精度从国家发展到更小尺度的地理位置（经纬度）;在网络信息搜索与大数据挖掘技术支持下,武装冲突信息的更新频率从年度更新提高到每小时更新,全球武装冲突数据体系建设初见成效。地缘环境系统科学与地理科学的深度融合、地理大数据与人工智能技术的广泛应用将是推动本学科领域发展的重要动力。     

网格GIS体系结构及其实现技术

网格 GIS是实现广域网络环境中空间信息共享和协同服务的分布式 GIS软件平台和技术体系。将地理上分布、系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等 ,通过高速互连网络连接并集成起来 ,形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境就是网格地理信息系统。本文在分析网络空间数据特征的基础上 ,提出了网格 GIS的 5层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等 ,它们是实现该系统的关键技术。     

地理数据的不确定性研究

目前地理数据不确定性是制约遥感(RS)与地理信息系统(GIS)发展的主要因素之一,直接影响地理数据分析的空间决策支持系统输出的可信度。如何识别、量化、跟踪、减少、可视化表达地理数据不确定性,已引起地理信息科学领域专家的广泛重视,成为3S领域新的研究热点。本文先阐述地理数据不确定性研究的重要性,然后分析地理数据不确定性产生的根源,最后提出开展地理数据不确定性研究的方法及地理数据不确定性的优先研究领域。     

面向网格环境的Java跨平台GIS系统原型实现的关键技术

针对传统地理信息系统在空间数据处理中无法有效进行数据访问与集成的问题,提出了面向网格计算环境下空间数据访问与集成的地理信息系统体系架构,并给出了面向网格环境的Java跨平台GIS系统原型的设计方案,以及地理信息网格服务化提升的关键技术。进一步整合Java拓扑模型、Eclipse富客户端平台与面向海量数据访问的数据网格组件,以标准规范的开发流程,给出构建面向网格环境具备可拓展结构的跨平台地理信息系统原型的实现过程。     

国家尺度社会经济数据格网化原理和方法

空间信息获取和处理技术,可将传统关系型社会经济数据转变为空间化的矢量或者格网数据.首先,分析了传统关系型社会经济数据库的不足,并对社会经济数据格网化理论研究及格网数据库建设的历史做了回顾;在明确社会经济数据格网化基本概念的基础上,提出了社会经济数据格网化的3个基本要求,即时间可比、空间一致和逻辑自洽;同时提出了一个包括...     

三维城市模型数据划分及分布式存储方法

随着信息获取技术的快速发展,地理信息数据每天以TB级的数量增加。三维城市模型数据作为三维GIS的重要内容,在数字城市和智慧城市建设过程中发挥重要作用。由于三维城市模型数据结构复杂,其数据量具有海量性,因此,高效地对三维城市模型进行划分及存储,以满足数据的长效管理及三维GIS系统的快速可视化数据调度和空间辅助决策需求,成为近年的研究热点。以往的数据划分方法导致划分区域在数据调度中变化频繁,使数据更新和管理变得困难,需寻找一种更为稳定且具有普适性的数据划分方法。本文分析了现有三维城市模型数据划分方法的不足,提出了基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法,并对划分后三维模型数据进行统一命名编码;借助非关系数据库MongoDB强大的海量数据组织及高效的多并发访问功能,构建了MongoDB分片集群服务器;对三维城市模型数据进行了单元划分,并采用规则建模软件City Engine进行建模,得到三维城市模型,借助非关系数据库软件MongoDB进行数据存储实验。结果表明,基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法适用于三维城市模型数据划分,划分后数据的存储效率明显提高,MongoDB数据库的多并发访问效率具有良好的稳定性。     

都江堰外江灌区地理信息系统应用研究

主要介绍开发外江灌区地理信息系统的方法和实现过程.系统采用SQL Server 2000进行数据库的开发,实现地理信息数据和属性数据的统一管理,并通过基于MapX控件和 VC 编程环境下开发的GIS平台,提供灌区相关信息查询及分析功能.