地理视频数据模型及其应用开发研究

讨论地理视频的基本概念和数据模型,尝试提出地理视频数据的实体-关系图,并在网络环境中进行地理视频应用开发.地理视频数据模型的核心要素是:对视频帧进行位置和语义描述,建立视频片段的轨迹图层和元数据,并在轨迹图层中扩充视频帧线性参照.通过空间参照、线性参照和语义参照将视频数据与地理数据集成,实现地理视频的查询、检索、播放和地图跟踪.以河南大学校园和开封市公路网络为例,采集地理视频数据,建立地理视频数据库,发布网络地图和视频服务,并分别采用最新的Adobe Flex框架、ArcGIS Server ADF和JavaScript Mashup方式,开发网络视频GIS应用系统.原型系统开发表明,地理视频数据模型适用于网络视频GIS开发,且在技术实现上较为简单.     

三维场景中无人机地理视频数据的集成方法

建立无人机地理视频数据描述模型的核心要素包括描述无人机位置和姿态的空间数据、与空间数据对应的视频数据以及描述地理视频基本信息的元数据。对空间数据扩充时间线性参照,使其对应指定的视频帧或视频片段,通过空间数据、时间线性参照解算视频帧地理位置,将视频数据与空间数据集成,实现地理视频的查询、更新、三维渲染以及视频帧定位。以乌鲁木齐市白鸟湖新区为试验区,通过采集视频数据,同时结合OSG图形引擎设计了三维无人机视频GIS系统。系统测试表明,该文提出的无人机视频与三维GIS集成方法是可行的,且技术实现简单。应用分析表明,将无人机视频与三维GIS集成可提高视频影像判读效率,有利于获取更多空间属性信息,在城市安全、灾害监测等领域具有重要应用价值。     

基于视频的地理场景增强表达研究

视频具有表达直观、信息丰富、动态实时等特点,将其与GIS有机集成形成地理视频(GeoVideo),可更加形象的表达地理空间.该文利用视频分割技术将视频分割为具有不同摄像机运动状态的视频片段,针对摄像机运动的视频片段,采用摄像机跟踪(Camera Tracking)技术求算视频帧对应的摄像机内外参数,并基于地理视频数据模型,采用KML/XML描述视频帧、摄像机位置、摄像机姿态等之间的时空映射关系.最后,设计了原型系统,在网络环境中聚合地理信息服务、视频流媒体服务与KML文档服务等,实现了视频与三维地理场景的交互与融合.实验表明,基于该地理视频数据模型,利用视频数据可实现对地理场景的增强表达,使用户能更形象的认知地理空间.     

基于对象的GIS时空数据模型设计方法

GIS时空数据模型是描述空间实体的时间特性和空间特性的有机体,是GIS存储、再现、分析动态的现实世界的基础.该文采用面向对象的思想将地理实体抽象为空间对象,对空间对象的空间几何信息、属性信息、时间信息进行封装,提出了基于对象的GIS时空数据模型的构建方法.重点探讨了基于对象的地理实体描述方法、空间对象的时态特征和时态数据的存储方法,为时空信息的有机集成、共享管理、决策分析与应用提供了关于时空数据组织与管理模式的新思路.     

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。     

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。     

一种基于对象的CSG-BR三维数据模型构建方法

在CSG-BR三维模型的基础上提出一种基于对象的CSG-BR三维数据模型构建方法.将地理实体按照CSG-BR三维模型的要求进行抽象、分解和组织,并把最小地理实体的几何特征、属性信息等相关信息进行对象封装,用边界表示法和结构实体几何表示法组织地理空间对象信息,建立各对象之间的语义关系.利用VRML对OCSG-BR数据进行三维可视化,实现了复杂三维空间数据及其相互间复杂关系的集成组织和管理,为对象化三维模型构建提供一种新方法.     

“面向区域”的GIS控件的设计与使用

本文提出了一个“面向区域”GIS控件的概念———即以特定的地理区域为对象,将基础地理信息连同有关的GIS功能操作融合为一个可重用的程序模块,以Microsoft的COM(即“组件对象模型”)技术为基础,组织为“GIS化”的ActiveX控件。这种GIS控件,将面向对象技术中的“对象”扩展到了整个特定的地理区域空间,其核心思想是不仅封装了GIS的数据模型,必要的功能操作,而且封装了所有的基础地理信息。由于省去了对空间数据的处理,因而这种GIS控件可被广大非GIS专业的信息系统开发者灵活、简便地用于各种管理信息系统、办公自动化系统和决策支持系统的GIS功能扩充,也可用于构建一般的地理信息系统,因而有利于GIS技术应用的普及。文章最后给出了有关陕西省的应用实例     

GIS空间动态模型组件的设计与实现

组件重用技术为GIS与空间模型的集成提供了新的解决方案。该文设计的空间动态模型的GIS组件 -Dy namicGC ,它在传统GIS数据模型的基础上 ,增加了表达空间动态系统的过程和关系 (流 )的数据模型和对象接口 ,为GIS环境下创建复杂动态过程模型提供了新的工具和解决方案。该组件基于微软组件对象模型 (COM/DCOM)实现 ,充分考虑了互操作性、模型建模语言以及模型系统的可获取性需求 ,由一系列支持动态数据计算的OLE自动化对象集组成 ,可支持VB、Dephi、VisualC 等通用开发环境 ,也支持VBA、VBSCRIPT、JAVASCRIPT等脚本语言环境。使用VBA创建了经典的“生命游戏”的元胞自动机模型的实现 ,作为该组件创建动态过程模型的应用实例。     

地理信息检索中空间相似性度量的一种模糊方法

一般使用地理信息检索技术提取互联网中以文本方式存在的地理信息,检索返回结果的排序需充分考虑其空间范围的相似性。但传统的空间相似性计算方式忽视了以文本形式存在的地理信息所隐藏的模糊性,从而导致片面性和局限性。该文对文本中以空间陈述形式存在的地理信息进行深入分析,将模糊性因素主要归纳为参照对象和空间关系。通过引入不确定场模型来描述每个因素对模糊性的贡献程度,整合得到空间陈述的模糊footprint表达,建立文档与查询的模糊footprint表达模型。在此基础上,提出了空间相似性模糊度量的计算方法,根据空间相似度对返回的检索结果进行排序。实验结果显示,该方法能够更好地反映空间检索的模糊性,更好地衡量空间检索和网页文档在空间位置上的相似程度,从而在检索结果的排序上优于传统方法。