矢量空间数据渐进传输研究进展

渐进传输被认为是解决目前海量空间数据传输与实时用户体验之间矛盾的有效方法。栅格数据渐进传输的相关研究比较成熟,但矢量数据的渐进传输理论和技术还存在问题。为了推进矢量数据渐进传输的相关研究,该文对与矢量数据渐进传输密切相关的二维矢量数据、三维表面模型两种数据的多分辨率表达和渐进传输的研究现状进行归纳与总结,指出相关研究的发展方向,为海量空间数据适用于分布式网络传输提供参考依据。     

基于对等网络结构的分布式大规模地形实时漫游研究

虚拟地形环境在游戏、仿真、虚拟现实等领域有广泛的应用,在网络环境下如何进行海量地形数据的三维表达与传输是目前研究的重点。基于对等思想提出一种适合大规模地形漫游的分布式网络结构,充分发挥客户机的作用,从而有效地减少服务器负载,采用多点下载数据,提高地形数据的传输速度。同时研究该网络结构下多点下载模型、数据预处理、数据流程和视点相关的LOD简化算法,实现网络环境下大规模地形实时漫游。实验结果表明,在分布式网络环境下,该文中提出的方案可实现大规模地形实时漫游。     

一种基于矢量地图特征点和分块的零水印算法

近几年,数字水印作为版权保护的关键技术被用于矢量地图。目前,矢量图形水印算法主要分为空域算法和频域算法,但这两种算法在完成数字水印嵌入的同时,均修改了矢量地图数据,会影响地图精度,而且数字水印容易擦除。针对这一问题,温泉等首先提出了零水印方案,并成功将其应用于数字图像中。零水印是指不修改原始作品的内容,利用原     

基于P2P的分布式矢量地理数据在线服务研究

研究P2P环境下矢量地理数据在线服务的关键技术,提出了一种基于Linking机制的矢量地理数据组织、分割及无损拓扑重建方法.通过将矢量要素各个层次的链接关系记录在Linking信息中,形成一种松散的分布式拓扑关系,并支持矢量数据无损重建.实验证明了该组织方式和相关算法的健壮性、高效性及完备性.     

抗拼接攻击的矢量瓦片数据水印算法

网络环境下矢量瓦片数据应用广泛,引发多用户、多线程的非法爬取等安全问题。该文针对网络环境矢量瓦片数据版权保护和用户追溯的需求,提出了一种抗拼接攻击、鲁棒性强的矢量瓦片水印算法。首先,在水印信息生成阶段对两段编码进行设计,在保证区分度的同时,提供尽可能多的用户编码;其次,在水印嵌入和检测阶段,改进了经典的量化索引调制方法,根据矢量瓦片的精度划分更多数量的区间,以提高水印容量。实验结果表明,该文提出的矢量瓦片水印算法能够保证数据的可用性,并且对增加、删除、更新以及多用户的拼接攻击均具有较好的鲁棒性,实现了矢量瓦片的版权保护和用户追溯功能。     

地图矢量数据拓扑关系生成算法

拓扑关系的建立是地图矢量数据管理和更新的重要内容。在综合多种典型拓扑算法优点的基础上,详细描述了拓扑关系生成算法的主要过程,并在线要素互相交断链、结点匹配和特殊情况处理等方面对算法进行了改进。最后以1∶25万济宁市地形图数据进行了实验,结果表明该算法在效率方面优于传统算法。     

基于球面DQG的矢量与地形数据无缝集成

现有的全球大规模空间数据可视化系统主要侧重于影像和地形数据的综合表达,针对矢量与地形的集成可视化能力相对较弱。该文以球面退化四叉树格网(Degenerate Quad-tree Grids,DQG)为基础,通过DQG格网的三角化过程构建了地表DEM模型,并提出了从矢量线对象到地形格网表面的映射方法。采用GTOPO30数据集和国界矢量数据进行了相关实验,结果表明:该方法能实现矢量数据与多分辨率DEM的无缝集成,并能有效地避免矢量对象"悬浮"和"入地"等现象。     

基于眼动数据的网络地图界面用户兴趣分析方法

分析网络地图界面用户兴趣对完善网络地图界面设计和提升网络地图用户体验十分重要。现有的分析方法大多针对人机交互数据进行研究,无法直接反映用户的真实兴趣。为解决此问题,该文提出了基于眼动数据的网络地图界面用户兴趣分析方法。首先通过眼动实验,获取了用户在网络地图兴趣区内的注视点数量,并利用熵权法计算用户兴趣度;其次,融入用户背景信息,建立了网络地图用户兴趣信息集,通过决策树ID3算法对其进行分类,归纳提取了用户兴趣分析结果集;最后利用查全率、查准率与F值进行分析结果评价。实验表明,分析结果集匹配成功率为90%,基于眼动数据的用户兴趣分析成功率为85%,高于基于Web日志的用户兴趣分析结果,证明了该方法能有效分析网络地图界面用户兴趣。     

面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法

矢量地理数据在实际使用过程中通常经过多次分发,已有数字指纹算法多基于单次分发设计,仅能追踪单级分发下的数据泄露,难以追踪整个流通链条。该文提出一种面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法。首先,对矢量地理数据的顶点坐标进行归一化处理;然后,将归一化值的高位与分发级数建立哈希映射,将顶点划分为若干互不重叠的集合;最后,将各级指纹通过QIM方法分别嵌入划分所得的各个顶点集合中。其中,多级指纹编码采用级联码,外码为I码,内码为GD-PBIBD码。仿真实验表明,该算法对缩放、平移、增删点、裁剪等攻击具有较好的鲁棒性,且可有效抵抗常见的线性指纹攻击,准确地追踪到叛逆用户。该算法可用于矢量地理数据多级分发中,为版权保护及盗版追踪提供有力支持。     

基于节点特征的矢量地图零水印算法

为实现高保真矢量地图的版权保护,提出一种基于节点特征的矢量地图零水印算法。该方案以矢量地图线图元节点为基础,先采用道格拉斯一普克压缩算法提取特征节点,然后采用K-means聚类算法对特征点进行分块,最后根据各个分块内的特征点到聚类中心点距离的关系提取特征信息。处理水印图像时,先采用基于完全互补码的扩频技术扩大水印容量,然后采用混沌置乱保障水印的安全,再对水印图像进行分块处理,最后将水印信息与提取到的地图特征进行异或运算,由此构造出能够抗几何变化、简化、数据扰动等攻击的零水印参数。结果表明,该方案能够解决传统水印算法中地图精度与水印鲁棒性间的矛盾,并通过添加多重秘钥的方式保障了算法的安全性。     

海量三维地形数据集的流式处理

该文提出基于网络实时交互的海量三维地形数据的流式处理方案。通过一个输出恒定的动态多分辨率简化算法,对三维地形数据进行裁剪简化,实现与总数据量和视点位置无关的恒定数据量输出;在算法输出的非均匀高程矩阵上,进一步采用三维地形数据流式编码解码算法,将高程矩阵进行离散余弦变换到频率域,并根据频谱分析结果引入累进式传输编码解码,结合服务质量控制,根据客户端和网络的性能状况进行自适应调节。实验表明,流式处理方案可以根据运行平台性能提供不同质量的场景复原,达到基于网络的实时交互性能。     

基于数据分治与双层索引的并行点面叠加分析方法研究

地图叠加分析是一种计算密集型算法,并行化计算是加快算法执行速度的一种有效方法。该文研究分布式环境下的点面图层并行化叠加分析方法与实现。首先根据点面叠加的特点设置并行数据分解的方式,基于分治法分解空间数据,在并行系统下将地理要素分而治之。然后引入双层索引的并行叠加机制,一是对面图层根据Hilbert空间索引的排序方式分发数据,二是对点图层建立四叉树索引,对每一个进行相交运算的多边形进行快速过滤和求交。最后在Linux集群系统下实现该并行算法,其一利用MPI分布式计算环境实现在整体计算框架下的消息通讯模式的并行,其二在每个子节点中实现基于多核OpenMP工具的本地并行化。结果表明,利用双层空间索引分治的方法可实现并行数据分块,各子节点实现独立计算,减少并行系统中的I/O冲突,并行加速比明显。该方法对矢量地图运算的并行化进行了有益的尝试,为大数据时代的空间数据分析提供一种有效的途径。     

基于非均匀多级网格索引的矢量地图叠加分析算法

矢量地图叠加分析在实际场景使用中经常需要处理各种大规模复杂空间数据,因此算法整体分析效率的提升尤其重要.该文重点针对较大多边形对象和大量较小多边形对象的叠加分析使用场景,提出了一种有较强针对性的基于非均匀多级网格索引的矢量地图叠加分析(Non-uniform Multi-level Grid Index Overlay,NMGIO)算法,包括索引构建、网格过滤、叠加计算、拓扑构面4个步骤,通过对待分析数据集和叠加对象双向建立非均匀多级网格索引,利用数据的空间分布特点从根本上提升叠加分析效率.同时给出了算法整体时间复杂度和由C++语言实现的原型系统叠加分析效果验证.     

基于复杂网络的道路网拓扑结构信息度量

地图是空间信息传输的重要工具,地图拓扑结构信息的有效度量对地图更新、多尺度表达、制图综合等十分重要。信息熵已被用于描述地图信息,但对地图拓扑结构信息熵的研究多局限于单一层次或尺度,缺乏系统、多层次、多尺度刻画地图结构复杂性的方法。该文以道路网为例,基于复杂网络理论,从整体与局部两个层次,考虑网络的集聚性、连通性、可达性及邻域完整性特征,构建地图拓扑结构信息熵指标,将其用于不同模式道路网及其对应同等规模的随机网络的结构特征定量描述。结果表明该方法能揭示道路网内在的小世界与无标度网络结构特征,并可有效刻画不同模式道路网的结构差异,可用于制图综合、多尺度表达、地图更新设计等。     

地图与遥感

地图学的一般问题283.12005043732地图注记质量评价模型的研究=Thestudyoftheevaluation odelformaplabeling/樊红,张祖勋…∥测绘学报.—004,33(4).—362～366抽象出冲突、压盖、位置优先级和关联性4个基本因素,通过建立评分体系,构造地图注记的4因素形式化质量评价模型.同时,介绍该质量评价模型在地图自动注记系统MapLabel中的应用情况和实验结果,说明此模型的合理性和有效性.参5(作者)Che282005043733不同学科概念地图研究的反思=Introspectiontotheconcept apstudyofdifferentcourses/马耀峰∥地球信息科学.—005,7(2).—11～16,64讨…     

基于OSMDroid地图引擎的传感器数据实时可视化方法研究

随着物联网和移动实时地理信息系统的发展,基于地图的传感器实时监控系统将成为管理物联设备的新途径,而传感器数据的实时可视化是提高监管效率的主要方法。该文提出一种以开源OSMDroid(Open Street Map)为地图平台,基于自定义矢量地图符号实时展示传感器数据的方法,并在Android移动终端上实施验证。该方法利用可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphic,SVG)将传感器设备抽象为自定义矢量地图符号,根据传感器数据类型设计地图符号图元与传感器数据的映射规则,据此在地图上实时刷新传感器设备地图符号。地图符号的视觉变量随传感器数据实时改变,从而实现传感器数据的实时可视化显示。实验结果表明,通过地图符号实时可视化传感器数据可有效提高传感器设备管理效率,及时获取设备数据,为传感器设备管理提供一种直接有效的途径。     

高分辨率遥感图像厚云检测算法

针对高空间分辨率多光谱图像,设计了一种基于缨帽变换、数据正则化以及多尺度光谱分析技术的多尺度循环检测算法。实验结果表明:对于Landsat-7 ETM+图像,其检测精度与基于热波段的自动化云量估计算法相近,但优于传统的直接分类方法(最大似然分类与ISODATA分类)。由于该算法无需借助热波段及其他辅助数据,因而在实现高分辨率图像厚云掩膜的高效与高精度提取方面具有很高的应用潜力。     

顾及用户体验的复杂三维城市模型组织方法

日益增长的三维城市模型在线实时可视化应用需求对大规模复杂三维城市模型的高效组织与管理提出了更高的要求,传统基于"图层-对象"的组织方法忽略了三维城市模型的不同分辨率下LOD差异及内容差异,而且大数据量在网络环境下的传输效率很低,难以满足网络环境下多用户并发访问的流畅可视化需求。该文对大范围漫游与小范围聚焦条件下的用户体验进行了分析,并提出了顾及用户体验的复杂三维城市模型数据自适应组织方法。采用索引元数据统筹模型对象的组织与调度,将小数据量的索引元数据和分辨率较低的模型数据打包传输,即时响应用户请求,并将多细节层次的复杂三维模型依据视觉特点合理分解存储并渐进调度,针对模型LOD和分解的对象,设计结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。文中给出了详细的相关设计与实现,从数据的建模、组织到最终的高效绘制都给出了可行的解决方案。最后以分布式数据库MongoDB为平台验证了方法的可行性和有效性。     

基于神经网络的超光谱热红外辐射传输模型快速算法

基于径向基函数(RBF)神经网络技术设计了一种新的超光谱热红外大气辐射传输模型快速算法,通过模拟实验,确定神经网络样本和输入输出数据,并对典型波段训练出相应的多层神经网络,用于快速计算超光谱热红外大气顶部辐射传输亮度.实验中分别训练了9 μm、10 μm和12μm波长处相应的神经网络,实验结果表明所建算法不仅具有较高的计算精度,而且每个波长对应亮温的计算速度比利用4A模型的计算速度最多可提高100倍以上,同时,在波段的选择上也具有更高的灵活性.     

SVG在线空间自相关分析方法及其应用

空间信息在线统计分析受数据格式和专业软件的限制,难以实现网络资源共享;W3C制定的可缩放矢量图形(SVG)标准,对WebGIS空间数据的可视化和空间分析提供了一个开放的解决方案.鉴于此,该文提出了一种基于SVG的在线空间自相关分析方法,将地图单元构建成二元邻接矩阵,再经空间权重矩阵计算方法将其转换为行标准化矩阵,以满足空间统计分析方法对数据的要求.该方法既可解决多种常用空间数据格式的通用性和标准化问题,又实现了网络在线空间自相关分析.实验方案采用B/S的结构模式,以2007-2009年中国各省区的经济能源消耗指标为研究对象,采用全局和局部Moran指数衡量各省区能源指标间的空间关联,分析中国经济能源消耗指标分布特征及发展不均衡状态,并指出改善方向.