一种面向对象的4层空间数据模型

针对“空间数据是否要建立拓扑关系并在数据库中显式地存储记录”一直是G IS领域争论的问题,给出了解决方案:融合拓扑关系数据模型和面向实体数据模型,进而在分析和总结现有数据模型的基础上提出了一种面向对象的4层空间数据模型。对模型作了4个层次划分:几何对象、基本和复杂要素、分层与分区以及多尺度表达。模型具有3个特点,即多尺度描述地理空间;能描述不同要素层、不同区之间的关系;用户可根据实际情况自定义要素层拓扑关系。最后给出了模型在自主开发的地理数据库管理平台Geoinfo中的应用情况。     

面向仿真事件的战场地理环境时空过程建模

已有的战场环境仿真模型缺乏作战实体与地理实体和地理现象之间相互影响及交互作用的语义表达,难以反映时空条件下地理环境实体的动态变化规律。提出了一种面向仿真事件的战场地理环境时空过程模型,实现时空过程语义的一体化描述以及结构化存储,从语义角度表达时空对象之间的相互作用和影响关系。该模型采用本体的方法集成描述仿真事件、环境实体及其行为过程的时空语义和属性语义,基于面向对象的方法构建具有层次结构的时空过程语义逻辑关系,按照数据模型的语义特征建立时空过程数据的组织与存储结构。基于该模型设计战场环境仿真平台组件并在仿真系统中应用,实验表明,与传统仿真模型相比,该模型能更好地记录和表达时空过程语义变化信息。     

中文文本的地理命名实体标注

通过文本中地理信息的语义解析,可以帮助人们深入理解空间认知和空间语言的表达规律,解决自然语言与地理信息系统（GIS）之间的语义障碍问题,提升GIS空间查询、空间推理、地理信息检索和地理信息服务的智能化水平。制定标注体系和建立标注语料库,能够发现自然语言中地理信息描述的语言结构,建立它们的元数据。本文在分析中文文本和GIS中地理实体描述和表达机制差异的基础上,结合地理命名实体描述的语言特点,制定了中文文本的地理命名实体标注体系和标注规范,并以GATE（General Architecture for Text Engineering）作为标注平台,构建了基于《中国大百科全书中国地理》（简称“GeoCorpus”）的大规模标注语料库,较为有效地解决了当前相关标准和规模化标准数据匮乏的问题。     

基于框架的时空对象模型研究

空间数据模型反映现实世界中空间实体及其相互间的联系,但现有G IS数据模型主要表达某一时刻的空间实体及其相互之间的联系,没有考虑表示空间实体的时空变化,本质上是非时态的,无法满足各种用户的需求。本文分析了G IS应用的过程本质,系统地研究了地理信息系统过程建模的概念和类型,讨论了过程模型中的地理时空概念、空间数据模型的研究现状和存在的问题,以空间系统理论为依据,提出了空间数据模型结构,设计了适于表达G IS过程模型的基于框架的时空对象数据模型,并探讨了空间对象的时态表示和处理操作。     

面向地理实体的语义相似性度量方法及其在道路匹配中的应用

语义相似性度量是实现多源矢量空间数据集成与融合的关键技术。首先以地理实体为研究对象,从矢量空间数据表达视角对地理实体的语义信息进行分析与描述,提出基于多特征约束的语义相似性度量模型。然后该模型将地理要素分类关系作为控制条件提取目标实体集,在构建实体间语义特征对应关系的基础上引入属性特征熵的概念,计算不同特征的权重值,进而综合多特征相似性来度量地理实体的整体语义相似程度。最后将该模型应用到道路实体匹配实验中,通过计算实体之间的语义相似性实现匹配,验证了该模型的有效性。实验结果表明,基于多特征约束下的语义相似性度量模型能够合理计算地理实体的语义相似度,且提高了地理实体语义匹配效率。     

地理本体驱动的遥感影像面向对象分析方法

针对遥感影像面向对象分析技术存在的“分类过程中专家分析不同带来的分类结果不一致”问题,提出地理本体驱动的“地理实体描述-模型构建-影像对象分类”解译框架。首先,利用地理本体建立影像对象客观特征与地理专家知识的联系,实现对地理实体的描述与表达;其次,利用知识工程方法以及计算机可操作的形式化本体语言构建影像对象特征、分类器的本体模型,形成语义网络模型;最后,联合语义网络模型与专家规则实现影像对象的语义分类。地表覆盖分类实验结果表明,该方法不仅能够得到反映真实地理对象的遥感影像分类结果,而且能够掌握地理实体的语义信息,实现地表覆盖分类知识的共享与语义网络模型的复用,为遥感影像面向对象分析提供了一种全局性的解译分析框架及其方法。     

面向实体的三维城市模型数据组织方法研究

文章旨在研究一种有效实用的三维城市模型数据组织方法。面向实体的三维模型是城市三维模型表达的一种重要方式,在表达实体几何特征的同时,能够完整地记录实体之间的逻辑关系,包括空间关系、语义关系等,尤其适用于城市复杂密集区域地理关系的表达。文中采用分区、分层的思想,依据城市空间划分指标体系和实体分类规则,设计了城市实体三维模型的构建流程,提出了一种面向实体的城市三维模型数据组织方法,构建了实体三维模型库,实现了模型数据的高效组织和管理。实验表明,该方法对于大规模城市实体模型数据的组织具有一定的实用价值。     

多层次地理视频语义模型

针对公共安全应急响应中支持推理、挖掘和关联分析的地理视频建模难题,提出了一种显式表达视频变化的多层次地理视频语义模型,并用UML图进行描述。该模型的特点是:改变了传统视频流整体语义描述方法,通过面向变化的三域(特征域-行为过程域-事件域)定义地理视频语义的层次结构和数据的层次表达;在各层次语义描述中将地理环境语义与视频内容语义有机结合,支持多地理视频数据的关联表示。以公共安全事件监控视频为例阐明了模型的实用性和有效性。     

语义驱动的地理实体关联网络构建与知识服务

知识服务是GIS的重要应用方向,海量文本数据中蕴含的丰富隐式地理信息的分析与挖掘成为热点研究问题。在自然资源管理领域,一定时空范围内的自然资源分布相对独立和分散,文本中的丰富语义信息零散、庞杂且高度非结构化,缺少有效的组织表达、关联整合与综合应用方案。本文面向自然资源管理领域的文本数据和自然资源实体,提出了语义驱动的地理实体表达框架,通过语义描述、空间位置、属性特征和时间演化四元组来组织表达文本内蕴的地理实体多域信息,并从概念、空间、属性和时间4个维度定义并表示实体间的多类语义关系;继而按照地理实体信息抽取、信息存储和语义关联构建等步骤,给出了多维度地理实体关联网络的构建方法,并设计了基于关联网络的知识问答服务算法;最后,以建设用地审批为例,利用审批过程电子文本数据,完成建设用地信息的实体化表达、建设用地实体关联网络的构建及知识问答服务的实现。试验与分析结果表明,本文的理论与方法能有效促进自然资源管理领域文本中地理信息的有机整合、充分关联与科学管理,为提升自然资源领域信息的应用与社会化服务水平提供切实可行的途径。     

基于地理本体的空间数据组织方法与应用

地理本体描述了地理信息科学领域内不同层次和不同应用方向上的地理空间概念的详细内涵和层次关系。研究和探讨了基于地理本体的空间数据组织方法,将地理实体与地理本体建立映射关联,把地理本体系统中的实例用面向对象的方法进行组织和表达,从而满足兼容空间数据管理和语义共享要求,解决语义异构导致的不同应用领域间数据组织与共享的困难。并...     

地理实体的空间组织与多态特征及其应用

描述了地理实体的建设内容，介绍了基于图元的地理实体组织及表达形式，比较了传统地形图与实体化的数据组织形式的区别。对地理实体在空间、时间上的多态特征进行了分析，阐述了地理实体对地物的空间一致性表达的特点，设计了基于多源矢量数据开展的地理实体融合方法及步骤，并以房屋建筑实体为例介绍融合成果的具体应用。本文研究为地理信息系统中地理实体的相关研究提供了借鉴。     

面向城市级服务的地理实体分类方法与建库分析北大核心CSCD

地理实体数据是实景三维结构化和语义化产品,是实景三维建设标准化产品数据。本文在分析自然资源部技术指导文件及各试点城市地理实体建设相关研究和应用的基础上,基于珠海市试验片区实体建库实践经验,提出了面向城市级服务的地理实体分级分类方法,构建了面向应用服务的地理实体数据集。并以院落、建筑物、道路实体等为例,深入分析其数据组织结构,探索了面向国土空间规划和城市精细治理方面的应用研究。     

地理学视角下测绘地理信息再透视

系统回顾了地理信息系统产生以来地理信息内涵发展与拓展的主要历程,指出地理信息的定义一直是在"空间+属性"的地图信息基本框架下逐步扩展,其发展历程经历了地图GIS、语义GIS、时空GIS和大数据GIS 4个不同的阶段,但仍无法满足时空大数据的分析和应用需求。从地理学研究的对象和内容出发,对地理学所需要的"地理信息"的内涵和外延进行了系统的梳理总结,提出了涵盖"空间定位""语义描述""属性特征""几何形态""演化过程""要素相互关系"的地理信息六要素表达模型。在地理定律和地理规律的指导下,面向地理现象空间分布、时空格局、演化过程、相互作用机理的集成表达、系统分析和高效管理,设计了六要素集成表达的几何代数统一GIS数据模型、地理规律与相互作用驱动的新型GIS数据结构、非结构化时空数据组织与存储等关键技术,为测绘地理信息走向地理科学信息提供了另一个理论基础与技术方法支撑,有助于提升GIS对地理格局、演化过程和要素相互作用等地理规律的组织、管理、表达和分析能力。     

面向实体的三维空间数据模型组织方法

三维空间数据模型是对现实世界模型化的基础,是空间数据组织的概念和方法,反映了现实世界空间实体及实体间的关系。传统的三维数据模型大多从几何特征表达的角度出发,割裂了空间对象个体之间的逻辑联系,不能完整表达地理实体。采用面向对象的思想将地理实体抽象为能独立反映完整空间和逻辑关系的空间对象,提出了面向实体的三维空间数据模型的...     

基于语义的地理概念范例构造方法

跨领域地理信息的语义共享的实现依赖于对地理概念的明确理解,而由于文字的模糊性,仅从地理概念的文字描述或定义来理解往往会有一定歧义。从认知原理看,地理概念的形成更多是对其外延进行归纳,并在大脑中构建出概念范例来完成。探索了一种在地理信息领域中构造地理概念范例的方法,即通过在概念文字描述中提取确定概念范畴及外延的本体属性,通过外延和实体属性来选择实例作为表达概念显著特征的范例。通过两个构建范例的案例验证了该方法的有效性。     

SPATIAL OBJECTS AND SPATIAL RELATIONSHIPS

Spatial object and spatial relationship are two basic concepts of GIS.Spatial object is the digital representation of geographical entity or phenomenon,which forms the basis for data management and analysis;spatial relationship is theconnexion between spatial objects when geometric properties are considered.Thecommonly used classification of spatial objects as points,lines and areas is mathe-matically strict,and suitable for data management,but a bit too generalized forrepresenting real entities and extracting spatial relationships.A good classificationmodel should not only be good for representing real entities,but also good for re-vealing spatial relationships,therefore good for formalizing spatial analyses.     

基于地理事件时变序列的时空数据模型研究与实现

首先分析比较了已有的时空数据模型的特点，针对其存在的不足，提出并讨论了一种基于地理事件时变序列的时空数据模型，阐述了该模型的时空语义概念和时空拓扑关系，并针对具体的实际应用，在现有成熟的GIS平台上进行扩展，验证了该数据模型的有效性。     

多层级地址语义模型构建及其在疫情防控中的应用

目前城市各部门汇集了大量的地址数据，地址数据呈现多头管理和建设的局面，且没有从地理实体的源头处出发，导致成果无法集约共建及统一共享。本文基于以应用为导向的精细化管理需求，建立多层级地址语义模型和地址资源库，将地址资源库与地理实体挂接，形成地址到栋或单元级的房屋实体唯一地理基座，进而全面支撑智慧城市的建设、运营及管理，并在新冠肺炎疫情防控中进行了积极应用。