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。     

面向GIS的人口管理数据模型研究

通过对人口管理数据的分类、组织方式和应用模式的探讨,以及对业务系统的人口数据管理、住址管理,以及相互关联关系的分析,利用GIS技术研究得出一种面向GIS的人口管理数据模型,基于该模型进行了人口业务管理信息系统和人口地理信息系统的功能开发。结果表明,该模型能够快速实现人口业务管理系统与人口地理信息系统的数据共享及集成应用,同时满足人口业务管理和空间管理需求。     

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。     

三维GIS及其在智慧城市中的应用

三维GIS是当今乃至未来GIS技术的主要标志性内容之一,它突破了空间信息在二维地图平面中单调表现的束缚,为各行各业以及人们的日常生活提供了更有效的辅助决策支持。本文重点介绍了三维GIS的数据模型、数据库管理和可视化分析等关键技术及其研究进展,并以武汉市为例展示了三维GIS对城市立体空间的整体表达,为大城市、全市域的三维数字城市建设奠定了基础,最后探讨了在智慧城市建设与城市安全中三维GIS将发挥日益重要的时空信息承载引擎与空间智能技术支撑作用。     

时空大数据在城市群建设与管理中的应用研究进展

伴随新型城镇化进程的不断推进,城市群已经成为地区社会经济发展的重要核心。大数据时代的到来促使新兴时空大数据在城市/城市群建设与管理中发挥着重要作用,并成为当前学术界的研究热点。大数据挖掘技术与融合分析技术将成为未来研究城市群的重要方法。本研究总结归纳了时空大数据在城市群建设与管理中的应用研究进展,对常见城市群时空大数据类型、获取方法和分析技术进行分类整理,并对基于资源调查和多源时空数据分析的城市/城市群研究进展进行分析,特别是对时空大数据及其技术在城市群建设与管理中的主要研究展开归类分析,认为目前时空大数据在城市群建设与管理应用领域主要涉及5大方向：城市群空间界定与发展监测、交通网络监测、关联性分析与功能布局评价、产业协同分析和环境监测与评估。最后,本文分析了现阶段时空大数据在城市群建设与管理应用中的发展瓶颈,提出了相关对策建议,并对未来研究发展趋势提出了展望。     

人工智能GIS软件技术体系初探

作为人工智能的代表性技术,深度学习已经成为大数据等各个领域中最具有突破性发展的新技术。深度学习的成功主要得益于其新颖的数据驱动的特征表示学习能力,这种能力成功地替代了传统建模中基于领域知识人为设计特征的方式。在这些技术推动下,人工智能技术在新一代GIS基础软件技术的研究与应用中发挥着极为重要的作用,而现有人工智能GIS（AI GIS）技术研究整体仍处于初步探索阶段,距离成熟阶段尚有较大距离。作为新一代GIS基础软件的方法和技术,AI GIS已经广泛应用在遥感数据分析、水资源研究、空间流行病学和环境健康等地学领域,与传统GIS模型相比大大提高了对非结构化的遥感或街景影像和文本的地理信息提取和特征理解能力,显示出巨大的价值和发展潜力,但现有研究对AI GIS软件技术体系的梳理和总结尚不够全面。大部分研究只关注地理空间人工智能算法的研究及其特定场景下的应用研究,而对相关的AI GIS软件技术体系关注较少。本文分析了地理智慧的几个层次,并讨论了其与AI GIS的关系,总体介绍了国内外现有人工智能技术与GIS软件相结合的发展现状,进而提出了AI GIS软件技术体系。根据AI与GIS的结合关系提出了AI GIS由地理空间智能算法、AI赋能GIS和GIS赋能AI三部分组成。此外,为深入介绍AI GIS各部分组成,本文以SuperMap为例,探讨了AI GIS软件的设计与实现。最后,探讨了AI GIS的未来发展中亟需解决的问题。本文基于AI GIS软件技术的初步探索,尝试为地理智能的基础GIS软件技术体系的构建提供理论基础,以促进人工智能技术与GIS技术的进一步融合和发展,为实现地理智能提供一个可行的研究方向。     

地理信息系统(GIS)在国土资源管理中的应用

地理信息系统(GIS)技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术,在国土资源管理中的应用领域中,它发挥着技术先导的作用.GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息,对国土资源管理和实践模式进行快速和重复的分析测试,进行科学和政策的标准评定,而且可以有效地对国土资源的状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较,也可以将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,提高工作效率和经济效益,为解决国土资源问题及资源保障可持续发展提供技术支持.     

德清县耕地空间格局变化研究

随着"十二五",我国工业化、城镇化、农业现代化的同步快速推进,国土资源管理面临着严峻形势和巨大挑战。有限的土地资源与城镇发展、人口经济增长和社会发展之间的矛盾十分突出。随着2015年国土资源部对东部地区新增建设用地规模的进一步控制,土地供需矛盾日益尖锐。因此,研究耕地的时空动态变化有着重要意义。本文利用Arc GIS强大的空间分析能力,采用重心模型和级     

时空数据模型及时空地理信息系统功能架构

地理信息系统(GIS)就其实质而言,是现实世界的一种数据抽象模型。但现有的GIS数据模型缺乏跟踪现实世界实体变化的能力,因为它只保存实体的现势数据,而对于各种历史状态数据则无法保存,是一种快照数据模型。随着地理信息系统在行业应用的普及和深入,人们开始认识到地理信息系统应该具有描述现实世界中各种时空变化的能力,既可以分析其过去,又可以预测其未来(发展趋势)。这种想法导致了时空地理信息系统和时空数据模型概念的提出。本文分析了时空数据建模方面的技术问题;并讨论了主要的建模方法。认为历史接续关系和时序刻画是时空建模的主要内容。     

面向全空间信息系统的多粒度时空对象数据模型描述框架

全空间信息系统是一种面向从微观到宏观的动态复杂世界的空间信息系统,其理论基础是多粒度时空对象数据模型。为了确定多粒度时空对象数据模型的具体内容,需要确定描述多粒度时空对象特征的基本框架;为了开展多粒度时空对象的实际建模,需要明确多粒度时空对象数据模型的建模过程。为此,本文首先从数据模型、数据管理、可视化、空间分析和实际应用5个方面,分析了全空间信息系统与传统GIS的联系与区别,从空间范畴、动态变化、复杂关系、认知与行为、可视化技术、时空大数据分析6个方面,分析了传统GIS空间数据模型存在的不足;在此基础上,提出了多粒度时空对象的多粒度、多类型、多形态、多参照系、多元关联、多维动态、多能自主7个特点,确定了由时空参照、空间位置、空间形态、组成结构、关联关系、认知能力、行为能力和属性特征8项内容构成的多粒度时空对象数据模型描述框架;最后在分析了传统GIS空间数据模型建模过程的基础上,提出了多粒度时空对象数据模型的建模过程和思路。     

城市生态地区规划的GIS分析应用

GIS(地理信息系统)是当前在城市规划领域广泛运用的新技术手段。本研究根据景观生态格局分析原理,构建数据模型,并通过GIS平台对模型中的变量参数进行空间还原,以栅格图表的形式对数据模型进行具体解释,实现了空间分析数据的图形化关联,使其突破了纯数学意义层面的定量研究,所得的分析图表作为生态分析研究的数据支撑,辅助决策于城市生态地区规划中关于规划结构、开发强度等规划内容的确定。研究进一步拓展了GIS在城市规划领域中的应用,丰富了规划的定量化研究。     

地球信息科学技术在国土空间规划中的应用研究进展

国土空间规划是高质量发展的空间蓝图,地球信息科学技术改变了国土空间规划的方式,其强大的数据获取、分析、预测和管理能力为国土空间规划提供了数据、方法和平台支撑,提高了国土空间规划的科学性和可操作性。本文综合运用文献调研、归纳和对比分析等方法,试图在分析国土空间规划编制、实施和监管的全流程以及国土空间规划公众参与和智慧化转型需求的基础上,系统阐述地球信息科学技术在国土空间规划中的应用研究进展,主要集中在3个方面：① 地理空间数据、遥感数据和社会经济大数据为国土空间规划提供了数据基础;② GIS分析方法、地理模拟方法和人工智能方法为国土空间规划提供技术支撑;③ GIS平台、云计算和城市智能平台等技术方法推动了国土空间规划的智慧化转型。随着2021年我国国土空间规划体系的基本建立,未来应关注智慧化规划技术和方法在农业空间和生态空间的应用、构建智慧国土空间规划的技术体系,并进一步提升国土空间规划的智慧化水平。     

基于GIS技术的县域城市规划数据管理模式应用的研究——以广东省增城市为例

随着近年来GIS技术在城乡规划方面的应用日趋普及,GIS技术在空间数据采集、数据管理与分析等关键环节上的优势也逐渐显露.同时,县域城市城乡规划数据种类繁杂,数据量大,亟需先进的技术手段对其进行有效组织与管理.采用GIS技术对城乡规划数据进行动态管理和更新将给城乡规划带来极大的便利.本文以广东省增城市规划管理信息系统为案例,系统阐述GIS技术在城乡规划数据管理中的应用.     

城市环境保护信息系统的研究

本文探讨了以互联网为平台、以客户/服务器(C/S)和浏览器/服务器(B/S)三层结构模型为基础的城市环保信息系统(GIS)。在分析比较两层与三层系统体系结构的基础上,提出系统构建的总体思路,并着重强调了构件技术在系统建设中的特殊作用。在网络环境下增强了客户端对于城市环保信息的可操作性,除实现对环保信息远程查询检索之外 ,还增加了远程数据录入、处理与分析的功能。在城市环保GIS中还引入环保专业分析模型 ,通过通用的接口平台,将专业分析模型与环保信息有机融合,实现了污染分析模型在地理空间上的三维可视化,为环保管理和环境保护决策提供了形象而定量化的依据。     

省级国土规划管理信息系统的设计与实践——以广东省为例

国土规划的信息化能有效促进对国土资源开发、利用、整治和保护等的综合性战略部署,是国土管理的发展趋势及必要手段。本文针对省级国土规划的特点,将GIS技术和网络技术相结合,提出建立适用于不同用户群体的省级国土规划管理信息系统。其中,基于网络(B/S结构)的国土数据上报系统和基于桌面(C/S结构)的国土规划空间分析系统可以有效地集成国土信息,实现国土规划基础地理信息建设和更新,并形成省、地/市、县/市三级结构的国土信息监测网络体系,为省级国土规划实施和相关部门管理与综合决策分析提供技术支撑。本文以广东省国土规划管理信息系统为例,从系统设计原则、框架设计与系统功能模块设计等,阐述了如何将GIS技术和网络技术相结合来构建国土规划管理信息系统。     

GIS基础软件技术体系发展及展望

地理信息系统作为IT系统的重要组成部分,其技术的每一次进步都与最新IT技术的兴起息息相关。随着云计算、大数据、人工智能等技术的发展与应用,如今GIS基础软件已经形成五大技术体系：大数据GIS技术体系,增加了对空间大数据的存储管理、分析处理以及可视化的能力,丰富了空间数据的内涵;人工智能GIS技术体系,GIS通过结合人工智能相关算法,增强了GIS模型的分析预测能力,同时二者之间相互赋能,在增强GIS能力的同时,也让人工智能具备空间分析和可视化能力,拓展了其应用范围;新一代三维GIS技术体系,实现了二三维GIS一体化和多源异构数据的融合,推动了三维GIS从室外走向室内,从宏观走向微观;分布式GIS技术体系,突破了数据类型和容量的限制,数量级提升了GIS软件的性能,让高可用和高可信GIS应用成为可能;跨平台GIS技术体系,使得GIS软件可运行于不同类型的CPU架构和操作系统,满足日益丰富的多终端应用需求。五大技术相辅相成,进一步拓展了GIS基础软件的能力和应用场景。本文以SuperMap GIS为例,详细介绍了GIS五大技术体系的具体内容,阐述了每项技术的难点与创新点,并用光环曲线对五大技术体系的发展阶段进行了划分,探讨了未来GIS技术的发展趋势。     

基于全景真三维技术的新型智慧城市时空信息基础设施探索

我国新型智慧城市的建设对城市时空信息基础设施提出了更高的要求,迫切需要加强包括大数据、云计算等新技术的深入应用。本文重点探讨基于多传感器技术(包括机载激光扫描技术、多角度倾斜摄影技术在内的航空摄影)和高度自动化后处理新技术的全景真三维技术特点及优势,并以北京城市副中心为例,探索基于全景真三维技术的智慧城市时空信息基础设施建设及其应用。实践表明,全景真三维技术能够快速提供真实统一、高精度、多层次的城市模型数据,为城市规划、建设、治理和运营提供了事半功倍的信息化手段,是一种构建新型智慧城市时空信息基础设施的新思路。     

基于GIS的空气质量多模式集合预报系统

空气质量多模式集合预报是研究大气污染演变规律、进行空气质量预报预警,提供大气污染控制管理决策的重要工具.本文介绍了地理信息系统(GIS)与多模式集合预报系统进行集成的设计思路,并对GIS在系统中起到的作用进行了探讨.将GIS技术应用于多模式环境空气质量预测预报系统中,可提供空间数据和相关属性数据的快速存取和管理功能,使...     

华夏家谱GIS的数据组织与系统架构

华夏文明源远流长,家谱、正史与方志共同构成了中华文明史的三个重要成分,其中,家谱以家族中的个人信息为基本记录单元,以人与人之间的关系为框架,形成了富有中国特色的对家族从空间分布到时间演化的完整描述体系,家谱资料的蕴含信息和记录粒度是其他历史资料所不能比拟的。家谱GIS扩展了现有家谱信息描述的概念,通过强化其中蕴含的空间信息,以家族谱系为基础,在空间信息技术的支持下,重构个人的空间活动,重现一个家族的兴衰、繁衍与变迁,实现从宏观到微观角度家族历史的全面地反映。本文分析了家谱与GIS的关系,提出了家谱GIS构建所必须的统一的历史地理时空描述框架;在此基础上分析了家谱中信息的组织模式,设计了的家谱的核心数据模型;在Web2.0理念下,以公众参与的开放式系统构建为基础,设计了家谱GIS的系统架构并进行了系统实现。