地理空间信息网格中间件功能设计与组件模型

中间件是地理空间信息网格的关键技术之一.研究的目的是为用户提供具有统一编程接口的虚拟机器,支持复杂应用问题的求解和广域网上各类资源的共享.设计地理空间信息网格中间件要具备资源动态监测、屏蔽节点异构、优化资源选择和协同计算等功能.地理空间信息网格中间件的组建模型包括:资源监测组件、计算服务组件、网格安全组件、容错服务组件、信息服务组件和应用调度组件.     

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。     

三维虚拟地球的海洋信息适用性分析及原型研究

分析了三维虚拟地球在海洋应用上具有的优势及可能面临的挑战的基础上,首次提出了一种结合网格、语义网等前沿技术和理念,利用三维虚拟地球实现三维虚拟海洋的技术方案;并按照SOA的多层次架构,采用XML的多源异构海洋环境数据快速交换、海洋环境信息服务快速封装与发布、海洋环境信息服务虚拟组织、远程可视化等关键技术,实现了海洋环境信息网格平台及网格前端门户系统--三维虚拟海样(VRMarine)。VRMarine不仅能够集成网格环境下多源海洋环境信息服务,再现逼真的三维海洋环境场景,同时,还支持对功能服务的动态集成,实现多维时空特征分析。研究表明,该方案是切实可行和有效的,对三维虚拟海洋具有一定的现实及指导意义。     

海量城市空间数据资源汇集模块的设计与实现

研究了OGSA-DAI网格中间件技术,设计了一个基于OGSA-DAI的海量城市空间数据资源汇集模块,实现了城市地理空间信息的共享应用.本模块的创新之处在于扩展了OGSA-DAI的数据资源,实现网格环境下多源异构空间数据的访问与集成,对相关研发工作的开展起到了很好的借鉴作用.     

面向空间信息的数据网格研究

数据网格的发展促进了空间信息的协同合作和资源共享,然而,随着空间数据源呈现出越来越明显的分布性、异构性和动态性特点,如何实现大范围乃至全球范围的无缝集成和应用成为重要的研究课题。空间信息的数据特征和管理机制决定了只有在一个开放的、分布的系统平台上,才能实现全面的管理、共享和使用。本文论述了如何借助数据网格研究分布式空间数据协同操作和控制技术,提供一种服务一致化技术,将各种分布异构的数据资源通过网格化过程来实现数据服务的标准化,为用户提供一致化的接口。并对其中的研究重点进行了详细讨论。     

基于网格的高性能地理信息系统初探

网格技术不仅可以解决由于WebGIS缺少"集成"和"互操作"所造成异构GIS应用之间的数据共享与互操作问题;而且可以结合高性能计算手段解决GIS扩展应用中的高密集的计算问题。Grid GIS不仅能为应用提供丰富的各类GIS资源,而且为解决分布异构环境下的GIS共享以及互操作提供了可行的解决方案。然而如何利用Grid技术为那些异构GIS应用提供高性能计算服务,成为一个值得探索的问题。为此,本文初步探讨了基于Grid的高性能GIS的体系结构、整体布局等关键技术,同时对如何构建高性能的GIS服务节点提出了相应的解决办法。     

海洋信息网格服务平台的设计与实现

本文针对海洋信息的分布性、信息类型及格式的多样性、数据的海量性,以及数据处理的计算量大等特性,对地理信息系统、网格技术、Web服务技术,以及远程可视化技术等进行了综合研究。首先,探讨了海洋信息网格服务平台构建的关键技术,包括海洋信息网格技术、网格环境下海洋信息的集成方法,以及远程可视化技术,并提出了海洋信息网格服务平台的系统架构;其次,选定南海海域为实验区,以Argo数据、海温和海流数据为实验数据,实现了海洋信息网格服务平台原型系统。该平台可以集成异构、分布式环境中的数据服务和应用服务,为用户提供透明的、"一站式"的海洋环境信息Web应用。该系统为海洋用户充分利用各种海洋环境信息,提高海洋工作的效率,减少重复性投资、充分合理利用现有设备和资源提供了借鉴。同时实验表明,本文所提出的技术路线是可行和正确的。     

地理空间信息网格安全问题解析及安全体系结构研究

计算机网络是地理空间信息网格的载体,二者之间有着密切的联系。其关联性主要表现在互连互通、基于协议、交互接口和虚拟组织几个方面。因此,计算机网络遇到的安全威胁,地理空间信息网格也同样会遇到。此外,地理空间信息网格还要面对自身特征带来的诸如攻击核心设施,导致整体瘫痪或破坏局部计算等各种安全威胁。针对这些问题,本文基于用户、通信网络、应用程序、网格资源四个环节,研究设计了地理空间信息网格安全体系结构,并论述了各模块功能和相互之间的关系,以及整体协同运行程序。     

面向地理问题求解的数据表达模型研究

本文以地理问题求解和地理科学研究建模环境建设的需求为导向,针对面向地理问题求解建模环境在利用多源异构数据方面遇到的问题,进行了面向地理问题求解的数据表达模型(XGE-DRM)的研究。本文重点研究了多源、异构、跨领域地理数据的表达方式与组织规范,从原子数据层与对象组织层两个层次对XGE-DRM的基本原子构成与对象组成方式进行了阐述;通过对地理数据的结构与语义进行解析,显式表达地理数据的结构与语义;在结构清晰、语义明确的情况下,实现多源异构数据的抽取与交换,最终实现多源异构数据的共享。实验证明,文中提出的数据表达模型能够实现多源异构数据的通用表达,解决地理问题求解建模环境平台下数据共享的问题。     

网格计算核心技术浅析

介绍了网格系统的特点和几种主要的网格体系结构,分析了网格系统中高速通信、安全、资源管理、任务管理与任务调度等核心技术.针对资源管理技术在网格系统中的重要性,作了较为详细的讨论并且提出了一种类似于搜索引擎机制的方法来组织网格资源,构造局部网格系统,各局部网格系统可以通过P2P技术互连,从而建立更大的网格系统,实现系统的可扩充性.     

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ALOS遥感数据的新丰江流域生态安全GIS评价

基于ALOS遥感影像,采用10m×10m的栅格精度,以乡镇行政区划作为综合评价单元,在G IS的支持下,获取了18种评价因子信息。通过建立生态安全指数模型,计算出每个栅格和每个乡镇区域的生态安全指数并将其划分为6个等级,即Ⅰ级到Ⅵ级(生态安全状况由非常安全到极不安全)。结果表明,新丰江流域内的生态安全状况整体上较好,但安全等级分布不平衡,具有明显的区域性特征,生态堪忧地区为居民及工矿用地密集区,主要分布在流域的北部、东南部和中部的采矿区,如上坪镇、元善镇和上莞镇等;生态较为安全的区域主要分布在流域中部,如新丰江库区附近的锡场镇、半江镇等。该方法为流域的生态安全评价、预警、保护及管理提供了有效手段,具有积极的实用价值。     

武陵山区生态安全格局演变分析

本文依据武陵山区遥感调查数据及社会经济统计数据,运用灰色关联度模型计算2000年和2010年生态安全综合指数,并对研究区生态安全综合指数的时空演变特征进行分析.结果表明:(1)2000年研究区生态安全综合指数处于Ⅲ级临界安全和Ⅱ级较差安全水平,2010年生态安全综合指数整体处于Ⅲ级临界安全水平之上;(2)2期Moran's I指数分别为0.3828及0.4411,P值均小于0.01,生态安全综合指数在空间上表现出较强正相关,存在空间聚集性,且2010年聚集性更强;(3)武陵山区2期生态安全综合指数空间分布出现较大变化,且都呈现高值,低值聚集;(4)生态安全综合指数与扶贫人口比例及森林覆盖率呈正相关,与农民人均纯收入没有必然的联系.     

基于信息流的风险评估系统的研究与实现

利用基于信息流的风险评估模型和方法针对信息系统安全风险进行风险量化和估计,采用多级模糊综合评判的方法,设计并实现了基于信息流的风险评估系统。实验表明,所设计的风险评估系统能用于各种信息系统的安全性评估,为组织实现自己的安全策略提供参考。     

基于信息流的风险评估系统的研究与实现

利用基于信息流的风险评估模型和方法针对信息系统安全风险进行风险量化和估计,采用多级模糊综合评判的方法,设计并实现了基于信息流的风险评估系统。实验表明,所设计的风险评估系统能用于各种信息系统的安全性评估,为组织实现自己的安全策略提供参考。     

基于网格的精准农业数据库及示范应用——以黑龙江农场双山基地为例

精准农业是指按照田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化使用各项农业投入(如化肥、农药、水、种子和其他方面的投入量),以获取最高产量和最大经济效益,同时减少化学物质使用,保护农业生态环境,保护土地等自然资源.本文从精准农业对数据的要求入手,提出以格网为单元的精准农业数据库的设计思...     

基于OGSA-DAI扩展的空间数据访问与集成

将网格技术应用于地理信息领域,构建实现地理信息资源共享与协同工作的网格地理信息系统,是目前地理信息行业研究的热点之一。OGSA-DAI(Open Grid ServicesArchitecture-Data Access and Integration)是网格环境下进行数据访问与集成的网格中间件技术,为了实现网格环境下地理空间数据的访问与集成,提出WSRF-SDAI(Web ServicesResource Framework-Spatial Data Access and Integration)的概念,并介绍了WSRF-SDAI的实现方法。WSRF-SDAI的含义是基于网格体系结构WSRF进行地理空间数据的访问与集成,是OGSA-DAI在地理信息领域的应用与扩展。     

Status and outlook of hiking trails in the central part of the Low Tatra Mountains in Slovakia between 1980–1981 and 2013–2014

This study presents a methodology for assessment of the condition of hiking trails (HTs) and their impact zones in the central part of the Low Tatra mountain range, based on comparison of two complex data sets gathered in 33 years apart. The first field investigation was performed in 1980 and 1981, and the second in 2013 and 2014. The main goal was to perform a landscape typology in order to assess the susceptibility of landscape complexes to occurrence of anthropogenic and natural destruction processes and to assess the condition and prospects of HTs and their impacts on the adjacent alpine environment. Landscape complexes were characterised by selected abiotic, biotic and technical parameters of HTs and their impact zones. Due to the high variability of these parameters over the length of the HTs, we had to decide on how to map them. This was done using a square grid with 100 m-sized cells. For each cell with HT, the parameters were assigned the typical value within that cell. In total, 26.3 km of HT were studied, stretching over 266 grid cells. On comparison of the two data sets, it was seen that, 64% (171 grid cells) display a generally positive condition, with 54% (143 grid cells) even exhibiting significant improvement or continuously positive state of their condition. 36% (95 grid cells) were in bad condition, including 3% (9 grid cells) whose state had deteriorated, and 2% (6 grid cells) whose state had significantly deteriorated, in the time between the two assessments.     

长江三角洲城市群热环境安全格局及土地利用变化影响研究

城市化进程的加快对区域热环境具有重要影响,热环境的改变会引发一系列生态环境问题,科学地评价城市群热环境安全对于城市发展的规划布局和建设舒适的人居环境具有重要意义。本文利用多期MODIS地表温度数据产品,在构建热环境安全等级分级标准的基础上,对长江三角洲城市群热环境安全格局时空变化特征和土地利用变化的影响进行了探讨。结果表明：① 2015年长江三角洲城市群热环境不安全区域多分布于城市建成区及建成区周围,以南京、上海、杭州和宁波等城市形成的“Z”型区域最明显,临界安全区域多分布于郊区,较安全区域集中分布于长江以北平原区域,安全区域则主要分布于杭州及杭州以南山地、丘陵区,太湖大部分区域以及长江三角洲城市群北部区域;② 2005-2015年长江三角洲城市群热环境不安全区域、临界安全区域、较安全区域和安全区域分别呈现扩张、小幅增长、缩减和先缩减后扩张趋势;③ 土地利用结构中建设用地比例过高和林地比例过低是导致热环境安全等级下降的主要原因,其次,建设用地侵占大量耕地也是导致热环境不安全区域扩张的主要原因。