几何代数在地理信息高维空间表达中的应用

以欧氏几何为基础的信息框架对地理信息科学的发展起着重要作用。然而,由于欧氏空间对地理信息系统(geographic information system,GIS)中地理对象和现象的表达依赖于坐标系统以及对象具体坐标,使得基于欧氏空间的地理对象表达、计算和分析难以形成多维统一的运算规则和运算框架,增加了GIS算法的复杂度,降低了GIS分析效率。几何代数是一种以维度运算为基础的结合代数,在几何代数中,空间被定义为向量集合间的运算,空间维数直接由运算法则确定,可实现高维几何计算和分析的统一。基于几何代数统一的计算与分析框架对现有GIS进行构造,能够更好地对高维对象进行表达与分析,提升对复杂地理对象与动态地理现象的表达、时空多尺度分析以及不同尺度地理模型耦合集成的能力,有助于奠定GIS向实时动态、虚实融合、全视角、全要素、全内容表达的全息地图方向发展的理论基础。     

地理信息科学基础理论的思考

目前人们对地理信息科学基础理论的认识尚未达到完全统一.从地理学、测绘学和信息学理论视角凝炼出地理空间和时空基准、空间认知、地理信息传输过程、地理信息计算机表达、空间数据可视化与尺度、尺度分级规律以及地理数据不确定性等理论作为地理信息科学的基础理论,旨在引起国内学者对地理信息科学理论问题的探讨和思考,关注地理信息科学基础理论研究,推动地理信息科学的发展.     

中文文本的地理命名实体标注

通过文本中地理信息的语义解析,可以帮助人们深入理解空间认知和空间语言的表达规律,解决自然语言与地理信息系统（GIS）之间的语义障碍问题,提升GIS空间查询、空间推理、地理信息检索和地理信息服务的智能化水平。制定标注体系和建立标注语料库,能够发现自然语言中地理信息描述的语言结构,建立它们的元数据。本文在分析中文文本和GIS中地理实体描述和表达机制差异的基础上,结合地理命名实体描述的语言特点,制定了中文文本的地理命名实体标注体系和标注规范,并以GATE（General Architecture for Text Engineering）作为标注平台,构建了基于《中国大百科全书中国地理》（简称“GeoCorpus”）的大规模标注语料库,较为有效地解决了当前相关标准和规模化标准数据匮乏的问题。     

面向仿真事件的战场地理环境时空过程建模

已有的战场环境仿真模型缺乏作战实体与地理实体和地理现象之间相互影响及交互作用的语义表达,难以反映时空条件下地理环境实体的动态变化规律。提出了一种面向仿真事件的战场地理环境时空过程模型,实现时空过程语义的一体化描述以及结构化存储,从语义角度表达时空对象之间的相互作用和影响关系。该模型采用本体的方法集成描述仿真事件、环境实体及其行为过程的时空语义和属性语义,基于面向对象的方法构建具有层次结构的时空过程语义逻辑关系,按照数据模型的语义特征建立时空过程数据的组织与存储结构。基于该模型设计战场环境仿真平台组件并在仿真系统中应用,实验表明,与传统仿真模型相比,该模型能更好地记录和表达时空过程语义变化信息。     

开放街道图的志愿者地理信息空间语义交互研究

本文提出一种分析志愿者地理信息(VGI)中点要素的空间语义交互方法,将要素类型对社区约定的表达作为评估空间语义交互的主要基础,通过开放街道图(OpenStreetMap,OSM)空间语义子集中元素的历史变化介绍了一种新的语义相似性方法。研究结果为构建辅助志愿者地理信息的贡献者的系统创造了条件,这种系统可以用来推荐新的要素类型,清理已有数据并且集成异源数据。     

基于描述逻辑本体的GIS多重表达

多重表达是地理信息弹性表达和弹性存取的一个内在要求,它实质上提供了一个多尺度、多应用主题的数据集成机制。多重表达的建模不能仅限于数据库中多重几何特征的一致性表达,还必须支持不同语义粒度、不同应用主题下语义特征的弹性描述。基于形式化本体的地理信息建模更贴近于认知模型,还有助于语义表达以及基于语义的信息集成和共享。通过经典描述逻辑中具体域以及context的扩展,满足区域拓扑和上下文语义形式化描述的需要;给出一个基于描述逻辑的多表达地理本体方案,该方案能够为数据库中几何信息和语义信息的弹性表达提供一个统一的基于逻辑的模型理论基础。     

多源地理空间矢量数据集成与融合方法探讨

针对人们对地理空间数据迫切需求,介绍了多源地理空间矢量数据产生的管理与技术原因及其5种表现形式,提出了多源地理空间矢量数据集成与融合的概念及其相互关系。论述了地理数据模型的融合、地理要素语义的融合和地理数据投影和坐标系的统一是多源地理空间矢量数据集成与融合基本理论与方法。给出了实现多源数据集成的数据格式转换、数据互操作和直接数据访问方法。最后,讨论了地理要素几何位置的融合,以及通过地理要素语义融合消除地理要素数据描述和属性差异的矢量数据融合方法。     

基于形式本体的基础地理信息语义分析——以陆地水系要素类为例

以国家基础地理信息中陆地水系要素为案例,讨论其规范定义中语义描述的模糊性。鉴于本体被认为是一种克服语义屏障的有效方法,本文基于形式本体的原理,提出一种对地理信息形式化语义分析的范例方法,即在概念化的基础上,利用属性组来表达概念语义,通过定义概念的本体属性来明确及规范化地表达概念的语义。通过具体分析,本文给出基础地理信息陆地水系要素的形式化语义。     

多源地理空间矢量数据集成与融合方法探讨

针对人们对地理空间数据迫切需求,介绍了多源地理空间矢量数据产生的管理与技术原因及其5种表现形式,提出了多源地理空间矢量数据集成与融合的概念及其相互关系.论述了地理数据模型的融合、地理要素语义的融合和地理数据投影和坐标系的统一是多源地理空间矢量数据集成与融合基本理论与方法.给出了实现多源数据集成的数据格式转换、数据互操作和直接数据访问方法.最后,讨论了地理要素几何位置的融合,以及通过地理要素语义融合消除地理要素数据描述和属性差异的矢量数据融合方法.     

基于代数结构的地形图制图模型

根据地图表达的特点,将地理空间信息抽象表达为二元结构,即反映语义属性及空间位置属性的地理要素和要素间空间关系;利用代数结构形式,在地理空间数据库和地图中分别构建表达地理空间信息的地理要素空间和地图要素空间;地理要素空间中的空间关系是基于欧式空间原理建立的,而地图要素空间中的空间关系则是用视觉模型来刻画.据此,提出以地理...     

空间地理信息组织表达方法探讨

随着空间地理信息以及各种新型地图产品在各个领域的广泛应用,人们发现不同时期,应用需求对空间地理信息组织表达的要求是不同的,不同领域和部门对地理信息的组织表达方式也是不同的。但是,目前空间地理信息的共享和互操作、空间地理信息的多尺度分析与表达等,都要求空间地理信息的组织与表达要科学、合理和规范,否则难以满足测绘信息服务化及信息化测绘体系的建设。本文以交通类信息组织表达为例,详尽阐述当前空间地理信息组织表达的现状,分析其原因,并提出了解决这一问题的思路和方法,为今后信息化测绘体系建设、数据库数据组织和地理信息表达,提供理论和方法借鉴。     

国家基础地理信息矢量数据的对象关系建模

本文总结了GIS空间数据模型的发展历程,通过对比分析当前主流的GIS数据模型的优缺点,指出对象关系型数据模型能够更好地组织和管理地理数据。并探索将对象关系型数据模型应用到国家基础地理信息数据管理和利用中,提出全国1∶100万数据库模型,并以政区为例证明该模型可以对空间数据进行有效地组织管理。     

基于GIS和地统计学的地理国情监测成果制图应用研究

在全国范围开展的地理国情监测是对国家基础地理信息的动态更新,对监测数据的科学分析及成果展示有利于提升数据的使用价值。本文论述了利用GIS空间分析功能和地统计学原理,对国情监测数据的变化信息进行综合制图,为地理国情监测专项成果的可视化表达提供了新的方法。     

论军事测绘学与军事地理学发展的“分异”与“聚焦”

军事测绘学和军事地理学的演进与发展,都有近两千多年的历史,如今都已进入信息时代,成为分属工科和理科的两门独立的学科。本文论述了军事测绘学和军事地理学的研究对象、内容、范围和方法;分析了军事测绘学和军事地理学各自的发展过程,描述了各自的演进轨迹,特别是分析了信息时代的军事测绘学和军事地理学的发展趋势和各自特点;就军事测绘学和军事地理学在战场地理环境信息保障中的作用,分别从战场地理环境信息保障的两种思维、发展过程、发展特点和发展趋势等几个方面,分析了军事测绘学和军事地理学的"分异"与"聚焦";最后,从哲学的高度论述了"空间与时间一起构成运动着的物质存在的两种基本形式"和"空间参照与时间参照是自然与社会现象的两个基本参照系统"的观点,认为军事测绘学和军事地理学都是研究存在于空间和时间之中且运动着的物质,但研究的具体对象、内容、范围和方法有很大区别,必将在无限和有限统一的空间和时间中深化各自的研究内容、开拓各自的研究范围,创新各自的研究方法,同时又更加紧密地聚焦于战场地理环境信息保障。     

基于GIS的静态图式表达方法与制图表达方法的对比分析

针对GIS生成的地图产品脱离GIS地理空间数据,割裂地理要素与地图对象完整性,导致输出地图产品更新困难。结合制图单位实际生成需求,研究GIS静态图式表达和GIS制图表达;基于GIS制图模板和GIS符号库,采用C#+ArcEngine编程技术,实现GIS专题制图系统。系统具有GIS静态图式渲染功能和GIS制图表达功能,并以某区域专题制图项目为例,对比分析不同方式专题制图效果。结果表明基于地理空间数据规则的地图制图表达技术能够兼顾GIS和地图制图对数据的不同要求,可快速完成地图制作,部分解决传统上必须通过大量人工编辑才能够完成的制图任务,一定程度提高工作效率。     

基于地理认知的GIS数据元模型研究

将G IS相关认知活动分为类型分层、实体分层和地理实体的具体描述,并在此基础上对G IS数据元模型的结构进行描述。该数据元模型可以较好的实现地理数据不同层次的语义表达及数据间一定程度语义关系的表达,并有利于不同尺度地理分析和决策所需相关地理信息的高效提取。     

GIS空间数据的分析与制图一体化策略

地理信息系统(GIS)是地理学、地图学等在信息化时代发展的新的理论技术体系,其软件系统需要同时具有地理空间分析与地图表达两方面的功能。但是分析与制图对地理空间数据的要求存在一定程度的差异,导致两者间数据无法充分共享。在分析地理空间数据冲突的基础上,初步探讨了在GIS中实现分析与制图功能一体化的数据采集与应用方案,有助于避免数据的重复建设,提高地理空间数据的利用效率。     

地理实体的空间组织与多态特征及其应用

描述了地理实体的建设内容，介绍了基于图元的地理实体组织及表达形式，比较了传统地形图与实体化的数据组织形式的区别。对地理实体在空间、时间上的多态特征进行了分析，阐述了地理实体对地物的空间一致性表达的特点，设计了基于多源矢量数据开展的地理实体融合方法及步骤，并以房屋建筑实体为例介绍融合成果的具体应用。本文研究为地理信息系统中地理实体的相关研究提供了借鉴。     

地理国情监测重点基础工程的探讨

地理国情监测,是对国情基本要素的空间分布特征、空间组合关系、空间分布及组合变化趋势进行动态和连续的监测,并对成因进行分析、变化趋势进行预测的手段和方法的组合。地理国情监测是经济社会发展对测绘地理信息工作提出的新要求。本文介绍了地理国情监测的内涵、技术路线、组织实施方式等,从加快形成全国测绘地理信息的"一个网、一个库和一个平台"三个方面详细阐述了地理国情监测工作的重点基础工程,以促进该项工作的业务化、规范化和常态化。     

基于三维GIS的铁路BIM空间信息系统构建及其工程应用

铁路工程是带状工程，具有范围广、与地形地貌结合紧密的特点。传统BIM设计对海量模型及地理空间分析的支持较弱，难以解决大范围地理环境下铁路工程多专业集成的问题。本文以三维地理信息系统为基础，研究了大范围地理环境下面向铁路BIM多专业设计融合的关键技术，从铁路地理信息数据发布、地理环境下的线路设计、多专业BIM模型无缝拼接、海量模型数据的轻量化与显示策略等方面进行了深入地分析和研究，提出了一套完整的铁路设计BIM+GIS解决方案。在此基础上，构建了基于三维GIS的BIM空间信息平台，在西成高铁BIM试点工程中进行了应用和验证。