国土空间多源时空数据融合关键技术研究与应用——以石家庄国土空间基础信息平台为例

在地理空间框架基础上,国土空间信息平台充分运用移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能、空间信息等新一代信息技术,探索基于多源二三维一体化的城市时空基础数据,融合自然资源业务数据、横向获取各政务数据等特点的高效融合模式,旨在建成全域统一的国土信息数据一张图,同时需要结合国土空间典型业务需求,通过SuperMap处理自动化(Processing Automation, PA)技术为海量二三维一体化数据的高效信息挖掘提供建设性方案。最后以石家庄国土空间基础信息平台为例,对文中探究的国土空间多源数据管理与应用方法进行实践。     

面向大数据时代的地表覆盖动态服务计算

随着空间遥感、自动分类、变化监测等技术的长足进步,地表覆盖数据生成的速度越来越快,时空分辨率不断提高,数据量呈现出前所未有的增长态势,可望成为极具应用价值的空间型大数据集。为了推动地表覆盖大数据的资源建设和分析利用,应通过SOC方法及Web服务方式,实现分布式地表覆盖信息资源的跨平台松耦集成,提供数据内容服务和信息处理服务。但现有SOC方法及有关地理信息Web服务标准难以完全顾及地表覆盖数据类型多样、处理复杂、变化较快等特点,无法有效支撑地表覆盖动态信息的发布、发现与调用。本文提出以信息动态集成、处理动态构建、变化动态推送为主线,研究和发展地表覆盖动态服务计算,将地表覆盖的静态信息服务提升为动态信息服务,为地表覆盖大数据的协同建设和深度挖掘提供先进计算平台与手段。     

InSAR和地表覆盖的地表沉降驱动力分析

针对传统地表沉降监测和成因分析无法实现大规模应用的问题,该文采用一种结合InSAR和地表覆盖数据的多源数据监测和分析方法。通过对Envisat数据集和哨兵1号数据集时序处理中的配准技术进行重点攻关,获取大范围、高精度、多时相的地表沉降成果;然后结合相应年度的地表覆盖数据进行多要素数据的空间拓扑分析,确定地表沉降变化变化的驱动力。以天津市汉沽为例,开展多源InSAR数据、多时相地表覆盖数据的地表沉降监测和分析,发现大面积水域的减少、构筑物和房屋建筑的增加等反映城市建设的指标与地表沉降加剧有密切关系,并结合天津市总体规划进行验证分析。实验结果表明,基于InSAR和地表覆盖方法对于地表沉降驱动力分析的有效性,可为后续城市地表沉降灾害防治和可持续发展应用提供参考。     

遥感数据时空尺度对地理要素时空变化分析的影响

地理要素的时空变化分析对于了解和掌握地表的规律性有着重要的作用。利用地面站点观测、实地调查等传统方式获取数据,对地理要素进行时空变化分析是最常用的方法。但该类方法往往表现的是"点尺度"观测,不能在大尺度情况下准确地反映地表的时空变化信息。遥感卫星能以一定的时间间隔获得空间连续的对地"面尺度"观测数据,然而其特定的空间和时间分辨率使其获取的地表信息仍十分有限。同时地表的空间异质性和个别地表短时间内的快速变化,使得利用遥感数据对地理要素进行时空变化分析时,时空变化分析结果会随观测尺度而发生改变。本文从空间尺度和时间尺度两方面综述遥感数据时空尺度对地理要素的时空变化分析产生的影响和原因,并针对这些问题总结了减小时空尺度对结果不确定性影响的现行方法。可以通过多源遥感协同观测和反演、尺度转换、空间建模等方法减小空间尺度引起的不确定性;通过联合多时相遥感数据的方法减小时间尺度引起的不确定性。在实际应用中,应根据所观测地理要素的实际情况,综合分析选择合适的方法。     

综合机载LiDAR与高分影像的煤矿区典型地物提取方法

综合利用LiDAR点云数据与WorldView-2高空间分辨率遥感影像,采用面向对象分类的矿区地表覆盖信息提取方法,利用nDSM高度阈值区分候选分割对象,构建了基于决策树分类器的矿区典型地物提取模型,在此基础上将图像光谱信息、DSM数据和地形参数等多源数据进行了融合,提取了出矸石堆、煤堆等典型煤矿区地物要素及植被、道路、水体等地表覆被要素信息。     

村镇规划国土GIS数据的组织方法研究

村镇规划国土GIS数据是村镇规划国土信息系统的数据基础,因为其涉及规划、国土、建设等多个行业,数据来源多样、结构复杂,因此不能简单地照搬城市领域的相关建设经验,而需对其数据组织方法进行深入的研究。本文首先分析了村镇规划国土GIS数据的特点,然后从数据分类编码、数据集成、异构数据融合和数据的专题化管理等几个方面对其进行了探讨研究。其对我国新农村建设中村镇信息的规范化组织有一定的借鉴作用。     

浅谈国土空间基础信息平台的数据融合方案

国土空间作为规划和自然资源的载体,亟须对海量的、数据基础和格式不同以及历史非矢量化的国土、规划两大业务条线数据进行数据融合,本文以市级国土空间基础信息平台的建设为依据,对平台的数据融合进行探讨,对现有数据问题、融合方案、融合原则进行了研究.     

面向大数据的空间信息决策支持服务研究与展望

本文分析了大数据并行处理、地理计算、数据挖掘分析、空间信息决策、地理信息服务等领域的技术发展和应用需求,通过在多源信息融合的组织机构空间分布格局分析、地理要素统计分析、互联网泛在地理信息挖掘分析等方面的理论探索与实践经验,对面向大数据的空间信息决策支持服务涉及的理论问题、关键技术、发展趋势等方面作了分析与展望。     

遥感卫星数据产品分类分级规则研究

随着遥感卫星应用的发展,多源、多时相、多尺度以及不同类型遥感卫星的数据综合集成应用以及与地面观测信息集成,对遥感信息产品进行深度开发利用正在成为遥感应用的重要趋势。目前不同国家和地区、不同系列的遥感卫星数据产品分别采用不同的分类分级方案,难以适应多源、多系列地理空间信息整合应用的需求。本文从遥感应用对遥感卫星数据产品分类分级的需求出发,分析了目前主要遥感卫星的产品系列及其数据产品分类分级规则,参考了正在研究的相关国际标准,遵循系统性、科学性、完整性、兼容性、可操作性和可扩充性原则,研究提出了中国遥感卫星数据产品分类分级的规则。该规则以卫星载荷采用的遥感探测光谱特征及其数据获取方式作为分类依据,以卫星遥感数据的处理水平作为分级依据,建立统一的遥感卫星数据产品的分类分级体系。该规则与正在研究制订的相关国际标准保持一致,不但覆盖目前广泛应用的各类遥感卫星数据产品,而且能方便地建立与现有遥感卫星数据产品分类分级方案的映射关系,并且对未来的数据产品的分类分级留有比较充分的可扩充性,为遥感卫星数据产品分类分级指标体系的研究和相关国家标准的研制提供了依据。     

多源地理空间矢量数据关联模型设计

多源地理空间矢量数据之间存在着隐含的关联关系，这些关联关系往往隐式存在，难以直观展示，也难以与空间数据映射交互展示，更无法进行查询分析，获取所需信息。针对这种情况，本文以多源地理空间矢量数据及统计数据为研究对象，首先定义了多源地理空间矢量数据关联的概念及分类，然后以此为基础设计了多源地理空间矢量数据关联模型，并将其分为3个子模型：基于自适应四叉树编码的空间关联子模型、基于几何匹配的空间关联子模型及基于语义匹配的空间关联子模型。该模型定义了多源地理空间矢量数据之间的关联方式，为关联关系的构建奠定了理论基础。     

面向国土空间规划的测绘地理信息技术及数据成果服务应用展望

新时代国土空间规划体系的顶层设计和“四梁八柱”建设及未来的智慧型国土空间规划需要数字化、信息化技术支撑。以空间数据获取与分析为主要特征的测绘地理信息，能为国土空间规划的编制、审批、修改和实施监督各环节提供有效的技术服务和基于数据成果的定制服务。而融合现状数据、规划数据、管理数据，实现统一“底图”、统一“底数”、统一“底线”、统一“底板”的国土空间规划“一张图”，以及支撑国土空间规划动态监测评估预警的国土空间规划“一张图”实施监督信息系统，是可感知、能学习、善治理和自适应的智慧型国土空间规划发展的重要保障。本文在梳理“五级三类”国土空间规划体系基本构成和特征的基础上，从技术体系和数据成果定制体系两个方面，研究了面向国土空间规划的测绘地理信息服务体系，展望了面向智慧型国土空间规划的测绘地理信息应用。     

空间信息可视化挖掘研究

空间信息的可视化挖掘是数据挖掘领域的热点 ,具有很强的应用前景。本文从数据挖掘的基本概念入手 ,详细介绍了可视化数据挖掘的两种分类体系 :Keim分类体系和Card分类体系 ,同时分析了这两种分类体系中各种可视化数据挖掘方法的基本思路 ,探讨了可视化数据挖掘技术与空间信息领域应用相结合的各种途径 ,并给出了空间信息可视化挖掘的常用方法     

数字挖掘方法在遥感分类中的应用研究

随着空间信息领域技术的提高,利用卫星遥感数据获取地表信息的数据量也飞速的增长,快速有效地在海量遥感数据源中获取感兴趣的地表信息成为一项重要的研究方向。数据挖掘方法具有从海量数据集中提取隐含其中信息的功能,使得数据挖掘方法在遥感图像分类和专题信息提取中具有较好的应用,但不同的数据挖掘算法具有各自的独特性,使得在遥感分类中使用数据挖掘方法并不容易,本文通过介绍几种常用的数据挖掘算法,分析和探讨了这些方法在遥感分类应用中的优势和局限性,为在遥感分类中更好的、有针对性的选择数据挖掘算法提供借鉴。     

结合遥感数据与地统计学方法的海岸线超分辨率制图

使用黄河三角洲海岸Landsat卫星遥感数据,基于研究区域低分辨率6波段的海陆类型软分类结果及其变差函数,以高分辨率8波段的指示变差函数为精细尺度先验信息模型,采用数据探索性分析、协同指示克里格和序贯指示协同模拟技术,生成海陆类型发生概率模拟图像,通过等值线法提取海岸线空间分布特征。实验表明,基于地统计学方法的超分辨率制图技术在低分辨率遥感数据中融合高分辨率空间结构先验模型,可以较好表达精细尺度上的海岸线空间分布特征,同时保持原始数据的海陆类型组分信息及其空间结构特征。地统计学方法集成多尺度乃至多源空间信息的潜力通过海岸线超分辨率制图形式得到展示。     

开放式空间基础信息平台的发展特征与技术内涵

基于测绘和地理信息产业发展背景,针对日益增长的数据融合、实时共享、深度处理和个性化的需求,对数字城市中测绘服务特征进行分析,重点介绍符合云计算模型的开放式计算环境、多路径数据更新、多源数据一体化集成、全尺度城市编码、自适应空间数据处理和动态在线制图等理论、方法与关键技术。在此基础上,研制开发了开放式空间基础信息平台,并成功应用于数字深圳的建设中。     

Technical progress of China's national remote sensing mapping:from mapping western China to national dynamic mapping

Remote sensing mapping is an important research direction in the development of geographic surveying and mapping.In order to successfully implement the project of Mapping Western China(MWC),a technical mapping system has been established.In this project,many problems have been solved through technological innovation,such as block adjustment with scarce control points,large-scale aerial/satellite image mapping,and intelligent interpretation of multi-source images.Several softwares were developed,e.g.PixelGrid for aerial/satellite image mapping in a large area,FeatureStation for the integration of multi-source data in the complex terrain areas,and an airborne multi-band and multi-polarization interferometric data acquisition system for SAR mapping.For the first time,full coverage of 1∶50,000 topographic data of China's land territory has been produced,which means the geospatial framework of digital China is basically completed.With the implementation of other key national plans and projects(i.e.national geographic conditions monitoring and national remote sensing map-ping),the focus has changed from MWC to national dynamic mapping.Accordingly,a dynamic mapping system is established.The data acquisition capability has developed from a single source to multiple sources and multiple modalities.The mapping capability has developed into dynamic mapping,and the capability for database update shows the characteristics of colla-boration.The national geographic condition monitoring creates a multi-scale index system for statistical analysis for various needs.A multi-level and multi-dimensional technical system for statistical computing and decision-making service is developed for the transformation from dynamic monitoring to information service.In this paper,we give a brief introduction about the recent development of remote sensing mapping in China with respect to data acquisition,map production,and information service.The purpose of this paper is to motivate the establishment of theory and method for remote sensing mapping,technical and equipment in the smart mapping era,to improve the capability of perceiving,analyzing,mining,and applying geographic data,and to promote the intelligent development of geographic survey-ing and mapping.     

基于多属性决策的统计数据分级评价模型

通过对已有的专题数据分级评价模型进行分析研究,运用数理统计和决策理论,提出一种新的统计数据分级评价模型——多属性决策分级评价模型,即首先,以常用的分级数学模型作为决策方案;然后,选取分级精度、信息量、分级间隔作为方案的属性,用熵法确定各个属性的权重;最后,提出多属性决策分级评价模型,并通过建立的试验系统,进行数据实验。理论分析和实验结果表明,多属性决策分级评价模型具有很好的评价效果,为用户快速选择分级数学模型提供一种新方法。     

多源数据融合更新基础地理信息数据的研究

利用多源数据通过融合的方式更新基础地理信息数据,实现数据集约融合整合,在现有的地理国情监测、各类国土调查数据成果的基础上,通过辨析不同手段获取数据的语义差别,融合形成非尺度的基础地理信息数据。实现新型基础测绘体系的初步探索,实现多源数据增量更新推送,提高数据共享时效性。通过应用验证,能较好地提升基础地理信息数据的精度,解决了长效更新的问题,改变了传统依靠影像或外业更新的模式,提高了效率。     

基于ArcSDE与ArcIMS的海量空间数据存储管理与网络发布——以三峡库区为例

随着空间信息量的膨胀,数据存储管理与发布共享日益受到关注。本文分析了ArcSDE和ArcIMS的核心技术,并以三峡库区为例,详细阐述了海量空间数据存储管理和网络发布的解决方案。依托ArcSDE for SQLServer技术,实现了长江三峡库区多元空间数据的多用户及版本化管理,提高了海量空间数据存储管理效率;应用ArcIMS技术对SQL Server中的多元空间数据进行网络发布。探讨了多元海量空间信息的存储管理和发布的技术方法,具有一定的参考价值。