组件与服务耦合的地学模型集成方法与实现

传统的空间信息处理建模工具,如ArcGIS ModelBuilder,聚焦于地理空间信息处理算子的组合建模。“模型网”的提出对已有的空间信息处理建模工具提出了新的挑战,一方面,现有的空间信息处理建模工具需要能够支持网络环境,支持空间信息服务的即插即用;另一方面,服务需要与复杂地学模型耦合,支持基于时间步长的地学模型运行。针对组件与服务并存的现状以及异构模型和算法兼容性差等问题,提出了组件与服务耦合的地学模型集成方法;并从“模型即服务”和模型集成需求出发,提出了基于WebSocket协议发布地学模型的新方法,实现了基于时间步长的地学模型在线共享。采用科学工作流技术实现了遵循国际开放地理空间信息联盟（Open Geospatial Consortium,OGC）标准的空间信息服务、基于WebSocket协议的地学模型服务、遵循OpenMI开放建模接口规范的模型组件集成,具有逻辑一致、物理分隔、执行可控等特点。利用该方法将传统的空间信息处理建模工具拓展为地学模型集成工具,并应用于具体案例中,验证了方法的可行性。     

地图代数在洪水淹没模拟与分析中的应用

扩展了地图代数系统的功能 ,提出了运用地图代数进行洪水淹没模拟与分析的方法 ,建立了洪水淹没模型 ,并给出了洪水淹没模拟与分析的实例     

三维矢量构模及其数据集成组织框架研究

基于面向对象的思想,在语义分离的基础上,从微观几何要素的角度对三维矢量模型的构建及其操作进行了分析,提出并实现了具有四层结构的三维矢量构模及其数据集成组织框架。基于该框架,能够以参数配置的形式快速形成一系列语义无关且具备强大操作行为能力的三维矢量模型组件(库)。在应用中,以模型组件+语义特性的方式进行地学建模,在更大程度上满足三维GIS以及VGE系统对各种地学对象及现象进行多样化表达模拟分析的需求。通过对某地区复合地质体的建模操作,验证了该集成框架及其所构建模型组件的正确性与有效性。     

Web2.0地图制图的信息生态理论研究

针对Web2.0地图的开放性和公众参与性给地图信息带来的污染等问题,本文首先总结了地图模型的演化规律,并利用信息生态学原理,结合Web2.0地图的特点,提出地图信息生态概念.在传统地图模型基础上扩展地图信息环境,建立了基于人-图-环境系统的地图信息生态模型,并分析了其特点.从地图信息生态理论的角度,分析了目前主要Web...     

关于智能地图制图的几点思考

以人工智能背景下的智能地图制图为切入点,分析了时空大数据给地图学带来的冲击,指出地图可能的三个演化方向,剖析了智能制图内涵及其具有的众源数据、用户参与、模型耦合和可视化分析等特征,深入讨论智能制图显性和隐性知识表征,提出建立地图知识图谱的构想,总结了基于低代码技术的平台开发范式。     

制图综合的知识表示

从知识表示方面分析了制图综合的理论，介绍了地图综合的知识表示和地图综合专家系统的基本原理和方法．阐述了基于规则和模型的制图综合知识表示和数据组织形式，提出了制图综合专家系统的设计方案。     

基于文本挖掘的个性化地图服务模型研究

随着个性化地图服务的深入研究,如何获取更加实时可靠的用户个性化信息和需求,成为当前研究的难点。本文从人们最重要的交流工具——文本数据出发,在当前文本挖掘技术的支持下,提出了一种能够识别挖掘用户所言,分析提取用户所需,并最终实现地图可视化的个性化地图服务模型。通过实例验证,该模型能够有效地提取地图知识和用户信息,为个性化地图服务的发展提供技术和数据支撑。     

基于地学信息服务的Internet 3维 GIS：GeoEye 3D

随着Internet、分布式计算以及计算机图形学的飞速发展,开发基于Internet的3维GIS系统已成为可能。这3种技术的有力结合为地学领域开创了一个崭新的时代,促使网络GIS的概念由“地学数据服务”提高到“地学信息处理服务”的新阶段,不仅地学数据,地学信息处理功能也可以分布在基于客户／服务器的架构上,用户可以根据不同的需求“租用”和组合来自于Internet的不同功能。基于这一概念和作者提出的构件注册模型,我们从1998年开始着手研究和开发新一代的Internet 3维GIS：GeoEye 3D。这一系统集成了GIS、3维可视化、分布式计算及网络通信等技术,允许用户通过标准Internet浏览器来应用远程功能对远程和本地数据进行可视化分析。阐述了地学信息处理服务概念和构件注册模型以及GeoEye 3D的系统架构、算法和应用实例。     

基于地图的地理信息可视化现状与发展

地理信息可视化是在地理数据库驱动下,以地图形式表达地理信息的过程。地图可视化和GIS可视化是地学可视化研究的两个重要部分,地图可视化通常在制图系统中完成,脱离了地理数据库,不便于地图更新;GIS可视化又缺乏足够的地图制图工具。文中探讨了地理数据库驱动下的地图表达机制,融入了地图制图机制与GIS符号化,形成GIS数据管理、数据综合、符号化、图形综合一体化的地图表达模型。     

基于浏览行为的网络地图用户兴趣模型研究

为准确表达用户兴趣,提升网络地图个性化服务效率,本文结合用户的操作行为与视觉行为,探讨了用户兴趣获取的原理与方法。结合Web日志与眼动数据的特点,提取网络地图的用户兴趣特征项,并利用熵权法对用户兴趣度进行估计。通过向量空间模型,构建网络地图用户兴趣模型,并开展验证实验对用户兴趣建模方法进行验证。     

Mapping spatio-temporal flood inundation dynamics at large river basin scale using time-series flow data and MODIS imagery

Flood inundation is crucial to the survival and prosperity of flora and fauna communities in floodplain and wetland ecosystems. This study tried to map flood inundation characteristics in the Murray-Darling Basin, Australia, utilizing hydrological and remotely sensed data. It integrated river flow time series and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) images to map inundation dynamics over the study area on both temporal and spatial dimensions. Flow data were analyzed to derive flow peaks and Annual Exceedance Probabilities (AEPs) using the annual flood series method. The peaks were linked with MODIS images for inundation detection. Ten annual maximum inundation maps were generated for water years 2001–2010, which were then overlaid to derive an inundation frequency map. AEPs were also combined with the annual maximum inundation maps to derive an inundation probability map. The resultant maps revealed spatial and temporal patterns of flood inundation in the basin, which will benefit ecological and environmental studies when considering response of floodplain and wetland ecosystems to flood inundation.     

面向服务的分布式地学模型集成框架研究

通过对模型库、GIS与应用分析模型集成方式的探讨，结合未来以分布式资源共享为特征的系统构建模式，提出了面向服务的分布式地学模型集成框架。该框架通过将XML文档对象模型引入到模型定义中，统一了模型数据和功能的定义，基于COM技术实现了模型集成运行服务器和模型服务访问组件。模型服务器扩展了传统模型库的功能，为异构模型提供了集成和运行环境；服务访问组件实现了面向对象的服务访问接口，为应用系统开发提供了一致的集成模式。     

GPU-CA模型下的溃坝洪水演进实时模拟与分析

基于元胞自动机(CA)的局部并行计算特性和统一计算设备架构(CUDA)并行计算架构,提出了GPU-CA的溃坝洪水演进计算模型,重点探讨了溃坝洪水演进元胞自动机模型、GPU模型映射、计算优化、CPU/GPU协同的溃坝洪水演进模拟与分析等关键问题,研发了原型系统,并选择了案例进行初步试验。试验结果表明,在保证溃坝洪水演进模拟结果有效性的情况下,与基于CPU-CA串行计算模式相比,基于GPU-CA的溃坝洪水演进模型计算可提高计算效率,加速比随着元胞格网分辨率的提升而增加,当元胞格网的大小为10m时,模型计算效率的加速比可以达到15.9倍,可支持实时溃坝洪水演进模拟分析与风险评估。     

基于元算法专题数据处理数学模型库的建立及应用

随着专题数据处理向着定量化、辅助决策方向发展,对专题数据处理数学模型提出了更多更高的要求。针对当前制图系统和GIS中数学模型(库)的重用性和可扩展性较差的问题,提出基于元算法的相关概念,并通过对专题数据处理数学模型的深入研究,建立了基于元算法的专题数据处理模型库,最后将该模型库应用到GIS中的专题地图制作中,取得了较好的实验效果。实践证明,基于元算法专题数据处理数学模型库不仅具有建库的高效性,而且具有管理的动态性和使用的灵活性,同时也充分说明基于元算法数学模型库系统具有较大的推广价值。     

SAR与TM影像的IHS变换复合及其质量定量评价

本文采用四种典型的IHS变换方法,对同一地区的SAR与TM影像进行了复合,并对复合后图像的信息量及清晰度作了定性和定量分析。结果表明,用熵、联合熵和平均梯度这三个定量指标客观评价SAR与TM影像的复合效果,比目视评价结果准确有效,从而为选择最佳IHS变换方法进行多源遥感数据复合提供了依据。     

基于水文仿真模型与GIS的三维可视化在城市洪水演进中的模拟研究——以马鞍山为例

本文对城市三维可视化虚拟场景构建和洪水演进实时动态模拟及其实现方法进行研究。以洪水水文数学模型为核心计算方法,对系统构建过程中的关键技术进行了深入探讨和研究,构建了城市洪水演进和洪水淹没三维模拟系统。研究表明,三维可视化技术与水力学模型结合提高了模型计算结果的准确性和可视性,对于城市防洪决策及水利工程有重要意义。以安徽省马鞍山市为应用实例,实现了城市三维地形仿真场景模拟及洪水演进分析和三维模拟。     

一种基于特征-语义的时空数据组织方法

在全面研究时空数据模型理论及构建方法的基础上,本文采用面向特征的数据模型构建方法结合时空语义思想,并引入无缝时空理念,探讨了一种基于特征的无缝时空数据模型构建方法。该模型将地理时空过程特征抽象为特征对象、特征事件、特征过程,不仅能够实现地理实体的空间数据组织及复杂拓扑分析,而且,通过描述特征事件、特征过程及其相互关系实现时空语义表达,进而实现海量信息存储以及高层次时空分析,也为通用性时空数据模型的构建提供了一种新思路。     

SuperMap在日本防灾建设上的典型应用

以日本防灾建设为背景,介绍了SuperMap在日本防灾信息系统开发中的几个典型应用,主要包括灾害地图门户网站、家物倒坏危险区域瓦片制作工具群、洪水推定区域地图数据下载网站、落石防灾管理系统和浸水模拟检索系统.     

Mapping floods due to Hurricane Sandy using NPP VIIRS and ATMS data and geotagged Flickr imagery

In this study, we present an approach to estimate the extent of large-scale coastal floods caused by Hurricane Sandy using passive optical and microwave remote sensing data. The approach estimates the water fraction from coarse-resolution VIIRS and ATMS data through mixed-pixel linear decomposition. Based on the water fraction difference, using the physical characteristics of water inundation in a basin, the flood map derived from the coarse-resolution VIIRS and ATMS measurements was extrapolated to a higher spatial resolution of 30 m using topographic information. It is found that flood map derived from VIIRS shows less inundated area than the Federal Emergency Management Agency (FEMA) flood map and the ground observations. The bias was mainly caused by the time difference in observations. This is because VIIRS can only detect flood under clear conditions, while we can only find some clear-sky data around the New York area on 4 November 2012, when most flooding water already receded. Meanwhile, microwave measurements can penetrate through clouds and sense surface water bodies under clear-or-cloudy conditions. We therefore developed a new method to derive flood maps from passive microwave ATMS observations. To evaluate the flood mapping method, the corresponding ground observations and the FEMA storm surge flooding (SSF) products are used. The results show there was good agreement between our ATMS and the FEMA SSF flood areas, with a correlation of 0.95. Furthermore, we compared our results to geotagged Flickr contributions reporting flooding, and found that 95% of these Flickr reports were distributed within the ATMS-derived flood area, supporting the argument that such crowd-generated content can be valuable for remote sensing operations. Overall, the methodology presented in this paper was able to produce high-quality and high-resolution flood maps over large-scale coastal areas.