空间分析中模糊权值栅格中间层研究的构建

栅格中间层是以数据驱动的空间分析的关键环节,栅格中间层支持的空间分析具有依据可靠、速度高效、步骤简便、过程可视、结果精确等优点。为解决模糊性因素影响下的空间分析,本文提出了一种基于栅格单元的模糊评判方法,通过对覆盖研究区域的所有栅格单元进行基于各种地理空间影响因素的模糊综合评判,得到了以栅格单元取值描述研究区域内每个离散点适合分析任务优劣程度的面向应用的模糊权值栅格层,生成描述分析任务适合程度的模糊连续表面,最大限度地保证了分析结果的准确性。     

地形分析中栅格中间层构建的尺度适应性

栅格中间层是指在地形分析中由DEM、DSM、矢量数据等原始数据,经过一系列栅格运算获取且可以重用的基础栅格层。本文系统研究了栅格中间层构建的尺度适应性,定义了范围、比例尺、分辨率和分析4种尺度,并确定了范围、比例尺和分辨率尺度的确定原则;特别对于分析尺度,通过地貌因子计算进行了切线、剖面曲率栅格层分析尺度适宜性试验,分析了曲率计算中适宜的算法和分析尺度,保证了地形基础因子栅格中间层具有满足分析要求的数值精度和匹配地形起伏的形态精度。     

土地收储三维辅助决策系统的设计与实现

分析了土地收储对3DGIS决策的需求,利用数字城市地理空间框架的数据成果,设计并实现了土地收储三维辅助决策系统,为土地收储工作提供辅助决策支持。     

利用LiDAR点云数据进行空间分析

空间分析是揭示空间数据中蕴含的空间格局以及要素之间关系的过程,是GIS中最具特色的内容。为解决目前空间分析中数据现势性、精细性不强的问题,本文首先在空间分析过程中引入LiDAR点云数据,其目的在于通过数据分类和提取,生成高精度DEM、DSM数据;接着从矢量DLG数据中提取与空间分析相关的地物要素数据,经过栅格化后生成地物要素的栅格数据;然后使用从LiDAR点云数据生成的DEM数据、DSM数据,结合栅格化的地物数据,经过归一化等处理,生成单一影响因子下的空间分析栅格图;最后根据各种数据对空间分析的影响权重,通过栅格叠置分析,生成多影响因子的空间分析栅格图,提高复杂空间分析算法的准确性和效率。     

一种基于LiDAR点云栅格化的海岸线提取方法

针对当前从三维激光点云中提取海岸线方法的不足,提出了一种基于点云栅格化的海岸线提取方法。首先对点云进行去噪等数据预处理,然后直接将其栅格化生成更为平滑的海岸地形,最后采用中国近海海域潮汐精密模型,从栅格海岸地形中提取基于平均大潮高潮面MHWS(Mean High Water Springs)海岸线。实验表明:此处所提出的点云栅格化方法较当前方法提取的海岸线更可靠、合理,提取效率更高,同时也可用于其他辅助岸线的提取。     

基于改进输出系数法的长江流域面源污染负荷估算

以长江流域为研究对象,将研究区域划分为1km×1km的栅格单元,根据土地利用类型、降水、坡度等栅格基础数据,利用降水和地形改进的Johnes输出系数模型,对研究区域2010年面源污染物TN、TP、BOD、COD、SS进行了负荷估算与空间模拟。将降水和地形两个方面的影响考虑在内,能有效降低降水不均匀、地势有起伏区域的估算误差。同时本研究采用栅格尺度上的数据能提高数据的精度,进而提高面源污染模拟过程的准确性。     

基于地理空间大数据的应急指挥辅助决策平台研究

现代社会已经进入了产生和使用地理空间大数据的时代。大数据作为当前已经在许多领域得到成熟应用并强劲发展的方法和技术,为指挥员充分利用海量战场地理空间环境信息进行高效决策提供了有益参考。本文在对应急指挥决策与空间大数据主要特征进行梳理的基础上,结合应急指挥辅助决策的空间信息需求,分析了建设地理空间大数据支撑下的智能应急指挥辅助决策平台需要考虑的关键问题,设计了辅助决策平台的技术架构,为建立新的基于地理空间大数据应急辅助指挥平台提供了思路。     

栅格DEM微地形分类的BP神经网络法

栅格DEM微地形分类是数字地形精细化应用的基础，基于规则化知识的栅格DEM微地形分类方法存在自动化程度低、分类残缺等问题。本文利用BP神经网络的优势构建了栅格DEM微地形分类的人工智能方法与实现途径。以山体部位分类为微地形分类典型样例进行试验验证与分析，试验结果表明，栅格DEM微地形分类的BP神经网络法较已有的地形因子叠加分析方法存在明显优势，不仅在流程上可避免烦琐的数据叠加分析过程，而且分类结果的完整性和错分率都得到有效改善；在山体部位分出的6种微地形中，冲积地对该方法适应性最强，准确率为100%，背坡的适应性最弱准确率为89.23%。     

村镇建设用地再开发数字化监管与空间决策支持系统研究

针对村镇建设用地再开发业务流程复杂、过程跟踪困难、监管技术薄弱、辅助决策欠缺等问题,本文采用3S技术、数据仓库技术、智能视频监控技术、多媒体视频无线网关技术、工作流定制技术,重点突破了多方位于一体的实时监控、多源异构数据融合、数据动态更新机制,以及村镇建设用地再开发空间决策与辅助支持模型及技术难题,建立了基于3S的村镇建设用地再开发数字化监管与空间决策支持系统;实现了对村镇建设用地项目建前、建中、建后进行全过程监管,并针对再开发业务中的规划与现状对比、宗地占用及基准地价分析、潜力评价等需求,提供了空间决策及辅助支持,以实现村镇建设用地再开发全过程、全业务类型的数字化管理及空间决策支持,促进村镇建设用地再开发的健康、规范、有序、稳步发展。     

基于GIS的县域人口统计数据空间化方法

以GIS技术和SPSS软件为工具,根据巴马瑶族自治县人口统计数据,分析了该县各乡镇平均人口密度与地形指数、土地利用、主要道路和河流水系等因素的相关关系。通过分析各影响因子对人口分布的影响权重,运用多源数据融合技术进行了人口统计数据的空间化。结果显示,通过数据融合产生的人口密度与巴马县各乡镇的实际人口密度的相关性大于0.9,最终生成的栅格人口密度数据不但与巴马县统计型人口数据保持一致,还反映了各乡镇内部人口分布的空间变化。     

Terrain complexity and reduction of topographic data

Digital terrain data are useful for a variety of applications in mapping and spatial analysis. Most available terrain data are organized in a raster format, among them being the most extensively-used Digital Elevation Models (DEM) of the U.S. Geological Survey. A common problem with DEM for spatial analysis at the landscape scale is that the raster encoding of topography is subject to data redundancy and, as such, data volumes may become prohibitively large. To improve efficiency in both data storage and information processing, the redundancy of the terrain data must be minimized by eliminating unnecessary elements. To what extent a set of terrain data can be reduced for improving storage and processing efficiency depends on the complexity of the terrain. In general, data elements for simpler, smoother surfaces can be substantially reduced without losing critical topographic information. For complex terrains, more data elements should be retained if the topography is to be adequately represented. In this paper, we present a measure of terrain complexity based on the behavior of selected data elements in representing the characteristics of a surface. The index of terrain complexity is derived from an estimated parameter which denotes the relationship between terrain representation (percentage surface representation) and relative data volume (percentage DEM elements). The index can be used to assess the required volume of topographic data and determine the appropriate level of data reduction. Two quadrangles of distinct topographic characteristics were examined to illustrate the efficacy of the developed methodology.     

DEM及纹理图像的集成数据库研究

针对地形纹理叠加显示研究了数字高程模型和地形纹理图像的集成管理 ,讨论了基于文件数据库管理系统的栅格数据的组织方式 ,提出了基于关系数据库管理系统的 DEM和纹理图像的数据组织和访问操作模式 ,并对各种模式进行了比较分析。     

基于Applet/Servlet模式的WebGIS实现策略和技术研究

分析了采用Applet/Servlet多层应用结构的原因,提出了以栅格和矢量相混合的数据传递方式,满足了WebGIS的客户端对服务器端空间数据进行快速获取和分析应用的需求,阐述了实现中可以采用的若干策略,并以实例验证了其可行性和实用性。     

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SOA的空间数据管理研究

为了将物理上分散在各地的空间数据有机整合,本文提出了基于SOA的空间数据管理网格模型,该模型由局域网格和广义网格组成。空间数据管理网格将物理分布的空间数据在逻辑上组成一个超大虚拟的空间数据库,实现全国乃至全球的海量空间数据的管理。为了验证空间数据管理网格的先进性、可行性,笔者采用JA-VA3D基于空间数据管理网格开发了海量地形网络三维浏览器。     

The topological viewshed: embedding topological pointers into digital terrain models to improve GIS capability for visual landscape analysis

The effort to develop a Digital Earth has made dramatic progress in terms of visualisation and visual data integration for use-cases which demand semantically rich analysis. To provide this analysis and ensure legitimate representations of the spatial data from which visualisation are derived, it is necessary to provide more comprehensive analytical capabilities of the view. Questions of aesthetic valuation of landscape require a richer analytical response than simply ‘whether and possibly how much of’ an object or area of land can be seen. It requires interrogation of the scene as it appears and to distinguish between transient visual effects and those locally invariant to view point change. This paper explores a data structure to support scene analytics. As such, it first reviews the existing techniques from the fields of GIS and computer graphics as to their potential and limitations in providing a qualitatively more nuanced visual analysis. It then introduces a new method of encoding visually apparent relationships into terrain models. A prototype implementation is presented based on the Quad-Edge Triangular Irregular Network, though it is believed that raster or vector implementation would be possible. Although developed primarily with landscape analysis in mind, the method could have wider applicability.     

Delaunay三角网支持下的空间场表达

不规则三角网TIN本质上属于基于场的空间数据模型,然而在GIS领域,通常将其局限于DTM数字地形模型的表达中,没有象规则栅格模型那样在平面实体及实体关系表达中发挥足够的作用。针对这一局限性,仿照规则格网的栅格数据模型,应用DELAUNAY三角网工具,建立一种面向平面空间场表达的形式化数据模型。应用三角形的3种基元:顶点、边、三角形面表达空间点、线、面目标,定义该模型上的3种操作:扩充、收缩与骨架化,并进一步推广到序惯操作与条件操作。在几个应用实例基础上,分析该模型在空间邻近关系表达上可发挥重要作用。     

基于Oracle 10g Spatial的空间栅格数据的存储与管理

深入地研究和分析了Oracle 10g Spatial中新增的栅格数据的存储和管理机制,包括其采用的数据模型、元数据管理机制、栅格金字塔策略及物理存储结构等。在实验中给出了一个比较典型的对栅格数据进行存储和管理的操作示例。同时,指出了Oracle提供的栅格数据上载工具存在的局限性,并针对该局限性提出了一种简单有效的解决方案。