基于过程的面向对象时空数据模型数据组织方法

本文在分析现有时空数据模型和面向对象方法的基础上,提出了基于过程的面向对象时空数据模型,该模型从时空语义建模的角度反映空间对象的演变过程,以及在这个过程中产生的事件因果联系,并且通过过程语义和面向对象思想两者的结合解决了时空动态数据的组织、存储和查询问题。     

《Process Oriented Modelling Approach for Spatio-temporal Phenomena》内容简介

本书由辽宁工程技术大学徐爱功等所著,中文名为《面向过程的时空现象建模方法》。时间、空间、属性是自然现象时空过程演化的3个基本特征或GIS数据库的3种基本成分。在GIS框架内建立表达时空过程的数据模型是GIS的研究热点。本书引入π演算,提出并研究建立时空过程模型来表达和管     

一种基于特征-语义的时空数据组织方法

在全面研究时空数据模型理论及构建方法的基础上,本文采用面向特征的数据模型构建方法结合时空语义思想,并引入无缝时空理念,探讨了一种基于特征的无缝时空数据模型构建方法。该模型将地理时空过程特征抽象为特征对象、特征事件、特征过程,不仅能够实现地理实体的空间数据组织及复杂拓扑分析,而且,通过描述特征事件、特征过程及其相互关系实现时空语义表达,进而实现海量信息存储以及高层次时空分析,也为通用性时空数据模型的构建提供了一种新思路。     

Gail Langran时空数据模型的统一

在辩证认知时间和空间的独立与相关、绝对与相对、动态与静态特征的基础上,将地理时空数据模型看作是时态地理信息系统(TGIS)的一种缩影,达到对各种类型时空数据模型的概念统一。提出了利用嵌套立方体、层次复合、高阶差分、变粒度快照四种时空数据模型来丰富Gail Langran时空数据模型的层次结构信息。进一步地,将改进的Gail Langran时空数据模型综合为多尺度时空数据模型并给出其代数定义,达到对近15 a来时态地理信息系统中主流时空数据模型(Gail Langran时空数据模型)及其众多变种的形式统一,使Gail Langran时空数据模型及其若干非规范化变种成为多尺度时空数据模型的不同特例。多尺度时空数据模型对于开发强可伸缩性、尺度透明性和环境自适应时态地理信息系统等具有重要的理论价值。     

时空数据模型在城市规划管理中的应用研究

讨论了城市发展的时空特点,论述了将时空数据模型引入城市规划管理系统的必要性和可行性,分析了面向对象时空数据模型的数据和空间历史拓扑关系的组织方法。     

基于任务过程的战场环境对象时空数据组织模型

军事信息系统始终以面向任务为核心,战场环境数据模型也是围绕作战任务来建立的。针对目前基于任务的战场环境信息系统研究尚不完善,现有的GIS时空数据模型还不能完全满足战场环境时空分析的需要。在对目前几种经典的时空数据模型分析的基础上,以基于对象的数据模型为理论基础,以过程驱动方法为建模机制,设计了适合战场环境领域的时空数据组织模型结构,实现了对复杂环境对象的可操作性。通过模型在战场环境分析系统中的应用,证明了其任务过程和地理空间数据的可对象化描述、组织、存储和查询功能。     

通用时空数据模型研究

时空数据模型可以分为基于位置的时空数据模型、基于对象的时空数据模型和基于时间的时空数据模型。它是指定时间段内指定空间区域所有地理目标时空信息的集合。研究这三种类型的时空数据模型并应用数学语言对其加以定义。另外研究定义时空分离的时空数据模型,该模型把地理目标的空间信息和时间信息分开存储,通过目标的标识和版本号将二者联系起来。研究结果使得时空数据模型更为通用化、系统化和规范化。     

网格数据模型的行政区划演变展现方法

针对传统矢量数据模型在表达历史行政区划时空变化过程中存在数据结构复杂、处理算法难度大的问题,该文在中国历史地理信息系统(CHGIS)提出的“生存期”概念的基础之上,采用网格数据模型存储行政区划数据,将具有三维特征的时空数据存储于二维关系表中,建立包含全部时间序列和空间数据的行政区划时空数据库,并利用SQL语言查询行政区划数据的时空信息特征。结果表明,这种以形状相同、大小一致的网格单元作为行政区划数据载体的方法,结构简单清晰,操作便捷,利于查询显示和统计分析特定空间位置处历史行政区划演变的活跃程度及演变的规律特征。     

网格数据模型的行政区划演变展现方法

针对传统矢量数据模型在表达历史行政区划时空变化过程中存在数据结构复杂、处理算法难度大的问题,该文在中国历史地理信息系统(CHGIS)提出的“生存期”概念的基础之上,采用网格数据模型存储行政区划数据,将具有三维特征的时空数据存储于二维关系表中,建立包含全部时间序列和空间数据的行政区划时空数据库,并利用SQL语言查询行政区划数据的时空信息特征。结果表明,这种以形状相同、大小一致的网格单元作为行政区划数据载体的方法,结构简单清晰,操作便捷,利于查询显示和统计分析特定空间位置处历史行政区划演变的活跃程度及演变的规律特征。     

面向过程的时空数据模型研究

根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系,并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制,及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式,实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后,以海洋数据的过程化组织与分析为例,构建时空过程模型原型系统(海洋过程对象—关系数据库系统与功能分析平台),验证和评价该模型的实用性。     

基于Python的ArcGIS空间数据格式批处理转换工具开发

ArcGIS仅提供了单个文件的空间数据格式转换工具。本文首先研究基于Python的ArcGIS空间分析工具开发方式,进而以栅格数据转ASCII工具为例,给出其批处理工具的具体实现过程。     

KGI-XGIS SUPPORTING DECISION MAKING WITH KNOWLEDGE-BASED TECHNIQUES

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＫｉｎｇＧｅｏｒｇｅＩｓｌａｎｄ (ＳｏｕｔｈＳｈｅｔｌａｎｄＩｓｌａｎｄｓ,Ａｎｔａｒｃｔｉｃａ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｄｅｎｓｅｌｙｐｏｐｕｌａｔｅｄａｒ ｅａｓｉｎＡｎｔａｒｃｔｉｃａ .Ｐｅｒｍａｎｅｎｔｓｔａｔｉｏｎｓｏｆｎｉｎｅｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔｎａｔｉｏｎｓａｎｄａｎａｉｒｓｔｒｉｐｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｈｕｇｅａｉｒ ｃｒａｆｔｓａｒｅｌｏｃａｔｅｄｏｎｉｔｓｉｃｅｆｒｅｅａｒｅａｓ.Ｔｈｅｓｅａｒｅａｓｃｏｍｐｒｉｓｅｌｅｓｓｔｈａｎ 5%ｏｆｔｈｅｉｓｌ…     

KGI-XGIS supporting decision making with knowledge-based techniques

The concept of the King George Island Expert GIS (KGI-XGIS) is introduced. KGI-XGIS is a combination of a rule-based expert system and a GIS meant to form an intelligent spatial decision support system. The system provides the spatial knowledge necessary for the environmental impact assessment process as dictated by the ‘Madrid Protocol’ for King George Island (South Shetland Islands, Antarctica). It also serves as information system to the scientific user community. Topographic maps, remote sensing data, thematic maps based on field surveys and other digital data form the input data to the GIS. Given the sparseness of the available data these must be combined and used in the most efficient way. Therefore expert knowledge of different domains will be coded into a rule-based expert system which is coupled to the GIS. To handle the expert knowledge and the spatial data of different types and different quality the KGI-XGIS incorporates knowledge-based techniques and fuzzy reasoning. The selection of a camp site on the ice free area of Fildes Peninsula and data quality management are used as two examples to demonstrate the capabilities of the system.     

长江流域水资源空间分配

针对当前水资源空间分配方法存在影响因素选择不全,权重设计主观性强,且难以适用于大尺度流域范围等问题,该文提出了一种面向长江流域的水资源空间分配模型。该模型选取了年均降雨量、地形坡度、地表植被覆盖和区域集水面积作为水资源分配的影响因子,利用相关性分析方法和AHP层次分析法优化了因子影响权重设计,实现了长江流域的水资源空间分配,并采用长江流域二级子流域的水资源量统计数据进行精度检验。实验结果揭示了长江流域水资源量在1km格网尺度的空间分布差异,表明了该文面向长江流域水资源空间分配模型的合理性和准确性。     

基于空间认知的地理空间信息知识服务体系初探

结合空间认知理论,提出了地理空间信息知识服务的基本过程,包括空间感受、空间思维、空间分析和知识挖掘等。同时对进行知识服务过程中涉及的地理空间信息管理、信息表达、空间分析和数据挖掘,以及协同计算技术等4个关键技术进行了初步探讨和分析。最后结合实际给出了地理空间信息知识服务将来的应用领域。     

空间信息处理流程溯源中间件研究

溯源技术已成为记录、追踪和管理空间数据衍生过程的一项基本技术。为了辨识空间数据产品的来源,保证其质量,许多空间信息处理平台都增加了溯源管理模块。针对目前溯源管理模块与空间信息处理平台的耦合性过强导致开发、部署成本过高的现状,该文设计了基于分层二部图溯源模型的空间信息处理流程溯源中间件,介绍其体系结构及实现的关键技术。最后,在江苏省地面沉降系统中验证了空间信息处理流程溯源中间件的可行性。     

一种大规模空间数据流式并行处理方法研究

针对空间数据的读写(I/O)时间占比过高问题,文章提出一种流式并行化方法:通过将空间计算过程与数据I/O过程相重叠,使传统并行空间计算方法中的性能提升瓶颈得到显著缓解;并且,方法所采用的数据分片策略,能够使数据单次I/O所产生的高内存使用率得到降低,进一步提高了具体地学算法的适用性。最后以地理国情普查基本统计分析中地表面积计算为例进行验证,结果表明:该算法的计算效率与内存使用率相对于直接并行方法均获得明显改善,且空间数据流式并行处理方法与具体地学算法耦合度低。该方法已成功应用于多个其他统计分析算法中。     

Hierarchical Bayesian spatial models for predicting multiple forest variables using waveform LiDAR,hyperspectral imagery,and large inventory datasets

In this paper we detail a multivariate spatial regression model that couples LiDAR, hyperspectral and forest inventory data to predict forest outcome variables at a high spatial resolution. The proposed model is used to analyze forest inventory data collected on the US Forest Service Penobscot Experimental Forest (PEF), ME, USA. In addition to helping meet the regression model's assumptions, results from the PEF analysis suggest that the addition of multivariate spatial random effects improves model fit and predictive ability, compared with two commonly applied modeling approaches. This improvement results from explicitly modeling the covariation among forest outcome variables and spatial dependence among observations through the random effects. Direct application of such multivariate models to even moderately large datasets is often computationally infeasible because of cubic order matrix algorithms involved in estimation. We apply a spatial dimension reduction technique to help overcome this computational hurdle without sacrificing richness in modeling.     

基于空间语义角色的自然语言空间概念提取

根据空间信息的特点,从定义的空间语义角色入手,通过语义角色标注、短语识别以及概念模式匹配等手段,具体分析了自然语言中的空间实体、实体间空间关系以及空间过程的表达与提取方法。