林业数据挖掘与可视化的应用分析

面对海量的林业空间与非空间数据,提取隐含的信息是"数字林业"急需解决的关键问题之一。数据挖掘和可视化是处理和分析海量空间数据的有力工具,利用它们可以有效地剖析隐藏在数据背后的信息与知识,为我林业规划与决策提供服务。本文将空间数据挖掘和可视化技术整合为一个有机的整体,集成两者的优势,阐述了可视化技术在空间数据挖掘研究中的意义。并讨论了空间数据可视化表达模式和可视化与空间数据挖掘的整合。针对林业资源数据的特点,提出在可视化表达空间数据的基础上对林业数据的多维信息进行综合分析。最后,开发了原型系统,初步实现了林业数据可视化挖掘。     

面向嵌入式数据库的导航电子地图组织方法

以道路网为核心,提出了一个通用导航电子地图概念模型,并在其基础上重点研究了面向嵌入式数据库的导航电子地图组织方法。在本模型中,道路网被划分为通过线性参考互相联系的几何基准、逻辑网络和事件集三个模块,并采用分层、分区域的数据组织模式,体现了经典GIS-T模型和主流导航电子地图物理存储格式的主要优点。为了建立具有较高访问效率的导航数据库,提出了导航电子地图各个模块在嵌入式数据库中的组织策略,并着重介绍了利用数据聚集和HASH索引机制存储逻辑网络的方法。通过在嵌入式数据库SQLite中进行导航电子地图组织并在其基础上进行导航软件开发的实验,该导航电子地图组织方法被证明具有较好的可用性。     

生态环境类电子地图集的研究与开发

针对生态环境类电子地图集这种新型的专题性电子地图集在信息构成和功能上的特殊性,首先,研究和确定了它的主题定位和功能定位,提出集信息可视化和空间分析、虚拟仿真等功能于一体的理念。其次,提出并构建了生态环境类电子地图集的新颖的数据模型,第三,研究并阐述了该类电子地图集的专题图型和表达方法,第四,设计并实现了这种电子地图集的体系结构和技术系统,通过丰富的电子地图实例阐述本文的技术和方法创新点。     

关于空间数据与空间数据模型的思考--中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)总结与分析

空间数据和空间数据模型是GIS理论与方法的核心内容。本文总结中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)的成果,围绕GIS研究与发展的新动向,分析了空间数据组织、集成、质量、不确定性与数据挖掘及3维空间数据建模、空间关系与可视化等方面的理论问题与发展趋势,并思考和讨论了空间认知学与本体论在GIS理论与方法研究中的作用。     

空间数据模型研究综述

空间数据模型是GIS研究的重要内容,既是现实地理世界抽象后的产物,也是地理信息互操作、分析和可视化的重要载体。本文对近20多年来国内外空间数据模型领域的研究内容、理论基础、学术前沿和发展趋势进行了详细归纳与总结,并对一些关键问题进行了比较和分析。文章最后讨论了目前空间数据模型研究需要解决的主要问题。     

基于地理本体的海湾空间数据组织方法——以辽东湾为例

数字海湾的建设,面临着空间数据组织问题。本文在对基于分层和基于地理特征的空间数据组织方式及元数据技术深入分析的基础上,针对海湾多要素、多层次、多资源和多领域的复杂系统,采用地理本体的思想进行海湾的认知表达,并由此提出了基于地理本体的海湾空间数据组织方法。通过对海湾地理本体的建模,建立了更能客观反映海湾地理实体各个层次体系的概念模型,再根据海湾概念和已有的多源空间数据集之间的映射关系,重构地理本体支持下的海湾空间数据库,从而实现海湾多源空间数据的海、滩、陆一体化集成与管理。最后,以辽东湾为例,对该海湾所涉及到的多源空间数据进行了有效的组织。结果表明,利用地理本体的思想对空间数据进行组织管理,可以消除不同领域对信息理解的鸿沟,有利于数据的共享和互操作。     

基于边云协同的AR空间分析计算框架

地理数据的增强现实（AR）技术,是地理信息可视化的重要发展方向之一。受限于头戴式AR设备有限的计算能力,已有的地理信息AR研究多集中于地理信息的可视化,并未提供复杂的空间分析计算功能。本文提出了一套基于边缘计算与云计算协同的AR空间分析计算框架。AR端完成空间数据的可视化、人机交互、数据预处理等;云端则完成复杂的空间分析计算任务以及空间数据的持久化存储;边云二元存储方法和三维可视化模型-三维地理模型间的坐标转换模块完成AR端和云端间的高效链接;从而达到高效率的、端对端的协同计算。基于该框架,本文利用头戴式AR设备Hololens,并基于武汉市的建筑物三维数据和天空可视因子算法,实现了在AR可视化的同时进行复杂的空间计算。结果表明,在保证空间分析计算效率和精度的同时,Hololens性能表现稳定,三维空间可视化的体验良好（FPS约35）,证明了边云协同框架下的AR在空间分析计算具有广阔前景。     

战场可视化与数字地图

信息时代的战场是数字化战场,而战场可视化则是数字战场的一种表达手段。文中在对战场可视化的概念进行深入探讨的基础上,指出以数字地图为基础的电子地图、战场环境仿真是新的战场可视化手段,并对其相关理论、关键技术及应用系统进行了论述。     

基于可视化维度理论的泛地图知识推荐方法

信息通讯时代,科学技术的进步极大地降低了地图制图的门槛,大量非专业制图人员涌现到地图制图领域,地图的表现形式呈现出显著的泛化趋势。然而,由于专业知识的缺失,普通大众在专题地图选择时容易产生“制图困惑”,难以确定恰当的专题地图类型。针对上述问题,本文尝试提出一种基于可视化维度理论的泛地图知识推荐方法。首先,面向专题制图需求,建立以空间数据、数据特征、泛地图可视化维度、泛地图可视化形式、应用领域为核心要素的泛地图可视化知识本体,通过知识抽取、知识存储操作,构建泛地图可视化知识图谱。其次,对知识图谱进行知识嵌入,实现地图可视化要素的知识化表达。最后,基于泛地图知识要素建立相似度计算模型,计算用户输入数据与知识图谱内空间数据特征、可视化维度、应用领域等的相似度,得出综合相似度结果,实现泛地图可视化形式的精准推荐。结果表明：面对泛化的专题信息表达,本研究提出的泛地图知识推荐方法能够为用图者的制图选择提供较为准确可视化参考,一定程度上满足普通大众的寻图需求。     

面向信息服务的SDI数字地理空间数据框架研究

“空间数据基础设施”(SpatialDataInfrastructure,SDI)是各国信息化发展的重要支撑,随着我国信息化进程的飞速推进,电子政务、公众信息服务对SDI提出了更高的要求。数字地理空间数据框架是SDI的核心与基础,是支持地理空间信息服务的关键。本文在分析国外技术现状与趋势的基础上,提出了适合我国国情的多尺度地理空间数据框架的模型,并通过实际工程验证了该模型的合理性与可行性。     

中国数字海洋构建基准与关键技术

地理信息系统(GIS)以其空间数据管理、空间分析和图形图像产品制作能力的强大,在海洋领域展现了巨大的潜力。但由于地理信息系统发展于陆地应用,面对海洋特性,有诸多不足。为此,本文在分析海洋特征的基础上,以中国海岸线为基准,构建中国数字海洋的原型系统。重点讨论了数字海洋的问题和解决办法,分析了以海岸线为基准的数据组织与处理,并探讨了其结构体系与集成方式,逻辑运算与可视化方法。     

DEM地形可视化自增强技术

地形可视化是地形表达、虚拟地理环境与虚拟仿真领域中重要的组成部分.论文首先回顾了DEM地形分析与表达技术,然后重点阐述了如何利用DEM自身解译的地形信息,增强DEM地形等高线图、地形晕渲图等地形可视化效果,突出不同地形特征与细节,实现可量测性和直观性为一体的3维地形表达,提供用户更为直观、准确的地形认知.     

数字地图的研究进展和应用新方向

数字地图是现代地图学发展的重要标志.目前,国内外已出现以数字地图为核心的地图数据库、印刷地图、电子地图、移动式地图、网络地图等多种现代地图的开发和应用模式.本文分析和阐述数字地图理论、方法和技术方面的新进展,以及新的应用方向.首先,作者阐述了在数字地图新理论方面的研究进展,并在此基础上提出了数字地图体系结构框架;其次,...     

“数字房产”时空数据模型的建立与应用

本文根据“数字房产”中空间数据变化缓慢、属性数据变化频繁的时空变化特征,提出一种快照序列模型和基态修正模型相结合的时空数据模型。在信息系统中,据该模型提出三库分离技术,实现了对房产时空数据的管理。     

基于变焦数据模型的数字地图的研制

数字地图作为一种新型的地图受到人们越来越广泛的关注。数字地图包含着各种地图数据,为了在多种比例尺范围内能快速地检索地图数据,需要把地图数据分层存贮变焦。作者通过变焦数据模型原理,探讨如何建立多层存贮结构,将数字地图中的大比例尺地图数据库自动导出小比例尺图形。变焦数据模型是一种动态的数据模型, 在该模型中,图形比例尺的变化不是简单的图形尺寸的缩放,而是伴随着各个物体的细节和物体数量而增减。这种基于变焦数据模型建立的数字地图可以提高数据检索与图形表示的灵活性,减少大量不必要的用于重复获取数据而消耗的人力物力,广泛应用于各个领域。     

一种电子地图要素和属性的组织方式

针对电子地图数据的组织效率问题,提出了一种易于操作及更新的数据组织方式。探讨了地图要素及其属性数据的组织特点,并描述了一种更加柔性的电子地图数据模型,最后使用一个具体实例验证地图数据模型的可行性。     

逆向热力图的绘制方法

热力图是对数据的一种直观的表示方法,在空间大数据挖掘和知识发现的研究中具有良好的展示效果。本文研究了一种逆向渲染流程绘制热力图的方法,提出了将渲染器像素映射的地理空间作为计算分析的空间粒度,解决了热力图影响力叠加规则依赖于渲染器机制的缺点。逆向渲染热力图方法使用地理距离与绘制像素结合计算得到分析点缓冲区半径系数和影响力参数,以此来减弱在不同的地图尺度下热力图的形变程度。采用Kapur多级分割算法自动探测图像阈值得到色彩梯度,优化了热力效应的分级展示,在视觉效果上数据特征更加美观清晰。本文通过一组实验进行了验证,数据是由北京市交通委提供的公交IC刷卡记录,提取了其中某一时间段的刷卡数据作为样本,在相同的实验条件下,分别使用基于开源的Leaflet在线地图和Canvas渲染技术2种绘制热力图渲染方法,得到可视化结果后对比分析。在相同的实验条件下,逆向渲染热力图的可视化效果更符合现代的多尺度电子地图需求,更适用于地理空间POI点空间特征可视化。     

基于智慧城市空间大数据的城市信息图谱建构研究

城市大数据信息图谱相较于传统地图信息平台而言,具有可定位、可视化、实时监测的特点;同时,将城市信息图谱平台精确落实到空间地块,则能实现从表层到深层对城市各系统、各单元的全面、综合的信息表达与联动分析。基于此,本文通过大数据采集、人机互动技术及谷地软件等方法,形成从建筑单体-用地地块-道路红线-街区单元-地形地貌的三维建筑精度的城市空间数据库,进而建构出城市多源大数据全信息复合数据库,这一数据库涵盖城市绿化系统、城市市政系统、城市微气候系统、城市产业系统、城市人车系统以及城市意象系统。在此基础上,通过Arc GIS平台将空间形态数据库与复合数据库进行空间耦合,形成基于统一空间坐标系的城市空间大数据信息图谱的基础模型;根据城市规划、城市设计与管理需要进行多对象的大数据组合与相关性分析,获得多源数据融合特征综合信息,进而优化规划和设计的科学决策。     

顾及空间冲突的等级道路网变比例尺二次规划模型

变比例尺可视化技术被广泛应用于城市路网的地图制图,其基本思想是采用较大比例尺突出显示城区的密集道路,较小比例尺显示并不重要但对路网布局起辅助作用的周边道路。目前,不少研究是通过使用坐标转换公式及参数组合对路网进行变换,以得到较理想的变比例尺效果。然而,这类方法常难以避免路网较大的变形和道路要素的空间冲突。鉴此,本文结合顾及道路等级的形变约束规则和基于支持向量机的线相交约束规则,建立了二次规划算法的等级道路网变比例尺模型,动态优化道路网变比例尺的效果。本文以广州市增城区规划建设的“一核三区”道路网作为试验对象,分别与可调“放大镜”式地图投影和Focus+Glue+Context模型进行比较。实验结果表明,本模型能得到较为理想的变比例尺效果,且具有良好的自适应性和实用价值,为地图变比例尺可视化研究提供一种可控制地图变形过大和解决空间冲突问题的新方法。