地理空间信息网格中间件功能设计与组件模型

中间件是地理空间信息网格的关键技术之一.研究的目的是为用户提供具有统一编程接口的虚拟机器,支持复杂应用问题的求解和广域网上各类资源的共享.设计地理空间信息网格中间件要具备资源动态监测、屏蔽节点异构、优化资源选择和协同计算等功能.地理空间信息网格中间件的组建模型包括:资源监测组件、计算服务组件、网格安全组件、容错服务组件、信息服务组件和应用调度组件.     

基于WSRF的网格空间服务及其管理

网格技术与空间信息技术的结合,产生了空间信息网格。空间信息网格能够汇集各种空间信息资源,进行一体化管理,支持资源共享,提供"按需服务"的能力。"按需服务"要求能根据用户的要求,提供多样性服务,即能自动发现所有满足用户需求的空间信息资源或其组合,并评估各个资源或其组合,按一定目的选择资源,提供服务。但是由于网格的动态性,使得使用者较难得到现势性很好的空间信息资源的信息,直接影响了空间信息网格"按需服务"的能力。将传统的空间信息服务技术直接融入网格不能解决这一问题。为了解决该问题,提高"按需服务"的可靠性,本文根据支持资源状态和服务分离的网格框架W SRF,提出了W SRF设计网格空间服务及其管理的方案。即在空间信息资源节点,除了将信息资源以标准服务的方式提供使用,还以W SRF的方式组织资源的状态并提供访问和订阅;网格中央节点收集、维护和管理各子节点的服务和资源状态信息,提供信息访问接口以支持"按需服务"所必需的资源选择。最后按照该方案实现了一个简单的空间数据网格。     

网格GIS中的GML语言技术与设计框架

基于网格技术的地理信息系统的研究与开发 ,将改变传统 GIS系统的应用模式与计算能力 ,使 GIS转变为以服务为中心 ,提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。而 Grid GML(Grid Geographic Markup L an-guage)将是网格 GIS的交流与对话语言 ,为网格 GIS的中间件之间、智能体之间、系统之间及系统内部的空间信息传输、存储与通信等提供了可能。本文在 XML 技术、网格体系结构技术及 OGC的 GML3标准的基础上对Grid GML 进行了详细的分析与设计。     

基于中间件技术的网格GIS体系结构

在网格计算技术和空间信息网格 (SIG)架构下 ,本文提出基于中间件技术的网格 GIS的体系结构 ,探索其将空间数据、分析软件和计算环境作为共享资源的新一代 GIS的组织体系与运行模式.     

地理空间信息网格安全问题解析及安全体系结构研究

计算机网络是地理空间信息网格的载体,二者之间有着密切的联系。其关联性主要表现在互连互通、基于协议、交互接口和虚拟组织几个方面。因此,计算机网络遇到的安全威胁,地理空间信息网格也同样会遇到。此外,地理空间信息网格还要面对自身特征带来的诸如攻击核心设施,导致整体瘫痪或破坏局部计算等各种安全威胁。针对这些问题,本文基于用户、通信网络、应用程序、网格资源四个环节,研究设计了地理空间信息网格安全体系结构,并论述了各模块功能和相互之间的关系,以及整体协同运行程序。     

发展我国地理空间信息网格技术的探讨

网格技术发展迅速,从网格技术的发展轨迹和我国社会经济发展的需求来看,构建地理空间信息网格势在必行.本文介绍了网格的技术背景与发展进程,提出地理空间信息网格的结构层次应该是开放的、可扩展的、面向对象的,基于此设计了地理空间信息网格的结构层次,并针对我国构建地理空间信息网格提出了从局部到整体、政府支持与协调、完善规划和法规的建设性意见.     

基于网格计算环境下的空间信息多级格网研究

本文提出一种适应网格计算环境下的空间信息多级格网(SIMG，Spatial Information Multi-Grid)技术，通过将网格计算技术与地学格网相结合，提出SIMG的构想并探讨其关键技术的实现；通过研究格网内细部地物表示的精度，力求建立SIMG的划分标准，从而建立我国空间信息多级格网的体系结构。     

基于网格的海量分布式空间信息搜索研究

提出了基于网格调度和服务实现海量分布式空间信息的快速搜索技术,设计了基于网格的空间信息搜索引擎。利用网格开发工具ProActive实现了海量分布式空间信息搜索的网格调度服务,实现对中国300个城市的空间信息的快速搜索。     

网格GIS体系结构及其实现技术

网格 GIS是实现广域网络环境中空间信息共享和协同服务的分布式 GIS软件平台和技术体系。将地理上分布、系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等 ,通过高速互连网络连接并集成起来 ,形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境就是网格地理信息系统。本文在分析网络空间数据特征的基础上 ,提出了网格 GIS的 5层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等 ,它们是实现该系统的关键技术。     

空间信息网格SIG:新一代的空间信息基础设施和服务框架

空间信息数据量大、处理复杂、难以共享的问题对其研究和应用提出了挑战。空间信息网格(Spatial Information Grid,SIG)作为创新性的网络空间信息基础设施和技术体系,集成并拓展信息网格、空间信息系统、Web服务等前沿技术,以"服务"为中心,实现一体化、智能化的空间信息获取、存储、组织、分发、分析处理、集成与应用,实现基于网络的空间信息资源共享与空间信息服务。     

地名地址数据快速采集方法的应用创新—以诸城市为例

地名地址数据库作为地名地址数据与地理空间信息挂接的媒介与桥梁,是构成智慧城市地理空间框架不可或缺的组成部分。该文详细对比分析了传统地名地址数据采集方法与RTK+数码相机地名地址数据采集方法的特点。利用RTK+数码相机,在诸城市进行地名地址数据采集,并基于ArcGIS开发一套连接测点和数码相片的"一键关联工具",实现数码相片的影像信息与RTK测点坐标信息关联,为地名地址数据属性编辑服务。为智慧城市建设中的数据采集提供了新的思路,大大减少了地名地址数据采集的工作量,有效提升了地名地址数据的质量,为智慧城市数据库的建立和数据更新提供稳定的数据供应,为其他的外业数据采集项目提供了新的可能性。     

一种基于移动窗口的城市绿度遥感度量方法

针对城市绿度空间分布特征难以描述且合理性难以度量的问题,在基于多光谱遥感数据和激光雷达数据（LiDAR）获取高精度城市建筑物与绿地信息的基础上,本文提出一种基于移动窗口的城市绿度遥感度量方法。其通过遍历研究区像元,建立了移动窗口内的城市绿地面积与固定窗口面积之间的关系,计算了中心像元的绿度指数,并与传统的格网法、缓冲区法进行了比较。研究结果表明：该方法建立的绿度指数,能很好地反映城市居民在区域内接触城市绿地的概率及其空间分布特征,与格网法和缓冲区法相比,有效避免了格网法产生的边缘效应,并解决了缓冲区法空间不连续性的问题,实现了区域范围内任意点的城市绿度度量。该方法为城市绿地度量、城市规划、管理提供了一种新视角。     

基于多尺度特征感知网络的城市植被无人机遥感分类

目前城市植被分类受特征相近、光谱相似影响导致植被漏分、错分。因此,设计了一种多尺度特征感知网络（MFDN）结合高分辨率无人机可见光影像对城市植被分类。该网络针对漏分、错分问题,通过在输入层引入坐标卷积减少空间信息的丢失;构建并行网络增强多尺度特征信息并在网络之间引入重复多尺度融合模块使整个过程保持高分辨率表示,减少细节特征的丢失;同时添加分离特征模块扩大感受野,获取多尺度特征,从而有效缓解了城市植被错分、漏分现象。结果表明,MFDN方法在仅使用无人机可见光影像条件下主要是通过空间模式而不是光谱信息促进了城市植被分类,平均总体精度为89.54%,平均F1得分为75.85%,平均IOU为65.45%,分割结果准确完整。因此,所提方法与易于操作的低成本无人机系统相匹配,适用于城市植被快速调查,可以为城市空间利用和生态资源调查提供技术支持和科学依据。     

湿地信息系统结构功能总体设计研究

湿地是重要的自然资源 ,由于人地矛盾的日益尖锐 ,以及湿地管理缺乏科学性和规范性 ,湿地问题日益突出 ,如何合理利用湿地资源是关系人类生存和社会经济可持续发展的重大问题。湿地信息系统是以计算机软、硬件为基础 ,以学科知识为依据 ,空间数据为对象 ,集知识、模型和决策为分析一体的系统。它的建立给湿地研究和湿地管理提供新的技术和决策支持。本文对湿地信息系统的目标、设计原则、总体结构、功能、开发过程及系统集成进行了探讨。     

由小波与随机采样提升重力场插值精度的策略

通过对几种重力场插值算法的研究指出,重力场高频区域往往存在较大的插值误差,若能在高频区域补充测点,则可以较小的代价,达到提高插值精度的目的。利用小波分析可感知重力场空间频率信息的特点,提出以一定分辨率重力基准图的小波细节信息为转移概率,由随机采样方案在重力场高频区域增加测点,从而有效提高插值精度的策略。与均匀分布测点的方案对比可知,在插值精度提升程度大致相同的情况下,该策略所需的测点数较少,插值误差的极值较小,效率较高。     

Blondel和k-核分解混合算法相结合的网络空间点群要素多尺度模型构建

随着人们对网络空间的依赖性不断增强,互联网技术与网络基础设施规模迅速发展。很难直接用数字或表格的形式对网络空间进行全局的规划与管理,并且不容易发现隐藏在网络空间中的一些关键信息。网络空间点群要素的多尺度模型构建对网络空间数据的多尺度分析和可视化具有非常重要的意义。本文以网络空间的特征为依据,在借鉴基于社团划分的网络空间分层算法和基于节点重要性的网络空间分层算法特点的基础上,提出了Blondel算法和k-核分解的混合算法相结合的网络空间点群要素多尺度模型构建算法。本算法通过自动社团划分,用同一社团内的节点合并构建新的网络,有效解决了基于节点重要性的网络空间分层算法自动化程度低的弊端。利用核心节点来代替整个社团结构,显著保留了网络空间中节点的属性。实验表明使用该算法可以使各个层次网络空间点群要素的综合比例降至30%以下,较好的实现了网络空间点群要素的聚类与分层,若将网络空间点群要素的多尺度模型应用于地理空间中,则可实现网络空间地图的多尺度绘制。     

三维地质模型在泰安市地下空间开发中的应用

在城市化进程不断加快的今天,城市地下空间开发利用已经成为提高城市容量、缓解交通、改善环境的重要手段。为全面深化对泰安城市地下空间的认识,有效挖掘城市后备空间资源的巨大潜力,通过综合集成钻孔编录、地质图件和数字地形图等多源地学数据,借助MapGIS三维地质建模软件,初步建立起泰安城市三维地质模型,以直观的方式表达工程岩土体空间分布等地质信息,为更好地保护利用泰安市地下空间提供地质依据。     

格网技术对地理信息系统应用与发展影响的分析

格网技术作为新一代的 Web技术 ,必将深刻影响地理信息系统的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了计算资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为 VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及 GIS互操作问题的解决提供了一种新的思路。利用格网中的智能体组件动态组装应用软件将对 GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现我国地理信息系统产业跨越式发展。     

卫星激光测距的超近地靶校准技术的研究

介绍一种新的超近距离 (小于 1m)靶距测量技术。该技术已于 1999年 5月和 1999年 7月成功地用于武汉固定卫星激光测距站和“中国地壳运动观测网络”的流动卫星激光测距系统中 ,校准卫星激光测距系统内各种光路、电路的延时。经这两个系统长期观测 ,证明此技术运行可靠 ,效果很好 ,校准精度优于 1cm     

基于手机信令数据的北京市空间品质时空动态分析

提升城市功能,增强城市承载力成为城市规划发展的新目标,城市空间品质研究已经成为目前城市规划研究的重点和难点,但是目前空间品质的研究存在动态连续性和空间精确性不足的问题。本文基于手机信令数据获取的城市内部全天的动态人口信息,以街区为尺度定量评价北京市五环内不同功能类型街区的空间品质指数一天内的动态变化,并进行时空分布特征、变化模式以及与人口活跃度关系的分析。结果表明,北京市五环内空间品质随人群活动的变化存在不均衡性,且在时间、空间、功能性质方面存在显著的分化。具体为：空间上城市内环与外环、城市南部与北部的品质差异显著;时间上大体呈现“陡降-低值稳定-陡升-高值稳定”的不稳定趋势;不同功能类型上有着特殊的变化模式,并且功能区之间的空间品质均值差距较大,夜晚街区的居住空间品质在城区内存在明显的等级差异性。这些结果为微观尺度下城市的资源分配和合理规划发展提供了参考和建议。