空间分析研究进展

空间分析从地理空间的视角描述和分析问题,是地理学日益受关注的研究手段与方法,已引起其他相关学科的重视。该文阐述了空间分析的概念、内容、分类与定义,沿着1960s以来空间分析的发展脉络,分为3个阶段:1960s对空间数据的分析和空间自相关的测度,1970s-1980s空间统计学的迅速发展时期,1990s到本世纪初,空间分析与GIS和智能计算相互结合产生巨大的应用潜力,计算密集型的特点明显。结合各阶段典型的、具有代表性的文献资料,阐述不同时期的主要特点与成就,最后总结了空间分析的发展趋势和相关问题。     

GIS与空间数据库技术

地理信息系统（GIS）以空间数据为研究对象,在实现对空间数据的存储和操作的基础上进行空间分析和应用。当前,GIS逐渐向数据服务方向发展,数据管理的重要性日益得到重视。本文主要介绍GIS数据库的管理模式、管理机制以及空间数据库中数据的存储模式等,目的是利用数据库技术实现地理数据的有效存储、管理和检索。     

基于场模型的空间动态数据建模及空间动态模型语言设计

目前空间数据库的研究集中于基于对象 (Object)空间数据模型的研究 ,而基于场 (Field)空间数据模型的研究相对进展较慢 ,将来的需求要求空间数据库增加基于场模型的功能 ,特别是考虑到空间动态过程模拟的需要。该文的目的是设计一种能镶嵌在GIS系统里的空间动态模型语言 ,为模拟复杂时空过程提供数据库管理和算法优化支持 ,并支持逻辑清晰的模型框架结构。该语言可为自然资源管理和生态环境应用提供定量和模拟工具 ,扩展了空间数据库基于场模型的应用。     

基于空间数据库技术的地籍管理系统研究

随着GIS应用的深入发展,以文件管理空间数据的方式已不能满足当前GIS应用的需要,而空间数据库技术正是为解决GIS应用的企业化和社会化问题而发展起来的新技术,空间数据库技术及其应用研究是当前GIS技术研究的热点。本文分析了空间数据对象、空间数据库、空间数据库技术及其实现,研究了基于空间数据库技术的地籍管理系统在空间数据共享、海量数据管理、大范围查询检索、分布式空间数据处理与维护、地籍制图、数据安全控制等方面的应用实现,通过具体应用系统建设,提出了基于空间数据库技术的地籍管理信息系统的解决方案。     

空间数据库数据约束系统及其实现

空间数据库模型是构造地理信息系统的关键，如何在空间数据库中定义和实现空间实体间的约束关系直接影响到空间数据的完整性和一致性，是实现通用空间数据库约束系统的关键技术。该文讨论了传统GIS空间数据约束关系实现方法的局限性，提出了一个可扩展的空间数据约束描述和数据更新规则系统，并实现了系统原型。这一可扩展的约束系统将有利于解决GIS的多用户同步操作机制及分布式事务处理的实现问题。     

基于特征的土地利用空间数据库模型

目前普遍使用的基于图层的空间数据库模型存在许多问题。基于特征的空间数据库模型是一种新的空间数据存储模式,它在很大程度上代表了GIS的发展方向。采用超图数据模型分析、设计和描述土地利用特征在概念和逻辑层次的提取与定义,建立土地特征分类体系,进行基于特征的土地利用空间数据库建模。     

基于场模型的间动态数据建模及空间动态模型语言设计

目前空间数据库的研究集中于基于对象（Object）空间数据模型的研究,而基于场（Field）空间数据模型的研究相对进展较慢,将来的需求要求空间数据库增加基于场模型的功能,特别是考虑到空间动态过程模拟的需要。该文的目的是设计一种能镶嵌在GIS系统里的空间动态模型语言,为模拟复杂时空过程提供数据库管理和算法优化支持,并支持逻辑清晰的模型框架结构。该语言可为自然资源管理和生态环境应用提供定量和模拟工具,扩展了空间数据库基于场模型的应用。     

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。     

基于Web的空间OLAP研究

OLAP（在线分析处理）是空间信息集成，查询与分析的重要领域和手段，基于Web的OLAP需要解决体系结构，空间数据仓库构建，多维数据模型，WebGIS，数据挖掘等诸多理论和工程问题，体系结构规定了系统开发和应用的模式，多维数据模型中定义了基于数据仓库的度量和维度结构，是OLAP和某些数据挖掘模型的基础，是数据仓库应用的重要手段，传统的体系架构，多维数据模型和OLAP技术在处理穸间数据过程中具有较大的局限性，文章尝试探讨在Internet环境下，在传统多维数据模型中引入空间维度，度量中指向空间聚合结构的空间数据索引及其空间算子集合，从而构造出空间多维数据模型，并在模型物理实现的基础上，试验了空间立方体的Web OLAP操作，可以预测，空间OLAP研究将成为GIS研究的热点，具有极大的应用价值。     

基于空间数据库的多媒体图形查询信息系统研究——以苏州河环境综合整治为例

本文介绍作者自行开发的GIS软件系统———基于空间数据库的多媒体图形查询信息系统的内容、结构和功能 ,以及在环境规划管理方面的应用。阐明了系统可满足决策管理层和公共信息发布层等不同层次的应用需求 ,对环境工程项目的规划管理可作为示范和借鉴。说明本系统除具有一般GIS系统所具有的功能外 ,还把现代多媒体技术和GIS空间数据库技术结合起来 ,实现了在空间数据基础上的多媒体信息查询 ,丰富了GIS中属性数据查询的内容 ,提高了地图的可视性。详细介绍了一种地理信息系统的空间分析方法———包含分析的算法和在本系统中的具体应用———按多边形区域进行空间相关性关系查询。     

空间分析技术与地理信息系统的结合*

空间分析和地理信息系统是两种有效的空间信息分析和处理技术,二者的结合一方面可以大大拓展GIS的空间分析功能,另一方面也可使得迅速发展的空间分析得到GIS的有力支持,文中对此进行了探讨,并分析了二者结合的途径。     

地理信息系统空间分析方法及其若干应用

地理信息系统中的核心是空间属性数据库，而管理，分析和应用数据库中数据的空间分析功能和应用模型则是发挥数据库作用的关键部分。衡量一个地理信息系统的好坏，不仅决定于其数据库的数据质量，数据量和更新速度，关键要看其空间功能是否强大，实用具有灵活性。一般来讲，地理信息系统的空间分析有很强的综合性和专业性，也具有很大的灵活性。     

分布式协同计算的GIS技术研究

讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和空间数据分布式计算等方面讨论新一代GIS技术的理论体系,并提出现阶段可行的实现机制;介绍新一代协同计算的分布式GIS软件原型。     

GIS专业人才的素质特征、知识结构与培养方案研究

GIS学科的工具性、工程性及横断性等特征促使GIS的应用格局以及社会对GIS专业人才的需求朝着多层次、多元化的方向发展。该文在调查分析国内外GIS专业人才培养现状的基础上,指出GIS专业人才应具备以下素质特征:1)融厚实的数理、空间知识基础与精湛的GIS专业知识于一体;2)融扎实的GIS基本技能与迫切的GIS求知、创新欲望于一体;3)融GIS研究、技术开发本领与GIS项目管理能力于一体。同时,GIS专业人才应掌握与之相对应的、立体的知识结构,即以数理基础和空间基础为宽度,以应用背景与应用领域为广度,以专业知识及专业技能为深度的知识结构。笔者还对GIS专业人才培养模型与GIS高、中级人才的培养方案进行探讨。     

探索性空间分析及其与GIS集成模式探讨

探索性空间分析基于让数据说话的理念,可以避免野值或非典型观测值的误导。在对探索性空间分析的基本原理和概念界定的基础上,探讨交互式和动态空间数据分析、地学可视化及可视化空间分布、确认性空间分析、空间数据挖掘等探索性空间分析的主要技术。由于统计分析软件和GIS的数据格式差异很大,直接将二者简单集成存在一定困难,因此切实可行的集成方式是采用对象连接和嵌入(OLE)技术,分别调用统计分析软件的探索性分析功能(或者函数)以及GIS的地图显示和空间分析功能,并进行必要开发,实现二者的集成。最后对探索性空间分析的发展方向进行展望。     

地球空间数据集成研究概况

数字地球空间数据的集成研究及应用始于本世纪 60年代 ,地理信息系统的出现及应用、多元数据的使用推动了地球空间数据集成研究及其应用。本文首先对地球空间数据概念进行描述 ,然后对地球空间数据集成研究状况及存在的问题进行了详细的分析。结合数据集成需求及存在的问题 ,论文分析了数据集成的发展方向。     

Spatial video and GIS

GIS elemental unit representations of spatial data are often defined in terms of points, lines and areas. However, another type of spatial data that is becoming frequently captured, but as yet is largely ignored in GIS, is that of video. While digital video recording is a commonly encountered medium in modern society and encompasses many forms, from simple personal camcorders through to sophisticated survey and surveillance systems, its geographical representation in a GIS has not been fully examined or realised. In the majority of cases the video footage is usually captured while the device and/or the objects being viewed are in motion. What is of particular interest is when video streams can be, or have been, associated with spatial data such as location and orientation to create geographically referenced videographic data, which, for simplicity, will be defined as spatial video. Fundamentally, the nature of video is to record space, so when spatial properties can be accurately acquired and associated with this footage, an important geographical element can be considered for integration and analysis within a GIS.

Existing spatial video systems, both commercial and research, are predominantly used in survey or LBS roles and are usually bespoke and application specific. These systems do not model spatial video to any recognised standards that is generalised to be both data and platform independent. They do not support GIS integration and/or analysis from a purely spatial content perspective. A video-image/remote-sensing centric approach prevails where usage options range from simple visualisation interfaces to interactive computer vision systems. What has been largely overlooked is a spatial approach where the inherent geographical extent recorded in each video frame can be modelled and used in a geo-spatial analysis context. While this modelling approach has not been fully realised, it does exist in a GIS form based on Open Geospatial Consortium standards, where the spatial context of video is defined in a structure called a ViewCone. However, a ViewCone only defines a 2D model of the geographical extent of each frame and is restricted to a three-or-five sided polygon representation.

Thus, this article examines the potential of modelling spatial video through the use of elemental data types within GIS; gives some examples of using this approach; describes some problems in using spatial video within GIS; and then demonstrates how these problems are being solved. This is done in three stages: Firstly, a detailed overview of spatial video in its current GIS role is provided – this is achieved through a complete introduction to the distinct elements of spatial video followed by a review of its use in both commercial and academic application areas. Secondly, a brief theoretical overview of an alternative GIS-constrained ViewCone data structure is given that defines a more flexible spatial video model for both 2D and 3D GIS analysis and visualisation. Thirdly, a selective sample of results is presented based on an implementation of this approach being applied to a constrained spatial video data source in a specific study area.     

空间数据挖掘的地理案例推理方法及试验

从空间数据挖掘的角度谈地理案例推理方法,认为地理案例推理是面向问题的一种空间数据挖掘方法。针对这一思想进行了基于地理案例的空间数据挖掘具体算法介绍。首先在明确地理案例具体定义的基础上,给出了面向问题的空间数据挖掘地理案例界定和组织方法;其次,鉴于地理空间的自然地带性和区域分异性规律的影响,深入探讨了地理案例自身或其间所可能存在的相互依赖和相互制约关系,并给出了采用粗糙集方法进行地理案例内蕴空间关系的定量挖掘方法;第三,针对地理案例表达时考虑的空间特征和空间关系的不同,给出了三种状况下的空间相似性计算模型;最后,以土地利用这一典型的地学现象为例,给出具体实例,一方面进行土地利用问题的定量分析与推测;另一方面,通过实例展示地理案例推理方法在地学问题求解以及空间数据定量分析上的特点和优势。     

基于GIS的网络犯罪空间管理系统设计

当前急剧增长的网络犯罪行为与有限警力、人工监控之间的结构性矛盾日益突出,针对网络犯罪的广泛性、隐蔽性、超时空性等特点,迫切需要开发应用先进技术手段,建立“网络犯罪空间管理系统”,使打击网络犯罪从突发事件、被动应对走向重点监控、主动预防。从当前公安网监部门实际需求出发,以地理信息系统为核心,结合网络搜索、IP追踪技术,建立“网络犯罪空间数据库”,进行相关空间数据挖掘,探索网络犯罪要素的空间结构、空间行为及其与环境间互动关系,以制定打击防范的对策方案。