霞客GIS的探索与研究

《徐霞客游记》是展现我国古代地理学家注重空间、人文、社会有机融合的伟大成果.霞客GIS是利用GIS技术优势,以原著文本、徐学研究成果与GIS时空多尺度信息表达相结合的一次探索.本文介绍了霞客GIS构建与设计的基本理念、时空描述构架、数据模型及系统功能构成.应用结果显示,该系统的建立,可望为传统的地学经典著作《徐霞客游记》搭建现代GIS展示与分析平台,以利于地学分析优势的发挥、霞客精神知识的传播、徐学研究的深入及成果的共享.     

基于GIS的电子政务综合应用构建平台建设研究

由于政府部门在办公和决策过程中处理的事件或信息大都与地理空间位置相关,因此,建设以地理空间数据和GIS技术为基础的电子政务系统是必然发展的趋势。本文通过对基于GIS的电子政务系统建设内容、要求及其特点的分析,提出了基于GIS技术的电子政务综合应用构建平台的概念,对平台的总体技术设计与开发问题进行了深入的讨论,并就系统组成与应用框架、地理空间数据共享服务平台、专项应用系统建设等理论技术问题进行了分析和研究。     

GIS技术发展与社会化的困境与挑战

GIS技术目前存在空间表达不完备、时空表达不融合等问题,在社会化应用方面也缺乏大型的示范性工程。应对上述挑战,GIS需要在时空统一的数据模型构建、有效的数据组织管理技术、空间索引技术、GIS加速器和形式多样的表达和交互能力等方面进行突破,形成可支撑GIS社会化应用的关键技术体系。同时,面向GIS的社会化应用的大力推进,首先,要树立"全方位看世界"的GIS观,其次,GIS的发展必须从面向"地理环境"走向面向"人",要适应大众对媒体的需求发展影视GIS。在重大GIS社会化应用工程建设方面,家谱GIS是GIS社会化的一个很好的切入点,其对研究和传承中华历史文明具有重要意义。     

历史GIS的研究现状和发展趋势

历史地理信息系统（历史GIS）属于地理信息系统（GIS）与历史学相结合的交叉研究领域,它有机地集成了GIS的技术方法、地理学家的空间视角和历史学家的时间视角,量化历史时期的地理过程并构建相应的时空模型,为面向未来的科学预测提供研究基础。历史GIS兴起于20世纪90年代中期,给GIS学科、历史地理学和历史学都带来了新的研究机遇与活力,并表现出强劲的发展势头,但也存在一些尚待解决的问题。近年来,历史GIS向社会提供了日益丰富的历史地理信息服务,并逐渐跨越系统的技术层面,向着科学层面纵深发展。本文通过对国内外相关文献的梳理与分析,回顾了历史GIS产生的背景,从数字化、数据模型、数据库建设与系统开发、空间分析和可视化5个方面综述了国内外历史GIS的研究现状。最后,从历史资料的空间化与数字化、历史地理时空大数据、历史地理空间框架构建及历史地理信息服务、历史地理时空过程及模型构建、历史地理信息科学和技术学科体系的形成等角度展望了历史GIS的发展趋势,以期为历史GIS未来的发展提供新的研究思路。     

地理与历史双重视角下的历史GIS数据模型

近年来,越来越多的历史、历史地理学者开始关注和使用GIS技术,在历史GIS数据库和信息系统研究和建设方面进行了大量的探索。但是,这些研究多是技术主导应用,对历史、历史地理信息的组织多是面向特定专题或应用,且通用性差,亟需遵循历史、历史地理学科的知识体系,发展历史GIS基础软件层面的通用数据模型。本文从地理与历史双重视角出发,以时间、地点、人物、事件（始末）历史4个要素为基础,融合地理学强调“人地关系”的思想,将历史信息抽象为历史人物、历史事件、历史地物和历史场景,以及关系和经历/过程等要素,提出并设计了一种基础的、通用的历史GIS数据模型,探讨了该数据模型的时空对象组成、时空对象的属性以及时空对象之间的关系,设计了时空对象的存储方案,并在应用系统中以典型历史人物、事件、地物和场景等要素的存储和可视化等为例,验证了模型的有效性。     

多粒度时空对象空间关系的统一表达与计算

空间关系表达了空间数据的相互约束,在空间查询语言、数据检索及空间分析中具有重要作用。当前关于空间关系的研究,多基于简单地理对象,或者只对某一种空间关系进行独立的算法设计,难以满足多粒度对象多种空间关系的统一表达与计算。为此,本文利用几何代数运算的对象无关性和维度无关性,构建简单对象空间关系计算算子,并将其推广到多粒度对象,实现全空间地理信息系统框架下多粒度对象三种空间关系的一体化表达与计算。最后,以三角网求交算法为例,证明了算法的可行性,为全空间GIS中空间关系的表达和计算提供了借鉴。     

基于GIS的农用地估价信息系统构建

在分析了农用地评估特点和存在问题的前提下,讨论了以GIS技术为基础建设农用地估价信息系统,介绍了建立该系统的技术方案,包括总体框架设计、数据库设计及系统功能设计,并给出了实现方法。     

古代城市结构复原的GIS分析与应用——以北宋东京城为例

空间综合研究方法在社会科学研究中越来越受到重视,GIS正成为一种新的历史学研究工具。本文以北宋东京为例,讨论了运用GIS进行古代城市结构复原可行性。基于开封市考古发现和历史文献研究成果,运用地图学方法、GPS、GIS技术,探讨了古代城市空间结构复原的基本思路、方法和操作步骤。东京城GIS的初步实现表明:以现有考古发现和文献研究资料为基础,在GIS环境中重现古代城市空间,可以整合历史学研究成果,不仅实现历史研究成果的共享,而且为历史学研究提供一个新方法。     

区域人群状态的实时感知监控

 公众聚集场所人群高度聚集,流动性大,隐藏着巨大的安全隐患,时常发生群死群伤的拥挤踩踏等突发公共事件。针对现有以视频监控的人群分析,无法从空间视角掌握区域人群状态的时空格局,本文提出了面向人群分析的视频GIS框架,将视频数据映射至地理空间,在GIS环境下提取人群密度、人群运动矢量场等人群特征。通过分析人群运动矢量场可得到人群运动模式及各方向人群主体运动速率。最后,将视频监控系统与GIS进行有机集成,设计并实现了以视频与GIS协同的区域人群状态实时感知监控系统。实验结果表明,本系统可为大型集会活动的突发事件预防、人群疏导等提供决策依据。     

海域划界模拟系统的构建研究

海域划界是一项国家重要的决策,并是为保障海域合理开发与利用的关键。以地理信息系统(GIS)具有空间分析快速、准确、及时的特点,将模拟系统对划界要素信息与划界区域进行叠置分析。本文着重阐述了系统框架、系统功能和系统实现等。     

基于WebService的Internet GIS集成与应用

InternetGIS是GIS发展的重要方向,InternetGIS要想真正达到实用化,必须解决网络环境下多源异构空间数据集成、网络环境下的空间元数据服务等关键技术。WebService是分布式计算领域出现的最新成果,它是实现异构系统互操作的理想计算模型。本文研究了基于WebService的InternetGIS软件的体系结构,网络环境下多源异构空间数据的互操作实现,基于WebService的空间元数据服务,提出了一个基于WebService的InternetGIS应用系统集成方案,以期为InternetGIS应用集成提供一个新的思路,并以南京“数字房产”项目为例介绍了其应用。     

基于Web GIS的数字社区空间管理与应用——以北京市回龙观小区为例

随着我国城市化水平的不断提高,在城市中出现了大量的住宅社区,并引入了社区智能管理系统,但在数字社区建设过程中,通过地理信息技术进行社区的空间管理、信息查询和定位分析的研究案例还不多见,本文主要通过地理信息技术和空间数据库技术,利用WebGIS方法,以北京市回龙观居住小区为研究实例,将空间信息融入社区管理系统中,实现对社区空间信息的有效管理,并探讨其在技术上的可行性及实现的途径和主要方法。     

基于几何代数的矢量时空数据表达与建模方法

 针对现有矢量时空数据建模时空分离所导致的时空表达不一致、不统一的问题,运用几何代数理论和统一时空观,对时间、空间与属性进行一体化的表达与建模。构建了时空统一表达的层次体系,并基于面向对象技术和UML方法,探讨了时间、空间与属性等组件的逻辑关系。提出了矢量时空数据时空统一建模流程,定义了相应的数据组织结构与存储结构,实现了对几何代数空间的对象表达与存储,以及常见矢量数据的集成与预处理方法。对上述成果进行整合,建立了相应的原型系统。实验以中国东南地区级行政区演化序列数据为例,实验结果验证了本文提出方法在时空数据的统一建模与表达方面的可行性,能够有效支撑变化检测等时空分析方法的构建与实现,为时空GIS的发展提供理论参考与方法借鉴。     

网络GIS及其内容体系和应用分析

众多研究人员在网络GIS的研究方面都习惯将其内容简单化为WebGIS或者Internet/Intranet GIS。实际上,WebGIS和Internet/Intranet GIS在数据模型、网络架构、体系构建和功能部署等方面都有较大的区别,这种将We-bGIS和Internet/Intranet GIS统称为网络GIS的做法本身就有缺陷。本文以网络和分布式计算技术为基础,从“广义”和“狭义”的角度对网络GIS的概念框架、内容体系和应用等几个方面做了重构研究,以期推动网络GIS的研究进展。     

基于XML的无线位置服务地理信息服务器的实现

无线位置服务WLS(Wireless Location Services)将深刻地影响空间信息技术市场,它是移动互联网下一代最主要的增值服务业务之一,而地理信息服务器(GIS)和空间数据库在其中扮演了重要的角色。本文介绍了一种基于XML技术的无线位置地理信息服务的应用模式和结构设计,以及其空间数据库的组织方式,最后介绍了Unix平台下,这一无线位置服务地理信息服务器的实现方式。     

基于GML/SVG的WebGIS体系结构设计与实现

随着Internet的飞速发展,WebGIS也进入了蓬勃发展的阶段,而制约WebGIS发展的问题也日益突出。本文针对WebGIS中存在的地理空间数据语义共享和网络带宽日益紧张的问题,引入了GML和SVG,在此基础上提出并论证的基于GML和SVG的WebGIS系统的方案和应用模式,并详析了实现该系统的体系结构和相关技术,最后给出了该系统的应用实例。     

GIS时空数据模型在姓氏谱系研究中的应用

从应用GIS对中华姓氏历史进行分析与模拟的视角出发,提出一个基于事件的姓氏时空谱系数据模型,弥补了现有时空数据模型对姓氏时空分析存在的不足,为GIS对姓氏历史的时空分析研究奠定了基础。     

网格GIS数据传输机制与策略

WebGIS实现了数据的分布性,而基于中间件的网格GIS的目标是实现GIS数据和GIS功能服务的分布性。本文介绍了网格GIS的信息处理流程,并根据网格GIS对数据传输功能的要求,提出了网格GIS数据传输的实现策略。在网格GIS数据传输过程中,对地理空间数据信息的描述,是通过GML语言来完成的,并利用Web services、消息中间件等构造网格GIS数据传输服务,同时对于网格GIS数据传输中的安全问题作了阐述,利用代理机制来完成数据传输过程中的安全控制。     

基于Shapefile的基态修正模型设计与实现

 本文通过对Shapefile文件进行扩展,使用改进的基态修正模型,构建了一种ArcGIS的时空数据模型,支持对时空变化过程的存储、分析和模拟,同时支持传统的GIS空间分析功能。本研究还设计和实现了一种基于多时态矢量数据集的时空数据变化过程发现和时空数据转换算法,此算法可以自动提取多个时态之间的变化过程,将多时态数据转换成基于Shapefile的时空数据模型存储。鉴于该数据模型,设计和实现了时空数据的快照恢复、变化查询、历史演化分析和数据更新方法,验证了模型的可应用性。