GML数据的整体同构压缩算法研究

在分析传统的GML,数据压缩技术特点的基础上,提出GMI数据整体同构压缩方法:以GMI,文档中的Fea-ture元素为基元,利用标签索引编码实现语义的同构压缩;以GMI空间数据的聚类分区结果建立分组局部坐标参考系,利用坐标参考系转换实现空间内容的同构压缩.实验证明:该压缩算法的存储空间消耗、查询处理速度等性能均优于传统方法,对研究GMI数据的存储、查询与传输等技术具有一定的参考价值.     

地理立体视频数据分析与模型设计

针对当前GIS中视频数据管理的功能较单一、检索方法单调的现状,通过分析、整合空间数据、视频数据,设计了一个地理立体视频数据模型(GeoSVDM),它包括视频、空间几何、专题属性、语义标注以及线性参照等要素,基于面向对象方法,抽象了视频帧及其位置、视域、视频片段及其轨迹等组件对象及其逻辑关系,并应用UML定义了模型结构。该模型通过建立视频对象与地理实体间的空间位置参照及语义参照关系,支持可视化、检索以及量测等多个应用功能,实现了地理立体视频对象数据组织与检索表达。试验表明,GeoSVDM具有功能丰富、集成化以及松耦合、灵活可扩展等优点,适合于地理立体视频的管理,并为GIS中应用可定位媒体提供了基础数据模型。     

一种完全基于标准的Wab GIS实现框架

目前Web GIS技术的实现面临许多问题和挑战,其中,异构数据的交互性与客户端显示地图的图形质量问题比较突出。在数据的交互性方面,客户端往往只能与自己的服务器通讯,不能实时访问不同格式的分布式数据;在图形质量方面,现今的WebGIS多数使用栅格图像,不能任意缩放且不灵活。因此GIS行业的国际标准与规范是业界共识的解决问题的方案。笔者参考相关文献,结合开发实践,描述一种基于GML、WFS、SVG规范的Web GIS实现框架。1 Web GIS实现框架 用于实现该框架的核心技术之一的GML是OGC的抽象规范,是一个基于XML的地理特征编码标准,用于对地理信息进行建模、传输和存储;网络要素服务规范WFS是OGC的实现规范,它是作为一种数据访问机制提出的,用于异构数据基于GML要素层的获取,实现数据的互操作性;SVG作为W3C组织正式推荐的图像格式,是一种基于XML的开放的矢量图形描述语言。SVG元素指示如何绘制图像的一些指令,阅读器解释这些指令,并在指定设备上显示SVG图像。 GML+SVG+WFS框架使用标准的数据模型描述地理要素的一致性和语法,使来自不同数据源的数据可以不经过异构转换而实现共享。它采用GML进行数据编码和定义地理要素的联系,在元素层定义元数据,生成GML文件,允许在要素层方便地查询。在GML中使用XLinA来链     

基于Web Service的空间数据共享平台

分析传统GIS软件存在的数据共享、集成困难和应用间互操作复杂的问题,提出了基于Web Service的数据共享平台的简单原型和实现技术。阐述如何基于开放的规范和协议构建开放的数据存储一体化模型,并在此基础上,提出了分布式环境下基于Web Service数据节点集群、互操作方案,以及上层充一的应用开发模式,包括提供以面向对象的思想定义的、构建上层应用的组件支持。重点研究了在空间数据文本化之后数据的索引、查询问题,提出了结合元数据和GML的两阶段数据查询方案。并对该平台下空间数据的语义共享方式做初步探讨。     

基于GIS的广州城市商业空间分析模型研究

随着计算机和互联网的普及,GIS也得到了发展.据估算,超过80%的商业经济数据具有空间特性或者与空间位置有关,合理有效地开发和利用这些空间教据,不仅可以优化资源配置,降低商业运行成本,同时还可用于规划、监测、改善区域商业和经济环境.通过GIS空间分析方法,借助于城市空间数据,实现了基于GIS模型的城市商业空间Buffer分析、最佳路径分析、资源配置分析,同时分析了城市商业空间影响的主要驱动力机制及形成因素.     

土地利用变化研究中的GIS空间分析方法及其应用

土地利用变化研究尤其是空间变化研究 ,离不开 GIS的空间分析方法。该方法的数据基础主要是矢量格式的土地利用图件和遥感解译制图成果 ;模型基础包括 GIS的时空数据模型、属性数据模型和提取土地利用变化特征的原理模型 ;而数据处理过程则涉及GIS系统的数据转换功能、编辑功能、空间分析功能、数据库操作功能、空间统计分析功能以及图形显示功能等。本文结合北京市土地利用变化的实例分析 ,从上述三方面详细阐述了 GIS的空间分析方法及其在土地利用变化研究中的应用。     

一种针对海洋GIS应用的建模方法研究

为提高海洋GIS分析效率,使系统分析模型更简洁、更具领域特性,在分析相关针对GIS建模研究的基础上,利用UML的扩展机制,定义针对海洋GIS的面向对象建模语言UML-M。描述UML-M的元模型,研究基于UML-M的空间对象和空间关系的模型表现方法,包括简单空间对象、覆盖对象、复杂空间对象、时空对象等。实例分析表明,UML-M可以很好地应用在海洋GIS中。     

模拟流域地貌发育过程的空间数据获取与分析

运用数字摄影测量与GIS技术对人工模拟降雨条件下小流域模型地貌发育过程进行了动态监测研究,获得了小流域模型不同发育阶段地貌形态高精度、高分辨率的DEM数据、等高线、纵横剖面等数据,计算出了流域模型各种地貌形态参数,并利用GIS技术进行流域发育过程的空间形态进行了可视化和空间分析.研究表明,数字摄影测量与GIS技术可准确快速获取流域地貌形态的相关参数及小流域土壤侵蚀的空间定量分布,对于黄土高原小流域降雨侵蚀产沙过程与地貌形态特征定量作用关系研究及小流域土壤侵蚀预报模型建立具有重要科学意义.     

基于自适应双态粒子群的应急物资配送空间优化

应急物资的调度是一个典型的社会服务空间优化问题,将粒子群优化算法与GIS相结合建立应急物资空间分配智能优化模型。首先,针对传统标准粒子群算法随维度增高而极易陷入局部最优的特点,模型将粒子群进化曲线的曲率定义为种群多样性,采用"扑食"和"探索"2个状态建立自适应双态进化机制;其次,改进的算法只针对全局最优粒子进行变异,很好地控制了群体"集群飞行"与"外空探索"之间的协调;第三,利用动态递归和生物智能的随机特性建立起了约束处理机制。通过低维和高维理论模型测试,验证了模型在低维优化空间获取了绝对最优解;而在高维空间也达到了非常高的优化精度。最后,选择某市物资供应为案例,利用该模型分析了试验区物资分配格局。研究表明,耦合生物智能的GIS空间优化模型在智慧城市建设中具有重要的应用意义。     

地理空间元数据关联网络的构建

利用资源描述框架（RDF）设计地理空间元数据关联模型,根据地理空间元数据之间的语义关系和语义相关度的计算,以构建以元数据为节点、元数据之间的语义关系为边、语义相关度为权重的关联网络。在这一网络中,一个节点是一个地理空间元数据的资源描述图,包含属性特征（数据来源、空间特征、时间特征、内容）及其关系特征（元数据之间的语义关系、语义相关度）。实验及其分析表明,地理空间元数据关联网络可以有效地支持地理空间数据语义关联检索、推荐等应用,这与传统的基于关键词的元数据检索方式相比,具有更高的准确度。     

A proposed framework for feature‐level geospatial data sharing: a case study for transportation network data

Current data sharing in the Internet environment is supported using metadata at the file level. This approach has three fundamental shortcomings. First, sharing data from different sources with different semantics, data models, and acquisition methods usually requires data conversion and/or integration like data conflation. This can be tedious and error‐prone. Second, data updated from one source cannot be automatically propagated to other related data or applications. Finally, data sharing at the file level makes it difficult to provide feature‐level data for searching, accessing, and exchanging in real time over the Internet. This paper addresses these three issues by proposing a standards‐based framework for sharing geospatial data in the transportation application domain. The proposed framework uses a standard data model—geospatial data model proposed by the Geospatial One‐Stop initiative to harmonize the semantics and data models without the use of data integration methods. It uses Geography Markup Language (GML) for geospatial data coding and feature relationship, which provides a basis to propagate the data update from one source to related other sources and applications, and to search and extract data at the feature level. The framework uses the Web Feature Service (WFS) to search, access and extract data at the feature level from distributed sources. Finally, the Scalable Vector Graphics (SVG) standard was used for data display on the Web browser. Two transportation network datasets are used in the prototype case study to implement the proposed framework. The prototype allows the user to access and extract data at the feature level on the Web from distributed sources without downloading the full data file. It shows that the proposed standards‐based feature‐level data‐sharing system is capable of sharing data without data conflation, accessing, and exchanging data in real time at the feature level. The prototype also shows that changes in one database can be automatically reflected or propagated in another related database without data downloading.     

基于GML的航空地理数据建模

航空情报资料是空中交通地理活动所必需或所产生的航空地理数据,在信息化管理过程中面临着多源异构数据的集中管理、统一维护和分布使用等需求。GML作为开放的空间数据模型标准,为航空地理数据的交换和共享提供了要素编码方法和数据交换规范。针对航空信息化系统建设中对规范的航空地理数据的应用需求,在研究航空地理数据特点的基础上,通过分析航空地理数据与GML模型之间的映射关系,以航线管理系统中基础航空情报数据库的建设为例,基于GML规范设计了航空地理数据模型,阐明了数据处理流程,为建立标准化的航空信息数据仓库进行了有益的尝试。     

基于改进高斯两步移动搜索法的深圳市公园绿地可达性评价

公园绿地可达性是衡量城市宜居水平的重要指标。针对传统可达性分析多用统计数据开展评估而导致的供需尺度失衡问题,论文以深圳为例,采用公园绿地空间矢量数据和手机信令数据获取供需空间分布,采用高斯两步移动搜索法计算交通小区(TAZ)尺度公园绿地可达性,并结合可达性结果及供需、交通情况聚类,剖析可达性差异化模式及成因。主要结论如下：① 通过改进传统可达性计算数据源和高斯两步移动搜索模型,建立城市中微观尺度公园绿地可达性评价及成因研究框架,可更精确地评估优化城市公园绿地可达性;② 深圳市公园绿地综合可达性整体水平较高,但存在明显的从中心向外围递减的趋势,社区公园可达性差异与公园绿地供需不匹配是造成各区域可达性差异大的重要原因;③ 根据K均值聚类分析结果,将深圳市TAZ单元分成低供给低需求低可达性区、中供给低需求中可达性区、高供给高需求中可达性区、高供给低需求高可达性区,各类区域具有差异化的可达性内涵、特征和成因;④ 公园绿地可达性提升可针对不同分区特征,通过公园布局优化、道路建设和居住区规划布局等差异化方式实现。研究充实了城市公园绿地可达性评价案例,提出的基于手机信令数据和高斯两步移动搜索法的可达性分析方法不仅可应用于城市公园绿地布局与规划,也可为其他地理现象可达性分析提供思路参考。     

An SVG-based method to support spatial analysis in XML/GML/SVG-based WebGIS

XML/GML/SVG-based approaches are promising for building Web-based geographic information systems (WebGIS). However, current XML/GML/SVG-based WebGISs are lacking in spatial analysis. Some of them are designed for web mapping only. Others adopt a server-side solution for spatial analysis, which suffers from the ‘bottleneck’ problem and results in a high network transmission load. Load-balancing spatial analysis between server side and browser side can be used to solve the above problems. This article focuses on one of the key building blocks of load-balancing spatial analysis, that is, SVG-based spatial analysis which enables spatial querying and analysis directly on SVG (on the browser side). After analyzing the workflow of spatial analysis, we identify and focus on two key issues in providing spatial analysis on SVG: SVG-based spatial information representation and SVG-based spatial extended structured query language (SSESQL). For the first issue, a theoretical foundation is set up to develop an SVG-based spatial information representation model. Some spatial operators are designed and integrated into an SSESQL to support spatial querying on SVG. Finally, we design and implement two case studies. The results of these case studies show that the proposed method is feasible and operable in supporting spatial analysis directly on SVG on the browser side. The proposed method can be easily incorporated with some existing methods (e.g., GML-based spatial analysis on the server side) to provide load-balancing spatial analysis (load balancing between server side and browser side) in XML/GML/SVG-based WebGIS. As a result, users can access high-performance spatial analysis simply via a web browser (such as Internet Explorer and Firefox).     

GIS中面积偏差控制下的矢量数据压缩算法

地理信息系统对矢量数据进行处理和应用的过程中,数据压缩是一个必须解决的问题,而通常采用的两种经典曲线数据压缩法:垂距限值法和道格拉斯-普克算法,都存在线段空间偏移过大以及面积偏差不可控的问题。利用曲线空间直线拟合的方法对曲线段中心轴进行空间逼近,通过增加面积偏差限值,提出了面积偏差控制下的矢量数据压缩算法,并以上海市崇明县岛屿边界轮廓矢量为例对该算法进行了验证。试验表明该方法对于解决两种经典压缩算法线段空间偏移过大以及面积偏差不可控的问题效果明显。     

Responsive geo-referenced content visualization based on a user interest model and level of detail

With steady growth in the deployment of sensor networks and widespread usage of mobile devices, the production of geo-referenced data is increasing exponentially, while analysis of the data typically uses a variety of application services on the Internet for activities such as logging and driving. This geo-referenced content needs to be classified and organized according to user interest for location-based decision-making. In this study, we define a user interest model and propose a method for organizing and presenting content based on the model. Our approach reconstructs geo-referenced content from a variety of sources based on points of interest organized by the user interest model. We present typical cases of using the proposed method, including a theme park resort, personal weather stations, and travel planning to show how the proposed method facilitates user decision-making based on the geo-referenced content.     

Enhancing spatial accuracy of mobile phone data using multi-temporal dasymetric interpolation

Novel digital data sources allow us to attain enhanced knowledge about locations and mobilities of people in space and time. Already a fast-growing body of literature demonstrates the applicability and feasibility of mobile phone-based data in social sciences for considering mobile devices as proxies for people. However, the implementation of such data imposes many theoretical and methodological challenges. One major issue is the uneven spatial resolution of mobile phone data due to the spatial configuration of mobile network base stations and its spatial interpolation. To date, different interpolation techniques are applied to transform mobile phone data into other spatial divisions. However, these do not consider the temporality and societal context that shapes the human presence and mobility in space and time. The paper aims, first, to contribute to mobile phone-based research by addressing the need to give more attention to the spatial interpolation of given data, and further by proposing a dasymetric interpolation approach to enhance the spatial accuracy of mobile phone data. Second, it contributes to population modelling research by combining spatial, temporal and volumetric dasymetric mapping and integrating it with mobile phone data. In doing so, the paper presents a generic conceptual framework of a multi-temporal function-based dasymetric (MFD) interpolation method for mobile phone data. Empirical results demonstrate how the proposed interpolation method can improve the spatial accuracy of both night-time and daytime population distributions derived from different mobile phone data sets by taking advantage of ancillary data sources. The proposed interpolation method can be applied for both location- and person-based research, and is a fruitful starting point for improving the spatial interpolation methods for mobile phone data. We share the implementation of our method in GitHub as open access Python code.     

Spaces of uncertainty: A model of mobile space in the Sahel

This paper presents a model of mobile space in the Sahel based on the two logics of circulation and production. An overview of the epistemological origins of the model shows how spatial structuring in (and of) the Sahel has been progressively transformed by the territorial action of economic actors, colonial powers, states and development programmes. The particular focus is on nomadic and cross‐border spaces – configurations that offer an ideal perspective on the mobility of space. The model confirms the hypothesis that economic actors, states and development agencies all aim to improve the way uncertainty is managed, but remain profoundly divided over what strategies to adopt. Whereas free flows allow economic actors to obtain products wherever these may be available, states and development agencies conceive of territory as a resource that must drive the specialization of production. The proposed model also suggests that mobile space is not peculiar to the Sahel and that the spatial logics of circulation and production in the Sahel are also present in the process of globalization. It provides conceptual resources that could lead to other models potentially applicable to understanding uncertainty in a highly mobile, globalized world.     

多源地理大数据支撑下的地理事件建模与分析

地理事件作为描述地理过程的基本单元,逐渐成为地理信息科学（GIS）核心研究内容。由于受人类活动数据获取限制,GIS对地理事件的建模和分析主要关注事件所引起的地理空间要素变化及要素之间的相互影响与作用机制。然而,近年来随着基于位置服务数据（LBS）爆炸式的增长和人类活动大数据定量刻画手段的快速发展,地理事件对人类活动的影响以及公众对地理事件的网络参与度都引起了多个领域的广泛关注,对地理事件的时空认知、建模方法和分析框架提出了巨大的挑战。对此,本文首先深入分析了大数据时代地理事件的概念与分类体系;其次,基于地理事件的时空语义给出了基于图模型的事件数据建模,建立了事件本体及其次生或级联事件的“节点—边”表达结构,开展了事件自身时空演化及其前“因”后“果”的形式化描述;第三,从时空数据分析与挖掘的角度,给出了大数据时代地理事件建模与分析的整体框架,拟突破传统“地理实体空间”事件探测与分析方法的局限性,融合“虚拟空间”事件发现与传播模拟思路,实现多源地理大数据支撑下的面向地理事件的人类活动多尺度时空响应与区域差异分析;最后,本文以城市暴雨事件为例诠释了本文所提出的地理事件建模与分析方法,从城市和城市内部两个尺度进行了暴雨事件与人类活动的一致性响应及区域差异分析,得到了明确的结论,验证了前文分析框架的可行性与实用性。