乡镇级人口统计数据空间化的格网尺度效应分析——以义乌市为例

格网尺度效应是统计型人口数据空间化研究的基础性问题之一。针对资源环境研究领域和全球变化区域模型对各种尺度的空间型人口数据的需求,人们对人口数据空间化进行了大量研究。综观现有研究成果,缺乏针对具体应用需求的数据源选择方法和对数据产品适宜性的分析。因此,数据在实际应用中,特别是县市、二、三级流域等尺度上的应用中,存在较多的不确定性。本文重点研究人口数据空间化的格网尺度效应分析方法。以浙江省义乌市为例,利用CBERS、IRS-P5卫星影像,提取了研究区土地利用信息;在地理信息系统技术支持下,对乡镇统计人口进行空间化建模,生成20m至1km系列的格网人口数据;通过比较不同格网人口与乡镇统计人口的误差,分析人口数据空间化的格网尺度效应。分析结果表明,采用CBERS数据源进行人口数据空间化,其数据产品即格网人口的适宜尺度是200m,抽样精度为76%;采用P5数据源进行人口数据空间化,其格网人口的适宜尺度是100m,抽样精度为84%。     

全球六边形离散格网的矢量线数据绘制精度控制

全球离散格网系统是一种新型的地球空间数据模型,是平面格网模型在球面上的扩展。由于六边形的几何结构优势,经常被用于球面离散格网的构建。在平面格网向球面映射过程中,因球面的不可展性,格网上的距离和方向都会发生巨大变化,导致矢量数据球面格网化绘制的精度无法得到保证,这成为矢量数据在全球离散格网显示的一个重要瓶颈,直接制约了球面格网上空间度量关系的建立。本文针对全球六边形离散格网上矢量线数据的绘制问题,研究了平面-球面映射过程,对直线方向影响的统计变化规律,对矢量线数据的格网化表达进行了精度控制,使得平面格网上的矢量绘制方法,能在球面格网上进行高精度的绘制,并保证矢量数据的球面格网绘制误差严格控制在当前层次格网的一个单元内,为格网化数据的高精度显示和格网空间度量的建立奠定了理论基础。     

国家尺度社会经济数据格网化原理和方法

空间信息获取和处理技术,可将传统关系型社会经济数据转变为空间化的矢量或者格网数据.首先,分析了传统关系型社会经济数据库的不足,并对社会经济数据格网化理论研究及格网数据库建设的历史做了回顾;在明确社会经济数据格网化基本概念的基础上,提出了社会经济数据格网化的3个基本要求,即时间可比、空间一致和逻辑自洽;同时提出了一个包括...     

格网技术对地理信息系统应用与发展影响的分析

格网技术作为新一代的 Web技术 ,必将深刻影响地理信息系统的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了计算资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为 VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及 GIS互操作问题的解决提供了一种新的思路。利用格网中的智能体组件动态组装应用软件将对 GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现我国地理信息系统产业跨越式发展。     

MFSTR-tree：面向Argo海洋浮标的时空数据索引

针对Argo海洋浮标数据的准实时性、海量性、时空异变性等特点和多种查询应用需求,分析了当前时空索引方法的优势与不足,提出了一种多频率STR-tree索引与格网索引的混合索引结构MFSTR-tree。该方法在首先轨迹束层利用动态轨迹束作为叶节点生成STR-tree结构,将STR-tree索引结构灵活、数据冗余少的优势进一步扩大;接着通过轨迹束的多种频率在采样点层构建格网索引,实现在查询效率上的提升;同时给出了该结构插入算法和查询算法的具体描述。本文以中国Argo实时资料中心提供的2015年海洋浮标数据为例,将该方法与HR-tree和STR-tree方法进行了构建效率和查询效率的对比实验,结果表明该方法在保证了构建存储效率和时间效率的同时,有效改善了原有STR-tree应用于Argo数据中的查询效率问题。     

基于CYGNSS数据的星载GNSS-R水体分布探测方法研究

利用CYGNSS（cyclone global navigation satellite system）采集的GNSS卫星反射信号,提出一种基于星载GNSS-R的水体分布探测方法。首先对CYGNSS低轨卫星星座采集的GNSS反射信号进行处理,获取地表反射率数据;再按0.01°×0.01°的空间分辨率将研究区划分为格网,剔除异常值和无效值后,利用区域均值算法重新计算各格网的反射率,并利用格网样本方差和标准差作为衡量指标,采用随机游走图像分割算法进行水体分布探测;最后利用本文提出的方法分析刚果盆地的水体分布情况,并利用MODIS数据对结果进行评估。结果表明,星载GNSS-R具有较强的水体分布探测能力,进一步拓展了GNSS-R的应用场景。     

面向海洋信息的特色GIS教学研究

高校GIS教学是近年来国内探讨的热点教学问题之一,但是专门针对海洋信息的GIS教学研究还鲜有文献对其进行探讨。本文分析了海洋GIS的学科及教育特点,并结合海洋信息的特色GIS教学现状,对具有海洋特色的GIS教学内容、教学模式和方法,以及实践环节设置等几个方面进行了探讨。为推进海洋信息的特色GIS课程教育提供了很好的参考。     

基于引力模型的海洋锋信息提取

海洋锋面是海洋水团特性明显不同的两种或几种水体之间的狭窄过渡带。本文旨在对遥感反演海洋温度场数据(SST),引入引力模型进行海洋锋面的检测。鉴于海洋锋受噪声干扰大,锋面强度小的特点,本文提出了基于引力算法的引力模型。其中,引力算法是将温度数据中的每一个像元点都作为一个独立的天体,其质量对应该像元的温度值,根据引力定律计算3×3区域中,邻域像元对中心点像元的引力和。模型首先对原始数据进行去0处理,为消除对原始数据明暗程度的依赖,对3×3区域数据进行归一化,然后利用函数对归一化后的数据进行增强处理,最后,以引力算法进行锋面检测。验证表明,该模型能有效强化不同区域或水体差异性,并能够有效针对海洋锋信息进行提取,受噪声影响小。     

顾及POI人口吸引力异质性的城市人口空间化方法

人口空间化是提升人口统计数据空间分辨率的常用手段,现有研究多基于统计建模思想建立多源数据与统计人口的数学模型以预测格网人口。兴趣点（Point of Interest, POI）作为精细人口估算的重要数据源,通常以数量/密度型指标形式参与回归建模,该方式忽略了类型相同但个体规模不同的POI与人口之间数量关系的差异,特征均质化处理造成POI语义细节的损失,导致中心城区人口低估与远城区高估。为此,本文基于随机森林模型,提出一种顾及POI人口吸引力异质性的城市人口空间化方法。该方法在表征POI空间多尺度重要性的基础上,引入移动定位数据构建人口吸引力指标;并基于非欧式滤 波修正格网人口权重,建模人口空间自相关,刻画水体等障碍物对局部空间连通性的影响。本文以武汉市为研究区域开展100 m格网验证,通过与POI密度型回归模型、公开人口数据集的对比和消融实验,展现了人口吸引力指标与权重修正的有效性。结果表明,本文方法平均绝对误差为WorldPop、GPW及对比模型的1/4~2/3,在精细人口空间化场景具有精度优势。此外,本文还讨论了移动定位数据采样率及格网粒度对建模精度的影响。     

多源SAR遥感影像海上溢油业务化监测系统研究

随着海上石油运输业和海洋石油工业的迅速发展,海上溢油事故频繁发生,造成了巨大的生态和经济上的损失,因此,实时监测溢油信息对灾害防控具有重要意义。本文基于多源SAR影像数据,开展了溢油遥感监测研究,构建了基于GIS的海洋溢油业务化监测系统。系统基于GDAL对原始数据进行解析,实现影像输入和几何校正等处理;在此基础上,封装多尺度图像分割算法和灰度对比度特征提取算法,对SAR影像数据进行分块、分割、溢油识别、合并及参数赋值等自动化处理,实现溢油信息提取的一键化处理;面向溢油监测应用需求,制作各类标准化产品,自动添加制图整饰要素、影像参数、溢油面积和溢油源等各类信息,并实时生成专题快报。     

海洋自然保护区地理信息系统建设初探

 海洋自然保护区是海洋事业的重要组成部分,但由于起步较晚,基础薄弱,长期以来,它的发展建设受到了管理落后的制约,海洋自然保护区管理手段的现代化势在必行。运用RS、GIS等空间信息技术,建设海洋自然保护区地理信息系统(MNRGIS)是解决这一问题的有效途径。本文从海洋自然保护区及其空间信息技术应用的基本特点方面进行了论述,并着重对MNRGIS的系统结构、关键技术和数据库结构的设计进行了初步探索,同时提出了MNRGIS建设应注意的几个问题     

三维虚拟地球的海洋信息适用性分析及原型研究

分析了三维虚拟地球在海洋应用上具有的优势及可能面临的挑战的基础上,首次提出了一种结合网格、语义网等前沿技术和理念,利用三维虚拟地球实现三维虚拟海洋的技术方案;并按照SOA的多层次架构,采用XML的多源异构海洋环境数据快速交换、海洋环境信息服务快速封装与发布、海洋环境信息服务虚拟组织、远程可视化等关键技术,实现了海洋环境信息网格平台及网格前端门户系统--三维虚拟海样(VRMarine)。VRMarine不仅能够集成网格环境下多源海洋环境信息服务,再现逼真的三维海洋环境场景,同时,还支持对功能服务的动态集成,实现多维时空特征分析。研究表明,该方案是切实可行和有效的,对三维虚拟海洋具有一定的现实及指导意义。     

网格GIS体系结构及其实现技术

网格 GIS是实现广域网络环境中空间信息共享和协同服务的分布式 GIS软件平台和技术体系。将地理上分布、系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等 ,通过高速互连网络连接并集成起来 ,形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境就是网格地理信息系统。本文在分析网络空间数据特征的基础上 ,提出了网格 GIS的 5层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等 ,它们是实现该系统的关键技术。     

基于XML的无线位置服务地理信息服务器的实现

无线位置服务WLS(Wireless Location Services)将深刻地影响空间信息技术市场,它是移动互联网下一代最主要的增值服务业务之一,而地理信息服务器(GIS)和空间数据库在其中扮演了重要的角色。本文介绍了一种基于XML技术的无线位置地理信息服务的应用模式和结构设计,以及其空间数据库的组织方式,最后介绍了Unix平台下,这一无线位置服务地理信息服务器的实现方式。     

地理空间分析与制图的数据整合策略和方法

地理信息系统(GIS)的地学分析与计算机地图制图(CAC)是地理空间数据应用不可分割的两个方面。但GIS与CAC在地理空间数据的需求上存在冲突,导致两者间数据无法充分共享,直接造成数据的重复采集和浪费。本文从数据、软件系统和地图符号库的综合实施方案出发,初步探讨了地理空间数据整合的策略与方法。研究结果表明,基于辅助线的传统整合方法极大地增加了地理数据建库与更新的难度,而将人工智能技术、专家系统与主制图型或者主分析型数据方案结合起来,才有助于实现GIS与CAC在数据及系统功能上的真正融合。     

广州市城市基础地理信息系统的建设与发展

广州市城市基础地理信息系统作为广州市空间基础设施的关键技术支撑和重要组成部分,在近10年的建设中奠定了良好的基础并得到了可持续的发展。从项目的立项、总体设计、数据标准制定及数据库建设等方面进行了归纳总结。同时,从Web GIS的应用开发、3DGIS的应用开发、多功能应用的城市基础地理信息数据库建设3个方面阐述了广州市城市基础地理信息系统的建设与发展。     

以元数据组织GIS中社会经济数据及应用

在社会经济统计GIS建设过程中,如何组织、访问和分析大量的社会经济统计指标,从中提取有用信息,是其难点之一。以往的社会经济统计GIS应用层直接访问数据库的形式,虽然在访问速度上存在一定优势,但是使用过程出现如下问题:(1)缺乏可管理性和适应性;(2)不能够适应数据层中数据结构和内容的变化。本文剖析了社会经济统计数据的组成和特点,提出采用元数据来组织社会经济统计GIS中海量的社会经济数据。在应用层与底层数据库之间加入元数据层,通过元数据解析引擎完成应用层到关系数据库,关系数据库到应用层的映射的系统数据组织方法。并以包头市青山区社会经济统计信息系统为例,说明了该方法的可行性。     

GIS客户数据库更新的基本问题

GIS客户数据库更新是目前空间数据生产者和使用者共同关注的热点问题之一。该问题的成功解决不仅可以提高客户数据库的更新效率,缩短更新周期,降低更新成本,而且可以强化数据生产者的服务能力,增加主数据库的应用价值,同时也顺应了数据共享的时代要求。本文首先阐述GIS客户数据库更新的概念含义和基本实施方式,然后针对更新实施过程中的变化捕捉、增量建模、数据异构、更新集成、软件平台、政策标准等问题的主要解决方法和当前研究现状展开论述。     

属性数据空间化误差评价指标体系研究

属性数据空间化作为地学数据处理和地学数据产品加工的一种重要手段,已经成为GIS领域的研究热点之一。属性数据空间化与其他数据处理手段和方法一样,也必然会产生误差。分析、评价空间化过程产生的误差,探讨减少误差的技术方法,对于提高数据产品的质量、更好地满足用户需要具有重要意义。完整的属性数据空间化误差的评价指标包括数据源、空间化模型和数据产品等三个方面。数据源误差评价指标,包括数据点密度、等值线密度、多边形斑块密度和数据源均匀度指数;空间化模型误差评价指标包括:相关系数、模型显著性(相关系数检验、F检验、t检验)和模型的估计误差;数据产品的误差评价指标包括平均误差、最大误差、误差的数值分布和误差的空间分布。