面向网络空间表达的数据模型设计及处理方法

目前网络空间地图缺少完整的要素体系和反映网络空间本质的地图数据模型,在表达网络空间多维信息方面能力有限,也无法满足不同的网络空间表达需求。在分析网络空间地图要素的基础上,将网络空间视为三维的信息网络世界,设计了面向网络空间表达的地图层次模型与数据存储结构,分析了数据处理的流程与关键技术。该模型能够适应不同表达需求,为网络空间多维信息可视化提供底层支持。     

面向特征的网络空间点群要素自动综合方法

网络空间信息可视化对揭示网络空域规律、促进网络空间认知具有重要意义。将网络空间节点与拓扑关系直接可视化的视图中存在大量的点重合和线交叉,目前已有的网络节点布局算法、集束边技术、骨干网提取和网络路由拓扑多尺度表达等方法能够优化视图效果,但在网络的微观结构上,对保持网络空间点群要素的特征信息关注不够。通过分析并量化网络空间点群要素的各类特征信息,提出了一种基于层次聚类的要素聚合方法和一种基于节点重要性度量的要素选取方法,以自动综合的方式对网络空间点群要素进行综合。实验结果表明,该方法能够保持网络空间点群要素的空间特征,为定量表达网络空间特征、加速生成视觉效果良好的网络空间地图提供基础数据综合方法。     

面向地理信息大数据的时空事件关系可视化分析框架

不同类型的地理信息大数据蕴含了丰富的时空关系，反映个体或者群体时空事件之间的变化模式，在资源、环境、交通等领域的智慧应用中起到关键性作用。然而，地理信息大数据拥有的多尺度和多语义特性，在挖掘地理信息大数据的时空关系时会存在许多困难。如何有效地构建多尺度多语义时空关系，并直观地表达这些时空关系是一个重大挑战。本文设计了一种时空事件关系可视化分析框架，通过定义事件间时空关系的描述，设计了一种多视图协同的可视化分析方法，结合时空关系的可视化协同交互，实现地理信息大数据时空事件可视分析。基于时空轨迹数据，通过试验说明该方法可以探寻时空事件及背景间的时空关系，实现时空事件的交互可视分析。     

面向对象的土地利用多尺度时空数据模型

文章分析了目前多尺度土地利用研究现状和面向对象时空数据模型特点,兼顾考虑多尺度土地利用数据的空间、时间和语义属性的多尺度特征,以空间维度为切入,对面向对象时空数据模型进行扩展,构建面向对象的土地利用多尺度时空数据模型.应用实践表明,该模型能够较好表达多尺度土地利用数据的时间、空间及语义属性信息,反映多尺度土地利用要素对象之间的多层次关联关系,既能够降低数据的冗余存储,又确保各要素对象之间的有机耦合.     

网络空间中线要素的核密度估计方法

核密度估计(KDE)方法是分析点要素或线要素空间分布模式的一种重要方法,但目前线要素核密度方法只能分析线要素在二维均质平面空间的密度分布,不能正确分析交通拥堵、交叉口排队、出租车载客等线事件在一维非均质道路网络空间中的密度分布。本文提出了一种网络空间中线要素的核密度估计方法(网络线要素KDE方法),首先确定每个线要素在网络空间上的密度分布,然后根据网络空间距离和拓扑关系确定网络空间的线要素核密度与时空分布。以出租车GPS轨迹数据中提取的"上客"线事件为例,分析出租车"上客"线事件在网络空间中的密度分布,通过与现有方法比较的试验结果表明,本文提出的方法更能准确反映路网空间中线事件的分布特征。     

网络空间地图可视化方法研究综述

随着信息技术的发展,网络空间与国家安全、军事、政治、经济、生活息息相关,网络空间地图作为人类认识复杂网络空间的工具越来越得到重视,但已有研究较为零碎和分散。针对网络空间自身特点,以网络空间地图可视化任务需求为牵引,系统综述了网络空间地图可视化的研究现状,辨析了网络空间地图需重点关注的研究方向。从地图学的角度探讨了网络空间的特点,引入隐喻理论探索了网络空间的组成及要素分类,探究了网络空间地图可视化的任务;对各类网络空间要素可视化方法进行了体系化分析,梳理了研究进展并进行了总结分析。研究认为,网络空间地图可视化基础理论、网络空间与地理空间的映射以及虚拟形态要素的可视化研究等是网路空间地图的未来研究趋势。     

基于傅里叶级数的等高线网络渐进式传输模型

矢量地图渐进式传输的关键技术是建立连续的多尺度表达模型,并在服务器端将地图数据组织成线性结构。本文利用傅立叶级数对要素表达的多尺度特性,将傅立叶级数的参量引入到等高线要素的渐进式传输中：研究了地图尺度与曲线傅立叶展开项数的对应关系,并以此在服务器端建立了曲线多尺度表达的傅立叶描述子模型;客户端通过网络传输依次得到不同地图尺度的傅立叶描述子分量并进行曲线要素的重构,实现等高线要素渐进式的传输和表达。该模型的应用具有两大特点,其一,在网络传输的是由曲线要素提炼出来的特征向量而不是坐标数据,能起到了数据有效压缩的作用;其二,能够实现无极尺度的地图要素的表达。     

分形内插与DELAUNAY三角网结合的三维地形可视化数据模型

为了有效地实现ＧＩＳ分析中地形数据的可视化，本文提出了分形内插与Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网结合的三维地形可视化数据模型。该模型不仅能满足几何精度，保持地形特征，而且具有表面质感理想的可视化效果。该模型的空间分辨率可以由尺度、位置和时间参量来调节，具有多尺度表达、局部加密表达和时空动态表达的特点。该模型适于ＧＩＳ的可视化操作与分析。     

利用知识图谱的恐怖主义事件模型

恐怖主义受到世界各国的普遍关注,众多学者在事件模型上进行了大量探索,但现有事件模型的恐怖主义概念层次特征不够突出,时序、空间和语义关系相对缺失,且知识图谱模式层的概念和关系类型固定,难以满足事件的多样化描述信息,因此,亟需以事件为中心并结合时空和语义特征构建事件表示模型.在分析事件组成要素的基础上,结合知识图谱前沿技术...     

多尺度时空数据的集成与对象进化模型

多尺度时空数据集成的根本目的是增加信息量.本文通过对时空对象变化过程的分析,指出对象进化的结果不仅是特征的变化,还包括机制的变化,其直接动力是对象行为,其根本原因是其内在机制,时空事件起着对象间信息通道的作用,据此提出对象进化模型,该模型可作为多尺度时空数据集成的结构性基础,在反映时空现象的演变过程,特别是异构演变过程,以及在这个过程中产生的因果关系的同时,还可以保留时空数据的不同时间尺度和空间尺度特点,从而达到增加时空数据库的信息量的目的.文中给出了该模型基于关系型数据库的一个结构示例.根据多空间尺度数据的特点,本文最后还提出了一个时空数据组织体系,用于指导数据访问过程.     

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GIS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.     

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。     

基于多粒度时空对象的事件建模框架研究

全空间信息系统中提出利用多粒度时空对象构建一个时空大数据下的多维动态世界。由于多粒度时空对象的复杂特征,基于传统地理实体的事件建模方法和理论已不能满足全空间信息系统的需要,必须研究多粒度时空对象的变化特点及其事件建模理论。分析了对象与事件生命周期的拓扑关系,总结了多粒度时空对象的变化特点和规律;提出了全空间信息系统中的事件结构及其建模流程,并总结了事件的3种关系和驱动模式;基于此,构建了事件建模的原型系统,并以某海域的两国海上舰艇对峙事件为例,进行了建模和初步可视化表达,取得了较好的效果。     

地籍学

CH20110517面向对象的地籍时空过程表达与数据更新模型研究=Research of Cadastral Data Modelling and Database Updating Based on Spatio-temporal Process/张丰,刘南,刘仁义,唐远彬(浙江大学浙江省资源与环境信息系统重点实验室)∥测绘学报.-2010,39(3).-303~309对地籍时空数据库持续更新,保持地籍时空数据库的现势性、拓扑一致性和完整性是现代地籍管理的生命所在。通过分析地籍对象变更过程中各类要素的联动变更行为,结合面向对象建模技术与时空演变过程表达思想,建立契合人们思维的以过程为核心的地籍时空数据更新模型。模型制定符合地籍对象时空拓扑     

面向对象的遥感影像时空特征模型研究

对遥感影像的影像对象进行时空特征分析是遥感影像的智能分析与解译的基础,现有的时空数据模型不能满足影像对象时空特征分析的需要。文中基于遥感影像多尺度分割产生的影像对象用面向对象的方法建立时空特征数据模型,此模型可以满足对象存储和基于时间、空间、特征、属性查询的需要。同时,将此模型应用于遥感影像中海岸线与海岸带地物的时空特征建模,并验证模型的有效性。     

面向导航的动态多尺度路网数据模型

导航应用需要动态多尺度路网数据的支持.描述交通特征的时空多尺度语义,利用象形符号扩展的UML表示法,设计适用于导航的动态多尺度路网数据模型.模型以车行道为拓扑数据建模的基本单元,以完整道路为几何数据建模的基本单元,实现路网拓扑/几何的分离与多尺度表达,以及交通状态、交通事件,统计行程时间等动态信息与路网的集成表达.试验表明,本文提出的模型为相应的数据结构设计与数据库实现奠定了良好的基础,能有效支持导航应用.     

顾及局部特征的城市三维模型多尺度表达方法

当前,城市三维模型在可视化过程中多使用渐进式传输方法,在多尺度表达时会出现局部特征表达不突出、绘制相对延后、用户有效等待时间较长等问题。从多尺度不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)建模、局部特征度评价、多尺度表达3个方面开展研究,提出了顾及局部特征的城市三维模型多尺度表达方法,实现了城市三维模型多尺度快速加载。首先,将城市三维模型数据分层分块地进行多尺度TIN建模;然后,在多尺度层次下构建局部特征度评价模型;最后,优先加载传输局部特征度高的细节数据,甚至跨层级表达,从而实现多尺度表达。实践结果表明,该方法可切实优化并提升城市三维模型加载传输的效率。     

网络空间地图制图方法研究综述

将地图表示方法应用于描述和认知网络空间中,对全面掌握网络空间特性及其相关要素分布特征、推动国民经济和保障国家安全具有重要的理论意义和价值。首先对网络空间、网络空间地图等相关概念的内涵及其发展演变进行了总结分析;并在此基础上按照网络空间及其要素的空间相关程度,对网络空间制图方法进行了分类和系统梳理,并总结了需要解决的关键技术;最后对该领域今后的发展进行了展望。     

实时GIS时空数据模型

为满足动态目标与传感器等实时观测数据获取、存储、管理、分析与可视化的要求,需要发展一种新型地理信息系统—实时GIS。本文根据实时GIS中各种地理要素的特点以及存贮管理要求,提出了一种面向动态地理对象与动态过程模拟的实时GIS时空数据模型,它将时空过程、地理对象、事件、事件类型、状态、观测等相关要素整合在一个时空数据模型中。基于该模型研发了新一代实时GIS,并以四种动态地理对象（包括移动对象、原位传感器对象、视频对象和过程模拟对象）的时空数据的实时接入、存储与可视化为例,验证的模型的可行性。     

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。