时空信息云平台下数据管理及可视化方法

针对智慧城市时空信息云平台中海量时空数据的管理和可视化问题,该文提出了一种时空索引建立及时空数据可视化方法。时空索引机制将时间、空间与专题属性作为同等重要的维度,兼顾了三者的查询效率,实现对时空数据的快速有效提取。时空数据可视化表达方法提出了时间轴动画、多时态对比、对象状态回溯等可视化方式,实现时空数据的动态交互式表达。该方法在"智慧常州时空信息云平台"项目中进行了实现,证明这种时空数据组织管理方法可较高效地实现数据的检索调度,且具有较强的可操作性;基于此的时空数据可视化方法亦具备较佳的时空对象动态表达效果。     

一种基于对象和快照的混合地表覆盖时空数据存储模型

时空数据模型是数据库和时空数据分析研究热点之一。由于时空数据变化类型多、分析计算复杂及应用范围广,一种观点认为建立通用的时空数据模型具有高度复杂性。本文针对地表覆盖变化时空数据建库和时空分析应用需求,提出了基于对象和快照的混合时空数据模型。该模型用面向对象描述地表覆盖的斑块对象时空过程,组织管理斑块对象时空事件和空间、属性信息,同时用快照描述地表覆盖整体时空分布,组织管理栅格快照,两者通过基于时间和空间位置的逻辑关联关系形成混合模型。模型在表达对象自身变化的时空事件类型基础上,增加了不同分类对象之间互相转变的时空事件表达。该模型既可以用于对地表覆盖历史观测数据组织存储建库,又可以用于支持时空统计分析、时空演变模拟和时空数据挖掘。通过对黑龙江地区地表覆盖时空数据建库、查询检索、整体格局演变分析和斑块变化时空过程检索与表达的试验,验证了模型的有效性。     

多维度轨迹数据的SQL时空查询方法

轨迹数据包含了时间、空间和身份属性等要素信息,数据量大且复杂,分析难度高。面对如此多维度并且数据量庞大的数据,分析前的数据抽稀、检索是必要的。通过SQL时空查询的方法进行轨迹数据的检索,选择合适的可视化方法,尽可能精准地筛选出兴趣轨迹数据,可以更大程度地支持大众用户对轨迹数据的分析需求。     

面向地理空间信息的轨迹模型及时空模式查询

轨迹数据处理与分析是目前空间信息和数据库等相关领域的研究热点之一。本文从Stop-Move轨迹模型出发,通过集成地理空间上下文信息来建模轨迹数据,并研究轨迹时空模式的查询处理技术。首先分析Stop/Move对象与点/线/面地理空间要素之间的时空关联关系,据此提出显式表达该关联语义的地理关联轨迹模型,在此基础上利用关系-对象数据库技术,为地理关联轨迹模型设计独立于应用的关系模式,接着定义轨迹时空模式查询,并提出基于地理关联轨迹关系模式的SQL处理框架,最后以典型性检索请求为例,讨论分析位置-时间、位置-顺序和位置-关系等三类轨迹时空模式查询的纯SQL处理技术,并以样例轨迹数据验证了本文方法的可行性。     

利用地理知识图谱的COVID-19疫情态势交互式可视分析

新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)疫情的暴发产生了海量与时空信息相关的数据,当前的地理时空疫情分析难以关联人物关系、事件等数据,由此提出了一种利用地理知识图谱结合交互式可视分析COVID-19疫情态势的方法。首先定义了病患实体和关系类型,提出了事件语义模型和事件关系分类,并根据不同的数据分类设计了知识抽取和知识表示方法,构建了病患时空信息知识图谱;然后分别从宏观和微观层次把控疫情态势的任务出发,设计了知识图谱可视化视图和交互分析方法;最后构建实验分析系统,利用COVID-19确诊患者数据,通过地图分布可视化、图谱可视化和轨迹可视化等多视图协同交互对COVID-19疫情态势进行分析实验。实验结果表明,该方法能够从实时疫情态势监控、病患关联关系、高危人群防控和地区防控态势等方面为疫情态势分析提供一种新的思路与方法。     

基于事件的时空数据模型应用研究

本文首先分析和比较了几种有代表性时空数据模型的特点和存在的局限性 ,对基于事件的时空数据模型进行了改进 ,并提出了利用亲缘继承关系进行历史回溯查询 ,根据具体的实际应用 ,在现有成熟的ARCGIS平台上进行扩展 ,验证了该模型的有效性。实践表明 :利用该模型可以有效的进行各种时间、空间和属性的互查 ;时间因素和空间对象的空间特征和属性信息分开存储管理 ,便于时空分析 ,适于进行地理事件与空间对象状态因果关系的推理 ;减小了数据的存储空间 ,以及数据的冗余度     

基于百度地图的武汉市老地名时空分析系统

针对目前老地名消失现象严重,无法实现地图检索,地名文化遗产亟待保护的现状,文中基于百度地图API,以武汉地方志和武汉市地名区划网的老地名数据为基础,设计一个能够实现武汉老地名查询、导航和时空变化分析的方法,弥补目前老地名数据无法支持空间可视化表达的缺陷,分析武汉市老地名的时空变迁规律,为地名文化遗产保护提供有效参考。     

森林资源空间数据更新的时空数据模型研究

地理信息系统(GIS)技术可以实现空间数据和属性数据统一存贮、管理和数据更新,但往往缺失时间数据,较难实现历史查询。本文以森林小班数据为例,分析林木自然生长以外数据更新的空间形态变化,使用图论对森林资源小班数据更新的时空信息进行描述,在此基础上构建森林资源更新的时空数据模型,此模型能够方便地进行历史查询分析。     

版本差量式时空数据模型研究

时空数据模型是时态地理信息系统的关键和核心。本文在分析国内外已有研究成果的基础上,结合国家基础测绘项目,提出了“版本-差量”式时空数据模型,采用“版本管理-动态关联”以及“动态分级索引”技术实现时态地理数据的存储管理和查询检索。该模型能有效降低数据冗余,提高数据访问效率。     

利用NewMap API实现Web地图的地理数据可视化

随着时空数据呈现出爆炸式增长,传统的统计图表无法充分挖掘海量数据中隐含的时空信息的问题,该文面向用户设计并构建通用专题数据可视分析系统。通过对Web前端地理数据可视化技术和Cassandra数据库进行研究,基于中国测绘科学研究院GIS所自主研发的NewMap软件,开发Web前端地理数据可视化接口,实现地理数据的时空信息在地图上的充分展示。该文以潍坊市为研究区域,分别从降雨量分析、人口综合分析专题等方面出发,通过专题数据可视化效果将时空数据的特点充分展现出来。与此同时,所采用Cassandra分布式数据库,亦可对大数据进行存储、管理、分析,在一定程度上减轻了前端地图绘制的压力,并具有良好的查询分析效率及快速的处理能力。