多核处理器的机载激光雷达点云并行三角网渐进加密滤波方法

滤波是机载LiDAR点云数据处理的关键步骤之一,点云数据的海量化特性使得一般的串行化滤波处理方法无法满足快速成图的应用需求。提出一种基于多核计算技术的并行三角网渐进加密滤波方法,将串行方法中最耗时的三角网构建与脚点判别过程进行了并行化改造。三角网构建算法的并行化基于分治法实现,脚点判别算法的并行化采用一种随机分配策略将三角网划分为多个离散分布的三角形子集合来实现负载均衡。并行滤波方法在8核环境下多次渐进加密的实际加速比达到3.1左右。试验证明,该方法可以充分发挥多核计算优势,并且对不同分布形态点云数据具有良好的适应性。     

M-Quadtree索引:一种基于改进四叉树编码方法的云存储环境下空间索引方法

为了解决基于"键-值"模型的云存储环境仅支持简单的关键字查询,不支持多维空间查询的问题,提出了一种新的分布式空间索引方法——M-Quadtree索引。在索引构建过程中,设计了一种基于改进四叉树的空间数据划分方法,该方法规定了叶节点区域的最小数据量,通过四叉树叶节点的再合并,解决了划分后各子区域间存储量不平衡的问题,并且满足了MapReduce并行化要求。给出了MapReduce框架下M-Quadtree索引的快速构建、查询与更新算法,并在搭建的Hadoop平台进行了关键参数对索引效率的影响以及不同规模数据下索引的创建、查询和更新试验。与现有分布式空间索引的对比试验及分析结果表明,M-Quadtree索引在数据存储量负载均衡、算法并行化和空间查询效率等方面表现得更好。     

图划分支持下的大规模点要素并行缓冲分析方法

缓冲分析是解决邻近度问题的基础工具,由于算法本身包含大量的复杂运算,处理效率亟待优化。针对大规模点要素的缓冲分析,引入图表达建立了面向数据和分析过程的空间计算域,通过图划分实现了任务的均衡分割。图式化的空间计算域首先从图节点和图边两个角度定义了点要素及其空间关系的处理函数,然后对相应的时间复杂度进行拟合,获取了图节点和图边的计算权重,最后利用图划分方法实现了缓冲分析的均衡分割,从而构建与计算资源相匹配的并行任务。实验结果表明,基于图划分实现的并行缓冲分析方法在负载均衡性和整体性能方面优于主流的四叉树和规则格网划分方法,可为大规模矢量数据的空间分析优化提供参考。     

基于MapReduce的空间kANN查询

引入VoR-Tree空间索引,并基于传统MQM算法对kANN查询算法进行并行化改造,使得空间数据的存储和计算都迁徙到Hadoop集群上,并通过实验对该算法进行了性能测试和分析。结果表明,与单节点计算相比,基于VoR-Tree索引的并行kANN查询算法程序具有良好的性能和近似直线的加速比。     

网络地图服务中空间查询与分析的栅格化实现

地理信息获得了越来越广泛与深入的应用。空间查询与空间分析是GIS（GeographyInformation System,地理信息系统）的核心特征之一,也是空间信息服务（如Web Feature Service）实现中的关键问题。如何在网络地图服务场景下提供高效能的空间查询与空间分析功能是网络地图服务器设计与实现中的挑战性问题。本文提出了一种新型的网络地图服务器场景下空间查询与空间分析的栅格化实现思路。在给出了设计思想和原型系统结构之后,本文详细描述了基于亚像素精度绘制引擎的栅格化索引生成方法。随后给出了基于此种索引方式的空间关系判断方法（以Overlap算子作为例子）、空间叠加分析计算方法。通过本文原型系统与已有研究成果和相关实现的精度对比和并发性能测试,证明了本文算法的优势。     

基于MapReduce的地图代数并行计算方法

针对大规模栅格数据的空间分析,设计并实现了一种基于MapReduce架构的通用地图代数并行计算方法。该方法能将栅格像素矩阵按数据行分割为多个独立的子矩阵,并在并行节点上使用地图代数的四种算子对来自不同矩阵的像素进行分析计算。栅格数据叠加实验结果表明,该方法具备有效性和可靠性,能降低计算对硬件设备的要求,并提升了计算效率。     

多核并行计算在地形因子计算中的应用

为了满足地理国情监测中地形统计指标的高性能计算需求,该文提出在多核计算环境下将地形因子串行计算进行并行化的方法:通过对串行算法耗时部分进行线程级并行化改进,尽可能使计算过程中的线程负载均衡、计算任务的分配更加均匀,从而有效提升程序运算效率。试验对比了不同地形因子算子在计算栅格数据时串行方式和并行方式的执行效率差异,测试结果表明,并行算法在单机16核环境下的计算效率提升明显。     

顾及空间访问密度的地理信息服务请求负载均衡算法

有效的负载均衡是提升当前海量地理信息网络服务请求响应效率最常用的方法,但现有算法存在空间服务调用方面难以兼顾空间性和服务请求量的不足。为此,本文通过引入空间访问密度,同时考虑地理信息服务请求本身的频繁程度与数据在空间分布上的关系,提出一种顾及空间访问密度的地理信息服务请求负载均衡算法。首先,统计地理信息服务访问调用日志信息,提取数据的外包框数据集,并生成四叉树索引,通过四叉树索引建立空间访问密度均衡模型;然后,在地理信息服务请求时,利用空间访问密度均衡模型进行轮询分配;最后,对比经同等试验环境下的效率和性能,本文算法可有效提高地理信息服务请求响应效率。     

基于Spark的矢量数据叠加赋值方法研究与实现

随着GIS数据获取与处理技术的迅速发展,以土地利用为代表的矢量空间数据规模不断膨胀,大量生产应用对图层间矢量数据叠加赋值操作性能提出了更高要求.本文提出了基于Apache Spark技术的矢量数据叠加赋值方法,通过扩展Spark技术的弹性分布式数据集,使其提高对于GIS空间数据的表达能力,通过空间索引的构建使得叠加计算可以在Spark集群各节点上分布式高效运行.通过十万、百万、千万3种量级的数据进行实验,结果表明,相比传统算法,基于Spark技术的矢量数据叠加赋值方法有30%—90%的性能提升.     

兴趣点选取的路网分割并行计算法

兴趣点,又称POI(points of interest)是网络地图、导航地图中重要的表达要素,包括餐饮、娱乐、金融机构、旅游景点、地标建筑、加油站、停车场等人们日常生活中最为经常使用的信息。其数据的准确性、属性的丰富程度、表达的清晰度及其实时显示效率都将影响地图的服务质量。当前POI表达存在许多问题,特别是在用户搜索特定信息时,由于查询结果数据量较大,造成POI的叠置、压盖等,这一问题严重影响了用户对POI信息的查询与检索。地图综合提供了大量的算子算法以实现点或点群要素的选取,但是它们在综合效率方面亟待提高。面向矢量数据处理的并行计算,其数据划分不仅需要满足负载均衡、划分算法高效等要求,而且对于划分后各部分数据在计算前后拓扑关系的保持也显得尤为重要。兴趣点与路划网络是密切相关的要素,两者之间存在着相互依存的空间关系。本文提出基于路划网眼划分兴趣点的方法,既能保证兴趣点的划分效率,又能保证不同分区内POI选取计算的正确性。选择点选取算法中的"圆"增长算法,采用典型试验区域的路划网眼数据,基于不同节点数划分兴趣点数据,实现兴趣点选取并行计算。试验证明,该方法不仅保证了兴趣点划分的均衡性,而且可以提高兴趣点选取计算效率。通过这一研究,对面向矢量数据的地理信息分析、地图制图综合等复杂算法的并行计算具有重要意义。     

阿克苏河-塔里木河水系水质污染遥感监测与评价

 采用Landsat TM数据分析了阿克苏河—塔里木河断面水质污染状况,通过波段的DN值和常规监测数据建立能反映水质状况的 污染物监测模型。结果发现,将2000年常规监测数据代入模型后,与遥感数据的结果基本吻合| 重建阿克苏河—塔里木河的连续水体 污染变化曲线,得出污染物浓度随着远离上游而增加。     

Monitoring drought dynamics in the Aravalli region (India) using different indices based on ground and remote sensing data

The hard-rock hilly Aravalli terrain of Rajasthan province of India suffers with frequent drought due to poor and delayed monsoon, abnormally high summer-temperature and insufficient water resources. In the present study, detailed analysis of meteorological and hydrological data of the Aravalli region has been carried out for the years 1984–2003. Standardised Precipitation Index (SPI) has been used to quantify the precipitation deficit. Standardised Water-Level Index (SWI) has been developed to assess ground-water recharge-deficit. Vegetative drought indices like Vegetation Condition Index (VCI) and Temperature Condition Index (TCI) and Vegetation Health Index (VHI) have been computed using NDVI values obtained from Global Vegetation Index (GVI) and thermal channel data of NOAA AVHRR satellite. Detailed analyses of spatial and temporal drought dynamics during monsoon and non-monsoon seasons have been carried out through drought index maps generated in Geographic Information Systems (GIS) environment. Analysis and interpretation of these maps reveal that negative SPI anomalies not always correspond to drought. In the Aravalli region, aquifer-stress shifts its position time to time, and in certain pockets it is more frequent. In comparison to hydrological stress, vegetative stress in the Aravalli region is found to be slower to begin but quicker to withdraw.     

Landslide risk analysis between Giri and Tons Rivers in Himachal Himalaya (India)

The area around Sataun in the Sirmur district of Himachal Pradesh, India (falling between the rivers Giri and Tons; both tributaries of the Yamuna River) was studied for landslide vulnerability on behalf of the inhabitants. The study was made using extensive remote sensing data (satellite and airborne). It is well supported by field evidence, demographic and infrastructural details and aided by Geographic Information System (GIS) based techniques. Field observations testify that slope, aspect, geology, tectonic planes, drainage, and land use all influence landslides in the region. These parameters were taken into consideration using the statistical approach of landslide hazard zonation. Using the census data of 1991, vulnerability of the populace to the landslide hazard was accessed. As most of the infrastructure in the region is concentrated around population centres, population data alone was used for vulnerability studies.     

Gravity Changes Before Large Earthquakes in China: 1998-2005

Although it is well known that coseismic gravity changes take place during an earthquake, previous research has not yielded convincing evidence demonstrating that significant gravity changes occur before large earthquakes. Furthermore, even if we suspect that gravity changes occur before large earthquakes, we have yet to demonstrate how to consistently observe these changes for useful earthquake forecast that would bring benefits to society. We analyzed ground gravity survey data obtained in 1998, 2000, 200...     

GNSS系统及其技术的发展研究

阐述了国际上卫星导航系统的总体发展,对美、俄、欧、中的四大全球系统,以及相关的区域系统和增强系统进行了简单的介绍,研究分析了GNSS系统及其技术的发展趋势,同时分析了我国Compass全球系统面临的机遇和挑战,并提出了我国未来工作的建议.     

“4D”技术及其应用

介绍“４Ｄ”（即数字地面模型、数字正射影像、数字栅格地图和数字线划地图）系列产品的生产流程、关键技术、及其在耕地保护、防灾减灾救灾和城市规划等方面的应用方法。     

Virtual Australia: its key elements – know,think, communicate

Abstract

Virtual Australia is not a well-defined or agreed concept. This discussion paper conceptualises Virtual Australia as a ‘virtual [digital] model containing and representing all non-trivial objects and their contextual environment – from blue sky to bedrock – in real world Australia’. It describes a scenario for Virtual Australia, one or two decades from now, in which the locations and conditions of non-trivial objects and their environment are updated automatically through a combination of remote sensing and wireless communication technologies in support of a ‘Supranet’. It then examines the concept of the ‘Supranet’ – a pervasive information network based largely on wireless technology linking the physical world to a virtual model in real time – and develops and discusses three principal characteristics of the Supranet: the ability to have or collect specific information (know); the ability to process information (think); and the ability to communicate that information. If, in the near future, any or all non-trivial devices are to some extent able to know, think and communicate, the potential for object autonomy will be realised.     

Toward seamless indoor-outdoor applications: Developing stakeholder-oriented location-based services

Location-Based Services (LBS),an emerging new business based on smartphone and mobile networks,are becoming more and more popular.Most of these LBSs,however,only offer non-seamless indoor/outdoor applications and simple applications without giving stakeholders the chance to play an active role.Our specific aim is to solve these issues.This paper presents concepts to solve these issues by expanding the Open Location Services Interface Standard (OpenLS) to allow seamless indoor/outdoor positioning and to extend the content of the services to include information recommended by stakeholders.     

GIS空间数据的采集误差及其分析

本文详细阐述了GIS数据采集过程中的误差来源，重点分析了通过地图、遥感和摄影测量等方式采集数据所产生的误差及其特性，分析了其对GIS数据的影响与消减方法。     

地理数据库的关系模型及其实现

本文从以图论观点分析地理实体入手,系统阐述了地理数据库关系模型的设计法和过程。作者于1984年4～9月间在微型机上设计建立了关系型地理数据库的实方验系统(RGDB)。该系统采用了本文提出的关系模型,采用了可动态扩库的子库组合结构,这种结构具有灵活性和提高空间利用率的优点。RGDB含有多种功能的数据操作命令,除了具有一般检索功能外,还能进行“开窗”选取和十分“自由”的映象选取。本文对RGDB系统的主要性能和实现途径作了扼要介绍。