基于Mapbox矢量切片在线配图平台的设计与实现

矢量切片是以四叉树模型切割矢量数据而生成的矢量要素描述性文件,Web GIS开发中,矢量切片的配图是通过编写Json样式文件,最后浏览器根据样式文件实现地图在线渲染显示,但这种方式配图效率低,样式单一。为了优化配图过程,本文从矢量切片数据和浏览器渲染两个方面提出了一套基于Mapbox的矢量切片在线配图平台,包括基于Geo Server的矢量切片服务发布、基于MapboxGL的浏览器地图渲染等,设计实现了矢量切片在线配图平台应用于浙江省电子地图配图与在线制图研究项目,简化了矢量切片地图的配图过程,具有很强的实用性。     

基于Android平台的移动GIS地图服务模式研究

移动智能终端正在迅速成为地图服务的增值平台,基于Android平台的移动GIS地图服务技术将成为研究热点。本文首先研究了移动GIS地图服务的特点、形式和模式,提出了一种地图混合服务模式;然后在此基础上,探究了Android平台下地图服务模式的技术开发,建立了一种基于自定义瓦片地图的服务开发模式;最后以客户端移动GIS地图服务演示系统为例,进行了技术验证。     

同名矢量地图要素形状配准的算法与应用

地图配准是GIS领域的一个基础问题,本文结合矢量地图要素的形状特点,提出了一种可对存在仿射变换关系的两个同名矢量地图要素,进行自动精确配准的算法。首先,该算法综合利用地图要素的几何矩以及仿射变换的有关性质定理解算仿射变换参数,实现两个要素的粗配准;然后,以粗配准结果作为初值,通过一种改进的PLICP算法进行迭代配准,从而实现待配准地图要素的精配准。实验结果表明:本文算法可对存在仿射变换的同名要素进行自动精确配准,且具有一定的抗噪能力,以配准结果为基础,还可以准确地从同名要素上自动识别和匹配同名特征点。     

以夹角调制的矢量地图可逆水印算法

传统水印嵌入方法往往导致原始载体数据质量的下降,而可逆水印技术由于能完整恢复原始载体数据,因此,在精度要求较高的矢量地图版权保护应用中具有较高的适用性。目前,栅格图像的可逆水印算法研究较为成熟,而在矢量地图领域则主要借鉴栅格图像的相关方法,由于没有充分利用矢量数据的组织特性,因此鲁棒性不强。针对上述问题,本文以矢量地图坐标点之间的基本空间关系在常规地图操作前后的不变性,提出一种鲁棒的矢量地图可逆水印算法。算法首先利用道格拉斯—普克方法将要素点分为特征点与非特征点两类,在此基础上计算每个非特征点与其相邻前后特征点连线所构成的夹角。在水印嵌入时,利用该夹角来映射水印比特位,并通过调整非特征点坐标来对该夹角进行调制以实现水印信息的嵌入。实验表明该算法所生成的水印具有一般可逆水印的不可感知性与可逆性,同时,对旋转、平移、要素排序、裁剪、压缩、简化等攻击也具有较好的鲁棒性。     

基于ArcGis Server地理信息系统数据生产的探讨

ArcGIS Server是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。ArcGIS Server提供了丰富的GIS功能,例如地图、定位器和用在中央服务器应用中的软件对象。开发者使用ArcGIS Server可以构建Web应用、Web服务、以及其它运行在标准的．NET和J2EEWeb服务器上的企业应用。ArcGIS Server的管理由ArcGIS Desktop负责,后者可以通过局域网或In-temet来访问ArcGIS Server。     

矢量瓦片地图线化简算法研究

线状要素化简对提高矢量瓦片地图服务过程中数据传输效率和可视化表达效果至关重要。常见经典化简算法大多不考虑化简前后曲线空间关系的一致性保持,导致易发生化简结果尖锐化、局部极值点缺失和产生相交等异常问题,如果考虑化简前后空间关系的一致性,则影响化简效率。鉴于此,结合矢量瓦片地图服务应用需求,本文提出一种改进的Visvalingam算法,采用最小堆技术解决了最小权重值查找效率低下问题,利用线自相交拓扑关系判断策略,从全局考虑线上其它点对当前点的影响,解决了线化简前后拓扑关系的一致性保持问题。将改进的算法与原始算法在拓扑关系、几何特征、位置精度和化简效率等方面进行实验对比分析,结果表明改进算法可顾及线状要素的拓扑关系,保证化简前后线状要素的整体形态及其拓扑关系不变,能够更高效地应用于矢量瓦片地图在线服务中。     

基于要素服务的地图在线编辑系统设计与实现

针对空间信息平台用户对空间数据的上传、下载、发布和在线编辑的需求,设计实现了基于ArcGIS Server要素服务和Flex的具有地图数据在线编辑功能的Web GIS系统。本系统应用RIA技术,实现了空间与属性数据的在线编辑,符号在线编辑和用户数据管理等,用户体验上也得到很大提升。通过工程化的设计实现,能够满足"平台"跨部门多应用主体的实际需求。     

二维矢量线符号在三维地形表面的贴合渲染方法

二维矢量符号是二维地图的重要组成部分。如何将二维矢量符号准确地贴合渲染在三维地形模型表面是地理信息科学的研究热点之一。针对线状矢量要素（简单线和周期线）中现有方法存在的周期线周期分布不均、渲染精度低、性能受地形模型复杂度影响大、矢量要素与地表贴合不紧密等问题,本文提出了一种基于屏幕像素进行投影反算的渲染方法,以及基于地表延伸长度的周期判断方法。该方法通过预处理计算线要素贴合在地表的真实长度,并将线要素按其实际宽度进行面域化处理;实时计算每个屏幕像素在二维矢量平面内的覆盖范围,通过该范围与矢量面域的位置关系筛选位于其内部的像素;进一步通过线的实际长度进行周期判断以确定像素色彩值。整个过程通过CPU-GPU并行异构计算模型实现,提高了场景交互性能。实验表明,本方法具有周期分布均匀、渲染精度高、贴合结果真实准确和性能不受地形模型影响等优点。     

涉密矢量数字地图中敏感要素几何信息量的测度方法

涉密矢量数字地图中敏感要素几何信息的定量测度,是实现定量化密级评定的基础和前提。如何进行敏感要素几何信息量的计算,目前尚缺乏相关研究。在现有地图信息论研究成果的基础上,论文主要开展了3方面的研究工作：首先,从地理对象的敏感性入手,探讨了地图要素敏感性的定义与要素集合的敏感性表征指标;然后,基于任意发生元的Voronoi构建方法,实现了对点要素集、线要素集、部分覆盖面要素集及综合要素集的信息单元自动化剖分;最后,基于长度系数、面积系数和角度系数,提出了线、面要素图形复杂度的计算方法,并在此基础上形成了涉密矢量数字地图中敏感几何信息量的测度方法。实验表明,该方法的计算结果遵循了信息量的非负性、连续性、可加性等特点,较为合理地反映了相关因素（地图比例尺、要素空间分布、要素图形复杂度、要素敏感系数等）对计算结果的影响。相关成果将支持矢量数字地图的定量化密级评定,并有助于完善地理信息安全监管的理论和方法体系。     

基于Hadoop的高性能GIS云计算平台研究

文章在研究当前主流GIS平台云计算体系架构的基础上,提出利用Hadoop这一开源的分布式计算环境设计一种高性能的GIS云计算平台,并予以实现。该平台利用HBase分布式数据库和HDFS分布式文件系统对空间数据进行存储,并使用Map Reduce技术对GIS的空间分析任务进行集群化和分布式处理,大大提高了高密度计算环境下海量矢量空间数据的计算效率,为构建大规模访问下的公共GIS服务平台提供了一种可行的实现办法。     

ArcGIS——完善的GIS平台

计算机技术的发展———包括Internet的广泛应用、数据库管理系统的不断进步、面向对象编程、移动计算以及GIS的广泛采用,为GIS的发展带来了美好的前景。ArcGIS产品不断满足这些变化的需求,构建了一个可伸缩的、全面的GIS平台。这个平台包括一系列基于通用的GIS组件ArcObjects的产品,并且围绕着geodatabase ,这一组织地理信息的核心模型来构建。ArcGIS软件家族ArcGIS 9是一个用来构建完整GIS的软件产品集合。ArcGIS的基本体系能够让用户在任何需要的地方部署GIS功能和业务逻辑,无论是在桌面、服务器、网络还是在野外。　　桌…     

异构GIS瓦片地图转换共享模式研究

瓦片地图技术是WebGIS中的关键技术,不同GIS平台由于自身的特点其瓦片地图数据格式各异,这给地图数据共享带来了巨大的困难.本文通过对异构GIS平台瓦片地图数据和瓦片数据国际标准的研究,比较了不同平台瓦片数据与标准瓦片数据的联系与区别,在此基础上探索了适用于不同平台的瓦片数据转换共享方法,旨在提高瓦片地图数据的重用性,减少重复生产过程.研究结果表明本文的研究成果为瓦片地图相互转换提供了一种可行有效的解决方法。     

空间信息要素模型可视化的设计模式与应用

GIS系统的实现是一个相当复杂的过程,分层次模块化的方法被广泛采用,同时应用设计模式更加简单方便地重复使用成功的设计和体系结构,更有利于GIS系统的开发和重构。本文通过对描述地理信息系统空间信息模型中要素模型的几何体结构分析,充分运用和组合各种设计模式,在要素可视化设计和实现中,探讨要素组织采用组合模式与访问者模式相结合的形式,实现异构几何体的聚集访问;要素可视化的实现总体上采用合成模式与绘制采用策略模式相结合的形式,实现要素与绘制的有机分离及各种绘制形式的充分支持。这种结构的好处在于不但能很方便地实现Open GIS中有关要素几何体的抽象规范和相应的实现规范,而且能使系统结构清晰、模块分明,组织自然,有利于系统的开发、维护和扩展。     

GIS矢量数据的自适应水印研究

针对GIS矢量数据水印技术的应用现状和需求,本文根据GIS矢量数据要素类型、存储格式、冗余起始位等方面的多样性及基于行政(自然)区划分块的应用特点,提出双重嵌入的自适应水印算法:点图层基于行政(自然)区划分块自适应嵌入、提取水印;线、面图层按顶点顺序自适应嵌入、提取水印。另外,由于GIS矢量数据点图层数据存储"无序"的特点,决定了数据受调序攻击时水印标记易被破坏,而数据精度并不会遭受任何影响,因此,对点图层,需基于空间关系与位置进行数据排序预处理,从而实现水印的有序嵌入与提取。最后,本文从差异性定义出发,通过空间分析操作,判断面向GIS矢量数据水印系统的不可感知性。实验表明双重嵌入的自适应水印算法具有较好的不可感知性和鲁棒性。     

多边形叠加Vatti算法的VCS优化方法与GPU并行化

Vatti算法是常用的矢量多边形裁剪算法之一,在其构建扫描束实现交点计算的过程中,二叉树的数据结构和递归计算方法导致其计算效率受矢量多边形边界顶点数量影响显著。本文针对Vatti算法执行过程中较为耗时的扫描束构建环节,提出了一种多边形边界顶点预排序的优化方法——VCS（Vertex Coordinate Pre-Sorting）方法,并基于该方法实现了对Vatti算法的GPU细粒度并行化。VCS方法使用双向链表对Vatti算法原有的二叉树数据结构进行了替换,以较小的额外存储空间取得了多边形边界顶点信息查找效率的明显提升。在GPU环境下采用双调排序算法对多边形边界顶点数组元素进行并行化排序并过滤出有效值,克服了原始算法使用二叉树存储导致效率低下的问题。实验结果表明,改进后的算法与原始算法相比,具有相同的计算精度;当多边形顶点数量为92万,CUDA每个线程块中的线程数量为32时,使用VCS优化方法,与采用CPU计算构建扫描束方法相比,GPU并行化方法获得了39.6倍的相对加速比,矢量多边形叠加分析算法效率总体上提升了4.9倍。     

基于TileStache的多源投影矢量数据瓦片生成技术研究

瓦片技术的出现改变了传统Web GIS的服务架构,提高了地图数据请求响应的效率。针对多种地图投影类型或地理坐标的矢量数据在瓦片划分过程中遇到的问题,本文基于OGR地理数据模型,设计了多投影数据转换Python模块,扩展至开源应用程序Tile Stache,得到适用于多源投影矢量地理数据的瓦片生成工具OTile Tool;从而实现矢量地理数据瓦片的快速生成,为网络地理信息系统提供了表达地理信息的Geo JSON格式瓦片数据。     

一种开源软件集成的空间矢量数据在线采集方法

空间数据是GIS应用的基础,经济高效地从网络获取空间数据具有重要意义。文章主要研究了网络地图环境下利用Web GIS技术和开源软件实现空间矢量数据在线采集和数据库存储的方法和技术。并且使用Google Map API、Ajax技术和Apache、My SQL开源软件开发一个基于Web平台的原型系统,实现了基于网络地图的矢量数据的在线获取、数据库存储、在线显示和数据库访问服务接口等功能,为获取空间数据提供了一种新方法。     

基于互联网地图的矢量路况数据生成与应用方法研究

城市交通路况数据对交通治理、交通拥堵预测等研究具有重要意义,针对常规交通路况数据获取成本高、难度大等问题,本文提出一种基于互联网地图的矢量路况数据生成与分析方法.该方法通过互联网地图提供的实时路况信息,利用网络抓取、GIS空间数据处理和图像识别等技术,将互联网实时路况瓦片数据自动化处理成矢量路况数据,便于交通运行特征分析.最后以重庆主城内环范围为例,基于百度地图实时路况自动生成不同时间段的矢量路况数据,利用此数据进行出行时空特征分析.实验证明该方法具有可操作性、通用性和有效性.     

地图点要素注记自动配置中聚类分组的蚁群算法应用

大规模点要素注记自动配置问题是地图注记的难点之一,主要受限于时间效率和注记配置质量。针对该问题,本文首先提出一种椭圆形多方位多级注记待选方位配置方案,使其参数化、多元化。其次,结合点要素空间分布特征,提出一种以聚类分组的蚁群算法,并讨论和优化核心参数,实现大规模点要素的注记快速配置。实验表明,该算法计算效率明显提升,算法性能稳定。针对注记密度在5%~30%随机分布点要素的地图,其相比传统蚁群算法算法效率提高73.2%;同时,该算法的注记结果质量比传统蚁群算法注记结果质量好,注记适应度提升8.0%。实验采用抚顺县集体土地所有权界址点数据进行验证,结果表明效率提升86.7%,且注记适应度提升14.6%。本算法适用于点要素规模大、点簇疏密变化差异大的点要素注记自动配置问题的快速求解。     

地图缓存技术显示模式的研究

地图缓存是快速访问地图服务的有效方式,目前流行的Google地图,MapBar地图,ArcGIS Online等在线地图都是通过地图缓存的方式提供高效的访问速度。JPEG格式由于其超强的压缩能力以及卓越的图像品质一直是缓存图片格式的首选。但是,在实际应用中也经常出现诸如"项圈"等差强人意的显示效果。针对这种情况,本文提出一种融JPEG与PNG32于一体的混合缓存模式,并通过验证表明,该模式有效提高了地图缓存的显示效果。