一种基于时态树结构的时空数据的动态可视化方法

本文通过设计一种时态树结构,运用多时态矢量空间数据动态关联算法建立地理实体变更的历史亲缘继承关系,作为时空对象动态可视化的时态版本数据源;基于时态树结构,设计并实现了动态形变图和动态专题图等动态可视化表达方法。     

时态GIS的应用——以福建省GDP演变为例

时态GIS作为GIS的一个新兴研究领域,用于采集、存储、管理、分析与显示地理实体随时间变化的信息.本文利用ArcGIS软件的时态功能以福建省1990～2006年县域GDP时空数据为例构建其时态演变过程.此方法应用于其他与时态相关的各个领域.     

时态信息可视化模型研究及实现

时间问题是地理学中一个基本的研究问题。随着空间技术和现代信息基础设施的飞速发展,使得空间信息具备了较强的时态特性,传统静态地图中的可视化表达方式已无法满足时态信息的动态表示需求,如何在空间格局上和基于时间维的动态演化过程中,提供时态信息模拟结果的可视化分析和表达,是不可忽缺的一个环节。针对当前时空数据模型较多,而可视化研究相对较少的现状,在充分研究时态信息特点的基础上,研究了可视化动态过程所涉及的相关模型,包括概念模型、时空耦合模型以及预测模型等。     

时态信息可视化模型研究及实现

时间问题是地理学中一个基本的研究问题。随着空间技术和现代信息基础设施的飞速发展,使得空间信息具备了较强的时态特性,传统静态地图中的可视化表达方式已无法满足时态信息的动态表示需求,如何在空间格局上和基于时间维的动态演化过程中,提供时态信息模拟结果的可视化分析和表达,是不可忽缺的一个环节。针对当前时空数据模型较多,而可视化研究相对较少的现状,在充分研究时态信息特点的基础上,研究了可视化动态过程所涉及的相关模型,包括概念模型、时空耦合模型以及预测模型等。     

空间实体的时态属性时间语义特征及代数表达框架

基于代数方法,建立了空间实体的时态属性与时间之间的函数关系——时态属性函数。分别从自变量、定义域、函数关系以及函数值四个方面对时态属性的时间语义特征进行了研究,并给出了时间语义特征的代数描述、分类和定义。在此基础上,提出了20种时态属性的时间特征类型,为进一步实现时态属性数据建模,研究时态属性操作,查询语言以及时态属性在时态GIS中的表达奠定了良好的基础。     

一种基于关键帧动画的时空数据动态可视化方法研究

以时空数据可视化表达为研究对象,提出一种以地理现象真实时间为串联,以关键帧及线性插值动画为手段的动态符号逻辑模型。将地理实体不同时态的特征以图形符号表达并作为关键帧;在关键帧之间根据需要使用插补算法生成多个中间时刻的图形符号,并模拟表达该时刻地理实体特征,这个过程称为中间帧生成;采用地图动画时间串联各个关键帧和中间帧,并按时间顺序和一定约束规则连续播放,形成动画符号,实现时空数据的几何特征和属性特征随时间变化的动态可视化。     

GIS中面向对象时空数据模型

由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象，时态数据模型已忧为ＧＩＳ领域的一个研究热点。许多学者提出了多种时态数据模型。本文作者在提出了矢量栅格一体化的面向对象数据模型之后，再一次对时态问题进行了分析研究，净面向对象的数据模型扩充到时间维。有三种方法表达空间对象的历史变化。第一种是将版本信息记录在关系表上；第二种是将版本信息标记在记录上；第三种是将版本信息标记在属性上。本文采用面向对象的方法，将版     

时态GIS理论及其数据模型初探

时态GIS(Geography Information System)是GIS中的一个新兴的研究领域。传统的GIS记录的只是这个不断变化的世界的某一时刻的影像,这类GIS亦称为静态GIS。如果在GIS中引入时间这个与空间同等重要的因素,或者说是在三维GIS的基础上,增加时间维或者时间变量,就形成了时态GIS。目前对于时空关系模型的研究就是当前时态GIS研究的重点之一。时态GIS数据模型的实现方法主要有两种:一是扩展传统的关系模型,二是采用面向对象的方法。当前时态GIS的研究取得了一些进展,但仍有许多不足之处。本文将结合实际,对未来完善时态GIS模型及系统建设提出一些需求方面的意见和想法。     

基于T-GIS方法的大学生时牢变化规律研究

T-GIS作为GIS的一个新兴研究领域,用于采集、存储、管理、分析与显示地理实体随时间变化的信息。结合T—GIS和时间地理学基本理论,以华中师范大学为例,分析了学生时空活动的动态表现,利用学生出行日志的问卷调查数据,开发了基于ArcGIS的大学生行为链时空分布工具,揭示了典型时间断面大学生的空间分布特征,为高校管理人员对大学生行为活动实施管理以及掌握校园相关设施、场所的利用情况等提供依据。该方法同样适用于其他与时态相关的领域。     

基于T-GIS方法的大学生时空变化规律研究

T-GIS作为GIS的一个新兴研究领域,用于采集、存储、管理、分析与显示地理实体随时间变化的信息。结合T-GIS和时间地理学基本理论,以华中师范大学为例,分析了学生时空活动的动态表现,利用学生出行日志的问卷调查数据,开发了基于ArcGIS的大学生行为链时空分布工具,揭示了典型时间断面大学生的空间分布特征,为高校管理人员对大学生行为活动实施管理以及掌握校园相关设施、场所的利用情况等提供依据。该方法同样适用于其他与时态相关的领域。     

An Event‐driven Spatiotemporal Data Model (E‐ST) Supporting Dynamic Expression and Simulation of Geographic Processes

The wide use of various sensors makes real‐time data acquisition possible. A new spatiotemporal data model, the Event‐driven Spatiotemporal Data Model (E‐ST), is proposed to dynamically express and simulate the spatiotemporal processes of geographic phenomena. In E‐ST, a sensor object is introduced into the model as a flexible real‐time data source. An event type that is generating and driving conditions is registered into a geographic object, so an event can not only express spatiotemporal change in a geographic object, but also drive spatiotemporal change in some geographic objects. As a dynamic GIS data model, the E‐ST has five characteristics – Temporality and Spatiality, Real‐time, Extendability, Causality, and Realizability. Described and realized in UML, a test‐case deployment demonstrating the impact of urban waterlogging on traffic confirms that a spatiotemporal change process in a geographic phenomena is expressed and simulated by this model. Summarizing this work, four directions for future research are outlined.     

A UML‐based Representation of Spatio‐Temporal Evolution in Road Network Data

Geographic features change over time, this change being the result of some kind of event. Most database systems used in GIS are relational in nature, capturing change by exhaustively storing all versions of data, or updates replace previous versions. This stems from the inherent difficulty of modelling geographic objects and associated data in relational tables, and this is compounded when the necessary time dimension is introduced to represent how these objects evolve. This article describes an object‐oriented (OO) spatio‐temporal conceptual data model called the Feature Evolution Model (FEM), which can be used for the development of a spatio‐temporal database management system (STDBMS). Object versioning techniques developed in the fields of Computer Aided Design (CAD) and engineering design are utilized in the design. The model is defined using the Unified Modelling Language (UML), and exploits the expressiveness of OO technology by representing both geographic entities and events as objects. Further, the model overcomes the limitations inherent in relational approaches in representing aggregation of objects to form more complex, compound objects. A management object called the evolved feature maintains a temporally ordered list of references to features thus representing their evolution. The model is demonstrated by its application to road network data.     

煤矿地理信息系统数据模型的研究

地下煤矿开采所面对的空间目标具有灰色、动态变化的特征。本文在分析煤矿空间信息特点的基础上,提出了实用于煤矿的地理信息系统数据模型。这些数据模型包括全要素的结构化不规则三角网（ＴＩＮ）与ＧＩＳ一体化数据模型以及网状模型。     

三维工业测量系统与工业摄影测量相结合在动态工业测量中的应用

本文讨论了高精度三维工业测量系统和工业摄影测量各自在工业生产中的优缺点。提出了通过将两者配合使用,结合各自优点,使用三维工业测量系统为工业摄影测量提供高精度像控点,进而运用工业摄影测量的实现对工业生产环境中的目标,尤其是动态工业目标及其他需在短时间内观测的大量目标的高精度测量与检测。在实际工业生产测量证明该方法切实有效,不仅解决了复杂环境的动态工业目标的观测问题,且相对于单独使用两种观测方法观测数据的精度有较大的提高。     

面向对象的基态修正模型改进及查询方法

空间和属性随时间变化规律的研究是时态GIS核心问题。引入面向对象方法,把地理实体抽象成为具有空间、属性和时间特性的空间对象,以空间对象的变化状态为基础,探讨了地理实体时空信息连续变化对基态修正模型的影响。通过引入基态距影响因子研究了基态修正模型改进方法,重点研究了基于面向对象基态修正模型的基态距确定、基态的建立过程和模型的存储;并具体设计了基于时间点和时间段的查询方法,为空间对象的时空数据存储、查询和历史回溯提供了基础。     

实时GIS时空数据模型

为满足动态目标与传感器等实时观测数据获取、存储、管理、分析与可视化的要求,需要发展一种新型地理信息系统—实时GIS。本文根据实时GIS中各种地理要素的特点以及存贮管理要求,提出了一种面向动态地理对象与动态过程模拟的实时GIS时空数据模型,它将时空过程、地理对象、事件、事件类型、状态、观测等相关要素整合在一个时空数据模型中。基于该模型研发了新一代实时GIS,并以四种动态地理对象（包括移动对象、原位传感器对象、视频对象和过程模拟对象）的时空数据的实时接入、存储与可视化为例,验证的模型的可行性。     

基于框架的时空对象模型研究

空间数据模型反映现实世界中空间实体及其相互间的联系,但现有G IS数据模型主要表达某一时刻的空间实体及其相互之间的联系,没有考虑表示空间实体的时空变化,本质上是非时态的,无法满足各种用户的需求。本文分析了G IS应用的过程本质,系统地研究了地理信息系统过程建模的概念和类型,讨论了过程模型中的地理时空概念、空间数据模型的研究现状和存在的问题,以空间系统理论为依据,提出了空间数据模型结构,设计了适于表达G IS过程模型的基于框架的时空对象数据模型,并探讨了空间对象的时态表示和处理操作。     

基于多时相DOM的线性文化遗产自动化监测

提出一种将遥感技术应用到线性文化遗产的自动化监测方法，即基于多时相数字正射影像图（digital orthophoto map，DOM），运用多波段差值法以及面向对象分类监测方法，对线性文化遗产（以苏州宝带桥段遗产保护区为例）进行了自动化监测研究。实验结果表明，两种方法均可用于线性文化遗产自动化监测，但面向对象的分类监测法对连续的、大面积的地物变化更有效，多波段差值法对离散的地物变化更加敏感。该研究为我国线性文化遗产自动化监测与保护提供了思路，具有一定的推广价值。     

顾及降雨影响的动态优化时滞时序GM(1,2)模型在滑坡位移预测中的应用

滑坡体除了因自身重力产生位移外,还受到降雨的影响,但通常降雨对滑坡位移的作用具有滞后性。为了分析并预测降雨对滑坡位移的影响,本文提出一种顾及降雨影响的动态优化时滞时序GM(1,2)滑坡位移预测模型。首先,利用经验模态分解(EMD)分解位移序列并通过时间序列重构得到周期位移序列和趋势位移序列,对降雨数据和滑坡周期位移序列进行时滞分析和相关分析,确定时滞时间和影响程度,建立基于背景值优化的动态时滞GM(1,2)模型预测降雨量变化导致的滑坡周期位移变化;然后,建立门限自回归模型预测滑坡趋于自然变化的趋势位移;最后,通过时序叠加得到顾及降雨影响的滑坡预测位移,建立了顾及降雨因素的动态优化时滞时序GM(1,2)组合预测方法。本文以福宁高速公路八尺门滑坡和秭归县八字门滑坡监测数据为例,验证了动态优化时滞GM(1,2)模型的精度,并与其他模型的预测结果进行了对比分析。试验结果表明,动态优化时滞时序GM(1,2)组合预测模型能准确地预测降雨影响导致的滑坡位移变化,预测效果较好,该组合模型对滑坡灾害的预警与防治具有一定的参考价值。