时空信息云平台下数据管理及可视化方法

针对智慧城市时空信息云平台中海量时空数据的管理和可视化问题,该文提出了一种时空索引建立及时空数据可视化方法。时空索引机制将时间、空间与专题属性作为同等重要的维度,兼顾了三者的查询效率,实现对时空数据的快速有效提取。时空数据可视化表达方法提出了时间轴动画、多时态对比、对象状态回溯等可视化方式,实现时空数据的动态交互式表达。该方法在"智慧常州时空信息云平台"项目中进行了实现,证明这种时空数据组织管理方法可较高效地实现数据的检索调度,且具有较强的可操作性;基于此的时空数据可视化方法亦具备较佳的时空对象动态表达效果。     

网络三维技术下的时空可视化分析

随着数据获取技术的快速发展,海量时空数据的来源越来越广。然而受限于数据的认知能力,人们无法高效地从海量时空数据中获取有用信息。利用人的视觉带宽,进行数据可视化分析,可以大大增强对数据的认知能力,提高数据分析效率,从而更快地对时空进行感知,制定决策。时空立方体作为一种三维的时空数据可视化方法,可以直观地展示时空数据的动态特质、周期性规律以及分布状况,对于辅助决策具有重要意义。本文利用WebGL技术,实现了Web端时空立方体的快速生成;并基于中国铁路运输开展实验,对全国铁路运输时空数据进行可视化分析,验证了网络时空可视化分析的实用性。     

一种时空数据静态可视化表达方法

本文简要介绍了时空数据可视化的必要性,以及目前人们采用的时空数据可视化方法,并分析了这些方法的局限性,提出了一种将年轮(annual ring)作为时空载体,结合视觉变量对面状地物的属性数据进行静态可视化的方法。该方法将面状地物的同心环按照类似树木年轮的生长特征进行划分,作为空间和时间的载体,不同时期属性数据映射到相应的同心环中,同心环的厚度和色彩的差异揭示了属性数据的变化。最后以武汉市城市管理网格化平台的统计评价数据为例实现了对比率量表数据的时态可视化表达。本文所提出的静态时空可视化方法将面状地物的空间、属性和时间紧密地结合在一起,克服了以往静态可视化方法中时间-空间、时间-属性相分离的不足,试验证明了这种方法在实践中的可行性。     

基于ＧｅｏＳｃｅｎｅ的时空数据多维动态可视化方法———以湖北新冠疫情数据为例

为了克服传统ＧＩＳ因忽略空间数据时间特征,而不能有效描述展示事物动态变化过程的不足,提出基于 ＧｅｏＳｃｅｎｅ的时空数据多维动态可视化方法。文中以湖北新冠疫情时空数据为例,首先阐述该方法通过地理数据库 （ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ）将时空数据“管”起来的单、双字段模型;继而描述了利用地图、场景、属性表及统计图使数据“展”出来 的４种可视化形式;最后分析凭借时间滑块、动画视频让数据“动”起来的两种实施策略。研究表明该方法具有可视 化手段多样、二三维融合联动、易于发布共享、无需复杂的编程实现等优点。该研究可为解决同类可视化应用问题 提供实用的技术参考和灵活的方法选择。     

多模态时空数据多层次可视化任务模型

针对现有时空数据可视化方法主要面向单一的低层次展示性可视化任务,难以满足多模态时空数据多层次多样化可视化任务高并发的难题,从展示、分析和探索3个层次构建了面向多模态时空数据自适应可视化的多层次可视化任务模型。重点剖析了不同任务的时空信息需求及其可视化表达驱动力,刻画了任务需求与存算绘资源之间的依赖关系,设计了任务感知的多模态时空数据自适应可视化引擎。以微观精细化管理与宏观综合决策协同的智能设施管理为例进行了试验分析,证明该模型能够有效满足多层次可视分析应用需求,为数字城市和智慧社会等重大工程建设提供了有力的技术方法支撑。     

面向地理信息大数据的时空事件关系可视化分析框架

不同类型的地理信息大数据蕴含了丰富的时空关系，反映个体或者群体时空事件之间的变化模式，在资源、环境、交通等领域的智慧应用中起到关键性作用。然而，地理信息大数据拥有的多尺度和多语义特性，在挖掘地理信息大数据的时空关系时会存在许多困难。如何有效地构建多尺度多语义时空关系，并直观地表达这些时空关系是一个重大挑战。本文设计了一种时空事件关系可视化分析框架，通过定义事件间时空关系的描述，设计了一种多视图协同的可视化分析方法，结合时空关系的可视化协同交互，实现地理信息大数据时空事件可视分析。基于时空轨迹数据，通过试验说明该方法可以探寻时空事件及背景间的时空关系，实现时空事件的交互可视分析。     

智慧城市时空数据三维可视化设计与关键技术

随着数据内容的不断增加,特别是新型测绘产品数据的扩展延伸,智慧城市时空大数据的三维可视化面临着新的机遇与挑战.针对时空大数据三维可视化所面临的数据集成、数据组织优化以及资源合理分配等问题,设计了面向三维可视化的时空大数据集成内容及其相应框架,并针对数据集成存储、细节层次构建和计算资源调度等关键技术开展了研究,为构建多源、高效的智慧城市时空大数据平台奠定了三维可视化基础.     

一种城市公共自行车接驳地铁出行的时空可视化分析方法

公共自行车是城市轨道交通的重要接驳方式。为了更加清晰、直观地展示公共自行车接驳地铁出行的时空特征，本文提出了一种公共自行车租赁点接驳地铁出行客流量的时空可视化分析方法。该方法首先将地铁客流与公共自行车的IC卡数据进行预处理与时序分析，初步分析了两者之间的时序相似性；通过对地铁客流的时间聚类进行分析，得到了3种类型的出行日；然后分别对各类型出行日的相关性计算结果进行了特征可视化与空间信息可视化，实现对公共自行车接驳地铁出行时空特征的综合分析；最后运用该方法以北京市西城区宣武门地铁站为例，对该站合理范围内的公共自行车接驳地铁出行情况进行了时空可视化分析。结果表明，对地铁客流与公共自行车IC卡数据的融合可视化分析可更加全面、动态地掌握城市公共自行车接驳地铁出行的时空分布情况，该方法可为城市轨道交通站点处公共自行车租赁点的规划及建设提供量化依据。     

利用地理知识图谱的COVID-19疫情态势交互式可视分析

新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)疫情的暴发产生了海量与时空信息相关的数据,当前的地理时空疫情分析难以关联人物关系、事件等数据,由此提出了一种利用地理知识图谱结合交互式可视分析COVID-19疫情态势的方法。首先定义了病患实体和关系类型,提出了事件语义模型和事件关系分类,并根据不同的数据分类设计了知识抽取和知识表示方法,构建了病患时空信息知识图谱;然后分别从宏观和微观层次把控疫情态势的任务出发,设计了知识图谱可视化视图和交互分析方法;最后构建实验分析系统,利用COVID-19确诊患者数据,通过地图分布可视化、图谱可视化和轨迹可视化等多视图协同交互对COVID-19疫情态势进行分析实验。实验结果表明,该方法能够从实时疫情态势监控、病患关联关系、高危人群防控和地区防控态势等方面为疫情态势分析提供一种新的思路与方法。     

时空数据可视化研究

在移动互联网时代,资源互联和共享、群体协同与合作成为科学和社会发展的新动力,可视化、人机交互技术等在协同式知识传播与科学发现中发挥着重要作用。本文对时空大数据可视化的人机交互技术、数据挖掘技术及其可视化展示方法及其相关领域进行了大量研究。通过研究,本文将可视化分为描述可视化、挖掘型可视化、交互可视化,并对其进行详细的分析,最后对时空大数据可视化的发展趋势进行展望。     

基态修正模型的时空数据组织和快照查询方法研究

基态修正模型是目前应用较广的一种时空数据模型。本文分析了基态修正模型中的时空数据特点,采用shapefile文件作为基态数据文件,自主设计差文件格式来存储和组织变化数据。在此基础上设计了快照查询的算法、流程和查询结果的显示方法。为了给用户提供更直观、更充分的时空信息,本文提出了一种双屏幕多视图的时空数据显示模式。采用VC．NET从底层开发了一个时态地理信息系统平台,并以中南大学主校区的时空数据为实验数据对上述算法和模式进行了检验。实验表明,本文所设计的算法可行,快照显示模式能够提供更直观、更丰富、对比性强的信息内容,是时空信息显示的一种可行模式。     

基于时空对象的高铁网络建模方法

全空间信息系统将现实世界中的实体抽象为多粒度时空对象,并对其进行表达与分析,较传统地理信息系统来说更符合人类的认知。对高铁网络对象的基本特点及现有交通网络建模方法进行了分析,可知目前现有的建模方法难以支持具有动态性、关联性及多粒度特性的高铁网络对象的表达。依据多粒度时空对象建模思想,提出了一种适合高铁交通数据的全面表达与操作的建模方法;并对高铁网络对象化建模方法的优势及建模过程进行了探讨,设计了概念模型和逻辑模型;通过实例对提出的建模方法进行了验证,并采用可视化表达的方法检验高铁网络时空对象数据的有效性。实验结果表明,基于时空对象的建模方法能够较好描述高铁时空实体多维动态特征,能为后续高铁网络时空查询、分析提供支持。     

基于三棱柱11剖分法的海洋温度场动态三维建模方法研究

海水的温度是海洋物理性质中最基本的要素之一,随着对地球研究的逐步深入,数字地球的建模范围也从陆地向海洋延伸,从静态向动态建模发展。由于海洋每时每刻都在变化,对海洋温度场的三维建模尤其是动态三维建模尤为困难。本文分析了海洋温度场数据获取的方法,并从动态温度场数据的特点出发,提出了基于三棱柱11剖分法的海洋温度场动态三维建模方法,提取对象中的等温面作为特征对三维温度场进行建模和表达。实验表明,本文提出的方法可以高效地对动态三维温度场进行建模和表达。     

流场动态地图符号视觉变量分析与应用

随着大数据的发展以及数据观测技术的进步,以动态地图和动态符号的方式进行流场可视化表达具有广泛的应用前景。针对目前流场动态地图符号表达机制研究不足的问题,本文采用粒子系统方法构建了流场动态地图符号表达模型,基于流场的特点,研究了视觉变量的选取对于流场动态表达效果的影响。然后,以海洋流场数据的可视化实现为例进行验证,结果表明可视化效果良好,可以为矢量场动态符号的应用提供参考。     

一种基于对象和快照的混合地表覆盖时空数据存储模型

时空数据模型是数据库和时空数据分析研究热点之一。由于时空数据变化类型多、分析计算复杂及应用范围广,一种观点认为建立通用的时空数据模型具有高度复杂性。本文针对地表覆盖变化时空数据建库和时空分析应用需求,提出了基于对象和快照的混合时空数据模型。该模型用面向对象描述地表覆盖的斑块对象时空过程,组织管理斑块对象时空事件和空间、属性信息,同时用快照描述地表覆盖整体时空分布,组织管理栅格快照,两者通过基于时间和空间位置的逻辑关联关系形成混合模型。模型在表达对象自身变化的时空事件类型基础上,增加了不同分类对象之间互相转变的时空事件表达。该模型既可以用于对地表覆盖历史观测数据组织存储建库,又可以用于支持时空统计分析、时空演变模拟和时空数据挖掘。通过对黑龙江地区地表覆盖时空数据建库、查询检索、整体格局演变分析和斑块变化时空过程检索与表达的试验,验证了模型的有效性。     

Snapshot positioning without initial information

Snapshot techniques are based on computing a position using only a set of digital signal samples captured over some milliseconds. Existing techniques require, in addition to the satellite ephemerides, a rough knowledge of the position and/or time at which the snapshot was captured. We propose a new method to instantaneously compute a snapshot position and time solution without any reference time or position. The method is based on the addition of a fifth unknown to the instantaneous Doppler equations, which accounts for a time difference between the reference time and the measurement time. Using this new system of equations at different initialization times separated by some hours, time uncertainties of days or weeks can be solved. The algorithm has been implemented in a snapshot GPS software receiver in MATLAB, proving that position accuracies of a few meters with time uncertainties of several weeks can be obtained in a few seconds.     

CBERS-02B星数据土地利用动态遥感监测方法研究

研究了CBERS-02B星(简称02B星)HR和CCD数据在土地利用动态遥感监测中的应用,综合分析了目前常用的5种土地利用变化检测方法及其应用效果,提出了各种方法的适用条件和范围,为规模化应用02B星数据开展土地利用动态遥感监测奠定了技术基础.     

CBERS-02B星数据土地利用动态遥感监测中方法研究

研究了CBERS-02B星（简称为02B星）HR和CCD数据在土地利用动态遥感监测中的应用，综合分析了目前常用的5种土地利用变化检测方法应用效果，提出了各种方法的适用条件和范围，为规模化应用02B星数据开展土地利用动态遥感监测奠定了技术基础。     

动态分段技术在北京水务普查中的应用研究

动态分段技术是一种新的线性特征的动态分析、显示和绘图技术。本文对动态分段数据模型进行探讨,提出一套基于动态分段技术构建河流数据模型的实现方法,它解决了传统数据及属性管理和分析中一对多、线性度量以及分段数据等难题,为水务普查成果数据的管理和分析提供了一定借鉴意义。     

GPS连续参考站系统（CORS）定位精度检测方法

CORS系统的定位精度和可靠性直接关系到系统的可用性和工程建设的安全性,因此必须对系统各个指标进行检测。本文介绍了对CORS常用的定位精度的检测方法：静态已知点检测方法、实时动态观测值与后处理结果比较的检测方法、动态规则几何轨迹检测方法和固定基线长度相对检测方法。