发展时态GIS的可操作性时空数据模型

当前GIS广泛采用的空间数据模型不足以满足时态GIS发展的需要。该文探讨时态GIS所需的、可操作性时空数据模型，并且以土地利用和交通发展的时空相互作用为例，说明如何设计和实施相关的时空数据模型，用于支持发展时态GIS。     

基于对象的GIS时空数据模型设计方法

GIS时空数据模型是描述空间实体的时间特性和空间特性的有机体,是GIS存储、再现、分析动态的现实世界的基础.该文采用面向对象的思想将地理实体抽象为空间对象,对空间对象的空间几何信息、属性信息、时间信息进行封装,提出了基于对象的GIS时空数据模型的构建方法.重点探讨了基于对象的地理实体描述方法、空间对象的时态特征和时态数据的存储方法,为时空信息的有机集成、共享管理、决策分析与应用提供了关于时空数据组织与管理模式的新思路.     

递归算法在改进基态修正时空数据模型多级历史回溯中的应用

在对基态修正时空数据模型研究现状和存在问题分析的基础上,以单个GIS空间对象的全生命周期管理为主线,解决其多级历史回溯过程中的效率和展现问题.提出一种改进基态修正时空数据模型的表述方式,并设计双向递归算法,实现空间数据在频繁变化下历史关系的高效检索.使用GIS时态播放器,以动画形式描述变更过程,直观展示空间对象的历史演变关系.最后,以地籍管理中的宗地变更为典型实例,建立应用系统,实现了宗地数据历史关系的有效管理.     

时空行为数据的GIS分析方法

基于时间地理学的概念模型,建立时空路径分析的GIS数据模型,并通过GIS三维可视化工具,实现了个体时空路径的三维可视化.运用2007年北京城市居民日常活动调查数据,对所提出的数据模型和方法进行实验.结果表明,时空行为数据的GIS分析方法有效地集成了GIS的空间分析和三维可视化功能,为人类时空行为数据的直观表现和分析提供了有效的技术手段.最后,讨论和展望了时空行为数据GIS分析方法的研究方向.     

GIS-T线性数据模型研究现状与趋势

目前GIS-T已有若干线性数据模型,但大多数据模型还没得到实际应用,仍存在一些问题需要解决。该文分析讨论GIS-T线性数据模型,介绍了具有代表性的几种模型,并将各模型对车道及时态的支持进行比较分析和评估。指出当前GIS-T线性数据模型普遍存在的问题,提出基于三维的GIS-T时空数据模型是未来的发展趋势。     

时空数据模型综述

虽然相对传统的GIS数据模型而言,人们对时空数据模型的研究起步较晚,但是大量的时空数据模型已经被提出了.在综述已有时空数据模型时,就如何区别时空数据模型的异同,众多研究人员和学者更多地是比较模型优缺点或罗列和陈述各模型针对某一案例的实践和应用,而没有阐述模型间的本质区别,没有过多地解释模型扩展及其关联性,也就无法跟踪已有模型的扩展、变异和发展趋势,最终导致在选择模型的应用、实践和整合其他非一时空数据模型时,不能做出最优抉择.与众多相关时空数据模型的综述文献不同,本文进一步提升和归纳已有模型,主要集中叙述众多相关时空数据模型的扩展和关联性,阐述模型间的本质区别,呈现模型的演变过程,从而为人们在应用和实践时空数据模型时提供科学的指导,为模型的扩展和新模型的研究提供理论依据和参考.     

基于对象关系数据库的时空数据模型研究

一体化时空数据建模是新一代GIS理论与技术研究的重要基础。基于对象关系数据库探讨时空数据库的数据建模方法,提出综合考虑矢量和栅格数据一体化的时空数据模型。首先基于基本类型派生定义矢量和栅格抽象数据类型,在此基础上定义时空数据类型为一系列空间类型的时间片序列。该抽象数据类型的定义包括其数据对象和相关操作,将其嵌入对象关系数据库中,扩展其时空数据的存储和查询能力。利用该数据模型,可以统一考虑矢量和栅格数据,建立基于对象关系的时空数据库,并支持矢量—栅格一体化时空数据访问和操作,进而对新一代GIS技术的研究与实现起到重要支撑作用。     

空间运动对象与时空数据类型研究

当前时空数据模型多以描述空间实体的离散变化为主。该文中对空间运动对象在抽象层次的无限连续空间、离散层次的有限离散空间上的数据类型进行分析和定义，将其分别划分为时间类型、空间类型和时态类型来研究，并提出支持空间运动对象的表示方法和操作方式。该方法既能表示空间实体的连续运动，也能表示其离散变化，为空间运动对象时空数据模型的建立奠定了基础。     

多维动态地图中时态信息可视化

讨论了当前有代表性的时态信息数据模型,例如快照模型和更新模型、三维/四维模型、基于事件的时空数据模型等;总结和归纳了地理要素和现象的时空变化形式,如出现和消失、周期性或渐变性的变化、空间上的移动,以及上述几种情况的组合形式等;在此基础上提出了时态信息的地图表达方法,包括基于栅格图像的地图动画、点状要素分布的变化、线状要素的变迁、线状路径自动生成、面状要素随时间推移、面状要素分布的连续变化等,并在"国家自然地图集电子版"中予以实践.此外,还设计了与时态变化相适应的动态用户交互工具和动态符号.     

地理信息系统的理论与应用发展

本文重点概述了地理信息系统 30多年来的应用和发展 ,简要地介绍了 GIS软件技术的进步和世纪之交深化地球信息机理、自组织、自相关理论和时空专题高维数据模型以及以 GIS为核心的综合集成技术体系的研究。同时讨论了新世纪信息时代与网络世界在“信息高速公路”、“数字地球”等高新技术迅猛发展进程中 ,对 GIS的深化应用研究 ,应纳入国家信息技术发展计划 ,使 GIS深层次、全方位地服务于国家可持续发展和全球变化的研究。     

武汉城市群交通运输体系与城镇空间扩展关联分析

交通运输体系与城镇空间扩展的关联分析是揭示交通运输与经济增长作用关系的重要切入点。采用等时线叠置法和指标分区法,分析了武汉城市群交通可达性及交通优势度与城镇空间扩展的时空格局、关联特征及其作用机理。研究表明,交通运输体系与城镇空间扩展具有内在联系,呈现出互动耦合、协同演进格局。从作用机理来看,交通运输体系通过直接效应、外部效应和乘数效应对城镇空间扩展起着重要的支撑和推动作用;城镇空间扩展在“量”和“质”上对交通运输提出了新要求,刺激并保障了交通运输体系的发展,两者相互反馈、相互依赖。从政策启示来看,交通运输体系的空间不均衡是造成区域经济发展水平差异的重要因素,制定差别化的交通运输发展战略和完善一体化的交通运输体系是加快区域经济增长和缩小地区差距的重要途径。     

深圳土地利用时空变化与地形因子的关系研究

引入GIS空间分析和数字地形模型(DEM)技术,利用土地利用数据和地形数据,定量分析土地利用时空变化与地形因子的关系,从土地利用空间分布、土地利用转移和土地利用变化速度3方面总结地形因子对深圳土地利用时空变化的影响特征及规律。结果表明:在深圳土地利用时空变化过程中,地形因子对土地利用变化的影响作用明显,在不同地形级别上土地利用分布、土地利用转移和土地利用变化速度等均表现出不同的时空变化特征。     

基于GIS和密切值法的土地生态布局规划研究——以东莞市厚街镇为例

阐述了一种基于GIS和密切值法的土地生态布局规划思路.以GIS为技术平台将东莞市厚街镇划分为524个土地规划单元,并建立10个基础数据文件,利用Matlab软件进行密切值法编程,以工业、农业、居住、商业、绿化等用地类型作为生态规划目标,对各土地规划单元进行密切值计算,依据密切值计算结果将厚街镇土地进行生态布局规划.最后,依托GIS呈现各用地类型及综合的生态布局规划结果.研究结果显示,基于GIS和密切值法进行土地生态布局规划过程简单,结果可信.     

The GRASS GIS temporal framework

The availability of continental and global-scale spatio-temporal geographical data sets and the requirement to efficiently process, analyse and manage them led to the development of the temporally enabled Geographic Resources Analysis Support System (GRASS GIS). We present the temporal framework that extends GRASS GIS with spatio-temporal capabilities. The framework provides comprehensive functionality to implement a full-featured temporal geographic information system (GIS) based on a combined field and object-based approach. A significantly improved snapshot approach is used to manage spatial fields of raster, three-dimensional raster and vector type in time. The resulting timestamped spatial fields are organised in spatio-temporal fields referred to as space-time data sets. Both types of fields are handled as objects in our framework. The spatio-temporal extent of the objects and related metadata is stored in relational databases, thus providing additional functionalities to perform SQL-based analysis. We present our combined field and object-based approach in detail and show the management, analysis and processing of spatio-temporal data sets with complex spatio-temporal topologies. A key feature is the hierarchical processing of spatio-temporal data ranging from topological analysis of spatio-temporal fields over boolean operations on spatio-temporal extents, to single pixel, voxel and vector feature access. The linear scalability of our approach is demonstrated by handling up to 1,000,000 raster layers in a single space-time data set. We provide several code examples to show the capabilities of the GRASS GIS Temporal Framework and present the spatio-temporal intersection of trajectory data which demonstrates the object-based ability of our framework.     

元阳县土地利用空间格局及其变化的图谱方法研究

信息图谱为区域土地利用空间格局及变化提供了一种谱系化、定量化与定位化相结合的研究方法.以云南省元阳县为例,在遥感、GIS空间分析和统计分析模型的支持下,从土地利用时空演变模式、空间扩展过程、斑块的空间分布特征三方面建立土地利用空间格局及变化信息图谱,并对其图谱特征进行分析.结果表明:土地利用时空演变征兆图谱更直观形象地揭示了区域土地利用变化的基本模式,提供了时空复合的表达方式;土地利用斑块形态与空间扩展图谱的建立应用空间格局研究中的相关概念和方法,将微观、宏观层次的图形信息与变化过程相结合;利用等步长变距离缓冲区分析法建立的VCM曲线可直观地描述不同土地利用类型斑块的空间分布特征及不同研究时段内其空间分布特征的变化情况.     

闽南丘陵区典型小流域空间框架数据采集与应用

综合利用Photoshop、Geoway、MapInfo、ArcView等软件提供的处理技术,通过对扫描得到的地形、土地利用和水土流失等要素图进行图像剪切、拼接、配准、采样、跟踪、调整以及属性表的维护等一系列处理步骤,建立了大比例尺小流域地理空间框架数据集,提供了小流域空间框架数据采集与应用的技术流程与方法,提出应用各种软件进行大比例尺空间框架数据处理过程中应当注意的各种细节问题.最后,以闽南丘陵地区草子坝小流域为例,利用ArcView的3D Analyst、Spatial Analyst、Geoprocessing等扩展模块以及MapInfo SQL查询功能,对流域空间框架数据进行处理,得到了用于比较精细空间尺度上表达流域三维地形模型、坡度、坡向、河流垂直剖面、晕渲,不同高程上的土地利用类型等专题应用结果.     

广州市工业用地空间分异及其影响因素分析

基于定量分析,采用GIS技术,对广州市工业用地空间演变和分异特征进行了研究。分析表明,工业用地拓展以市中心区外围地带强度最大,其时空变化除了深受产业政策和城市发展战略的影响,在空间分异上,工业用地还与行政中心、道路交通和河流水面等因素密切相关,城市和交通的等级和功能不同对工业用地分异的影响不同。     

闽南丘陵区典型小流域空间框架数据采集与应用

综合利用Photoshop、Geoway、MapInfo、ArcView等软件提供的处理技术,通过对扫描得到的地形、土地利用和水土流失等要素图进行图像剪切、拼接、配准、采样、跟踪、调整以及属性表的维护等一系列处理步骤,建立了大比例尺小流域地理空间框架数据集,提供了小流域空间框架数据采集与应用的技术流程与方法,提出应用各种软件进行大比例尺空间框架数据处理过程中应当注意的各种细节问题.最后,以闽南丘陵地区草子坝小流域为例,利用ArcView的3D Analyst、Spatial Analyst、Geoprocessing等扩展模块以及MapInfo SQL查询功能,对流域空间框架数据进行处理,得到了用于比较精细空间尺度上表达流域三维地形模型、坡度、坡向、河流垂直剖面、晕渲,不同高程上的土地利用类型等专题应用结果.     

哈尼梯田土地利用空间格局及其变化的信息图谱研究

以云南省元阳县为例,建立土地利用空间格局及变化信息图谱,对其图谱特征进行分析。结果表明:土地利用时空演变征兆图谱更直观形象的揭示区域土地利用变化的基本模式,提供时空复合的表达方式;土地利用斑块形态与空间扩展图谱的建立应用空间格局研究中的相关概念和方法,将微观、宏观层次图形信息与变化过程结合;土地利用变化景观特征图谱建立以度量空间格局变化为目标的景观指数体系。     

太仆寺旗土地利用变化时空格局的动态模拟

本文以太仆寺旗为研究区 ,通过将土地利用驱动因子分解为稳定少动控制因子、年际变动影响因子与社会经济驱动因子 ,求解了太仆寺旗土地利用变化驱动因子作用系数矩阵 ,揭示了不同类型因子驱动土地利用变化的方向与强度。在此基础上 ,以CLUE S模型为框架 ,构建了太仆寺旗土地利用变化时空格局模拟模型 ,通过集成基于太仆寺旗土地利用系统动力学模型获取的土地利用变化及其社会经济驱动因子信息 ,动态模拟了太仆寺旗土地利用变化的时空模式 ,进行了参考模式、生态模式与经济模式下的情景分析。