基于本体(Ontology)的空间信息互操作与集成方法研究

随着Semantic Web技术的发展,基于Ontology的空间信息服务是分布式网络环境下异构空间信息资源共享与互操作实现的可行途径.在对空间信息共享与互操作发展历程、Ontology的基本理论及国内外基于Ontology的空间信息共享与互操作研究现状进行系统全面总结概括的基础上,提出了Ontology驱动的空间信息共享与互操作系统的体系框架、服务流程,并提出了今后研究的重点.基于该服务框架构建的信息系统能将分散在Internet上的各种空间资源信息动态地集成在一起,实现分布式环境下异构空间信息资源的共享与互操作.     

基于GIS的地理教学辅助系统及其实例

华东师范大学地理系与上海恺擎软件开发有限公司共同开发了“地理信息系统（GIS）教学平台”,该平台包括：“基于GIS的地理教学辅助系统”、“GIS研究性学习系统”、“遥感空间信息教学实验系统”、“GPS实验教学系统”。“地理信息系统（GIS）教学平台”采用完全自主知识产权的组件GIS底层平台为技术内核,不依赖昂贵的商业GIS软件,有利于软件的大规模推广。本文主要介绍针对教师的“基于GIS的地理教学辅助系统”及其在实际地理教学中的应用。     

基于企业服务总线的网格GIS集成研究

在面向服务的分布计算架构中,企业服务总线(ESB)提供了服务间智能化集成、管理、中介和交互功能。在利用网格架构的面向服务体系结构中,总结如何利用ESB灵活、开放的集成异构多源的GIS平台和数据源。整体架构基于OGSA,服务集成采用ESB,网格门户和实际GIS平台通过ESB连接,形成基于总线消息驱动的智能化服务集成网格系统。该系统将在Internet平台上广泛互联现有的GIS资源,实现GIS"单系统映射"。通过细粒度服务搭建和配置,生成GIS实例,直接而简单地满足具体的业务需求。     

城市交通信息发布系统研究与体系设计——以广州市为例

基于对城市交通信息发布系统平台的研究与分析,确定了GIS在城市交通信息发布系统平台中的应用目标和实现功能,构造了基于GIS的城市交通信息发布系统平台的总体结构,并探讨了GIS和数据挖掘与集成技术及其在城市交通信息发布平台中的应用。     

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.     

安徽省级资源环境空间信息服务系统研究与开发

研究建立一个结构规范、服务便捷的省级资源环境空间信息网，实现资源环境空间信息的网络共享和服务已经是迫在眉睫。安徽省资源环境空间信息网首次在省政府网络上实现了资源环境空间信息的快速访问，具有数据最大、覆盖面全、类型多样的特点，并且采用SuperMap国产GIS软件进行开发，运行稳定、安全可靠，具有很好的可扩展性。系统地介绍了安徽省资源环境空间信息网的系统结构、数据库建设、数据更新和系统的主要功能。     

基于GIS建模的海水环境质量可变模糊识别评价

基于对立统一与质量互变定理的可变模糊评价方法引入海水水质综合评价,构建基于对立统一与质量互变定理的海洋环境质量可变模糊评价模型,首先分析可变模糊评价方法的原理和方法,然后结合GIS栅格数据在表达空间信息方面具有的独特优势,以栅格数据为基础,利用地理信息系统空间叠置分析、地理信息系统空间建模等计算,建立基于多源栅格数据的海水环境可变模糊综合评价模型,得到莱州湾2004~2010年海水环境空间分布图。实践证明,该模型应用于海水水质综合评价是完全可行的,为海洋环境领域的多目标综合评价与决策提供了新的思路与方法。     

基于空间信息熵模型的长沙市多尺度旅游吸引物互补性评价

借助Python,Arc GIS以及Excel等工具构建多尺度格网和空间信息熵指数模型,基于POI大数据对长沙市所有旅游吸引物的丰度及互补度进行定量化探究,为乡村振兴背景下减少资源同质化现象提供参考。结果表明:尺度效应对长沙市旅游吸引物互补性影响不大,旅游吸引物除传统市区外整体呈现大分散、小集聚的空间分布格局;长沙市旅游吸引物丰度表现为中部高、西部与东部低的特点;长沙市空间信息熵指数存在显著区域差异,空间信息熵指数模型在资源互补性定量评价方面效果较好。     

面向建设工程全生命周期应用的CAD/GIS/BIM在线集成框架

针对建设领域和地理信息领域多源异构的城市空间信息应用现状,建立基于服务架构的CAD/GIS/BIM在线集成框架,以实现跨领域的空间信息集成与应用。基于CityGML的建设工程信息模型定义建筑、管线、道路建设工程的空间及语义结构信息;通过CAD/BIM要素服务实现对建设工程信息模型的在线访问与编辑;基于自主研发的客户端实现三维GIS场景中CAD/BIM要素服务的访问集成;面向建设工程全生命周期管理开展应用实践,验证框架技术可行性。该技术框架能有效实现CAD/BIM信息在大范围三维地理场景中的集成、可视化模拟与分析,为建设工程设计、施工、运营期智慧应用提供支撑。     

基于GIS的水环境价值模糊综合评价研究

将GIS技术引入水环境价值经济评价研究中,基于环境价值理论,探讨在GIS支持下水环境价值评价的原理、方法及其实现途径,构建相应的模糊综合评价数学模型,并将该模型与GIS集成,借助GIS有效的空间管理平台,从价值观角度定量探讨水环境与社会经济系统的关系。     

云GIS的内涵与研究进展

云计算将是下一代计算平台,云计算的发展必将带动与计算科学密切相关的地理信息系统学科的发展.本文采用文献分析方法综述了云计算的特征、云GIS内涵、关键技术和科学问题,指出云GIS是利用云基础设施获得大规模计算能力来解决GIS中海量空间数据的分布式存储、处理任务划分、查询检索、互操作和虚拟化等关键性科学问题,提高GIS 数据处理与管理能力,为计算密集型和数据密集型的各类GIS 服务提供高性能处理的技术.其基本内涵是空间数据的云特征,空间数据管理中的云计算特征.同时指出云GIS 将彻底突破GIS 既有的“专业圈子”,实现GIS自身的革命性突破,极大地扩展其市场规模.然后,本文介绍了云GIS平台,指出云GIS发展中的优势与不足;最后,从云GIS模式技术发展趋势、应用需求及教育专业需求3个方面展望了中国云GIS的研究进展.     

分布式协同计算的GIS技术研究

讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和空间数据分布式计算等方面讨论新一代GIS技术的理论体系,并提出现阶段可行的实现机制;介绍新一代协同计算的分布式GIS软件原型。     

基于元数据的空间数据网络分发系统研究

随着GIS应用的深入,空间数据的可获得性已经成为影响许多从事地理信息系统研究和应用部门发展的重要问题.由于网络中内容和形式各异的海量数据的存在,元数据将为共享数据的快速检索与正确使用提供必要的保证,地理空间元数据是实现异构环境下空间数据共享的主要手段;在分布式环境下,通过元数据接口可以快速地发现各种空间数据服务.对基于元数据的空间数据网络分发系统所涉及的关键技术进行了较为详尽的论述,包括元数据技术、数据压缩技术、数据加密技术等,并给出了整个系统的体系结构.     

格网技术对GIS发展的影响

格网技术作为新一代的Web技术,必将深刻影响GIS的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了资源支持。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思路。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中国GIS产业的跨越式发展。     

Using a Computational Grid for Geographic Information Analysis: A Reconnaissance

High performance computing has undergone a radical transformation during the past decade. Though monolithic supercomputers continue to be built with significantly increased computing power, geographically distributed computing resources are now routinely linked using high‐speed networks to address a broad range of computationally complex problems. These confederated resources are referred to collectively as a computational Grid. Many geographical problems exhibit characteristics that make them candidates for this new model of computing. As an illustration, we describe a spatial statistics problem and demonstrate how it can be addressed using Grid computing strategies. A key element of this application is the development of middleware that handles domain decomposition and coordinates computational functions. We also discuss the development of Grid portals that are designed to help researchers and decision makers access and use geographic information analysis tools.     

Agent-based modeling within a cyberinfrastructure environment: a service-oriented computing approach

Agent-based models (ABM) allow for the bottom-up simulation of dynamics in complex adaptive spatial systems through the explicit representation of pattern–process interactions. This bottom-up simulation, however, has been identified as both data- and computing-intensive. While cyberinfrastrucutre provides such support for intensive computation, the appropriate management and use of cyberinfrastructure (CI)-enabled computing resources for ABM raise a challenging and intriguing issue. To gain insight into this issue, in this article we present a service-oriented simulation framework that supports spatially explicit agent-based modeling within a CI environment. This framework is designed at three levels: intermodel, intrasimulation, and individual. Functionalities at these levels are encapsulated into services, each of which is an assembly of new or existing services. Services at the intermodel and intrasimulation levels are suitable for generic ABM; individual-level services are designed specifically for modeling intelligent agents. The service-oriented simulation framework enables the integration of domain-specific functionalities for ABM and allows access to high-performance and distributed computing resources to perform simulation tasks that are often computationally intensive. We used a case study to investigate the utility of the framework in enabling agent-based modeling within a CI environment. We conducted experiments using supercomputing resources on the TeraGrid – a key element of the US CI. It is indicated that the service-oriented framework facilitates the leverage of CI-enabled resources for computationally intensive agent-based modeling.     

基于Web Service的空间数据共享平台

分析传统GIS软件存在的数据共享、集成困难和应用间互操作复杂的问题,提出了基于Web Service的数据共享平台的简单原型和实现技术。阐述如何基于开放的规范和协议构建开放的数据存储一体化模型,并在此基础上,提出了分布式环境下基于Web Service数据节点集群、互操作方案,以及上层充一的应用开发模式,包括提供以面向对象的思想定义的、构建上层应用的组件支持。重点研究了在空间数据文本化之后数据的索引、查询问题,提出了结合元数据和GML的两阶段数据查询方案。并对该平台下空间数据的语义共享方式做初步探讨。     

组件式三维GIS技术及应用研究

组件化是地理信息系统软件开发的发展方向，而三维可视化是地理信息系统的核心技术之一。文章就三维地理信息系统开发中的关键技术进行了研究，如：三维场景综合建模平台、地形模型的建模和处理、地物模型的建模和处理、地物模型与地形模型融合、基于矢量地图数据生成地表纹理、视景数据动态管理等。并运用开发的系统对河南省新密市古城寨遗址进行了模拟。     

计算模式驱动下GIS体系结构的发展分析

计算模式是信息时代特有的解决问题的方法范式,它综合反映了信息科学的理论、软件与硬件等因素在解决实际问题中相互作用的形式,是与相应阶段主流信息技术相对应的信息系统体系结构的规律模式或构筑范式。该文分析了计算模式驱动下GIS的体系结构从单机模式、局域网模式、广域网模式(WebGIS)到网格模式(GridGIS)的发展过程,指出单机、局域网和广域网模式本质上都具有集中封闭的性质,不同程度地存在着理论、技术、物理、功能和逻辑思维等五大边缘,是典型的空间信息孤岛。网格计算模式是一种彻底的分布式计算模式,GIS的网格模式直接打破了传统模式的技术、物理、功能和逻辑思维限制,并面向理论边缘的解决,具有开放、均质、扁平的结构性质,升格为空间信息网格基础设施。     

基于P2P的空间数据操作分布技术研究

分布在不同节点的空间数据库通过P2P协作共同完成复杂的空间应用任务。提出一种基于P2P的空间数据操作分布的引擎设计:引擎根据空间应用任务的解析,在P2P网络中动态地选择最佳的执行引擎,通过P2P的消息和通信机制进行协作,共同完成复杂的空间计算和空间查询任务。P2P的执行机制避免了集中式执行引擎带来的网络拥塞和单点失效问题,提高了空间数据资源和计算资源协作的可靠性和可用性。