一种开源软件集成的空间矢量数据在线采集方法

空间数据是GIS应用的基础,经济高效地从网络获取空间数据具有重要意义。文章主要研究了网络地图环境下利用Web GIS技术和开源软件实现空间矢量数据在线采集和数据库存储的方法和技术。并且使用Google Map API、Ajax技术和Apache、My SQL开源软件开发一个基于Web平台的原型系统,实现了基于网络地图的矢量数据的在线获取、数据库存储、在线显示和数据库访问服务接口等功能,为获取空间数据提供了一种新方法。     

台风时空过程的网络动态分析技术与示例

网络技术的发展为实时动态地显示时空过程信息和在线分析提供了可能,也为气象海洋等灾害性过程的预警和防灾决策支持提供了可能;另一方面,随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化表达提出了迫切需求。本文在分析网络GIS最新发展趋势的基础上,针对时空过程的动态特性,探讨了时空过程网络实时动态查询、分析和可视化的技术方法,并以台风过程为代表,设计了适合网络环境的台风过程数据的有效组织形式和直观的表达方式,构建了一个台风过程网络系统原型,具备了时空过程查询、可视化、简单的空间分析等功能,实现了台风过境的时空影响网络在线分析。系统基于ArcGIS Server在.NET环境下实现。实践证明本文提出的时空过程网络动态技术,可快捷地实现时空过程信息的网络发布、过程的在线影响分析及其时空动态可视化,可为台风、海啸等灾害性过程的信息提供和灾害评价等提供空间技术支持。     

海洋信息网格服务平台的设计与实现

本文针对海洋信息的分布性、信息类型及格式的多样性、数据的海量性,以及数据处理的计算量大等特性,对地理信息系统、网格技术、Web服务技术,以及远程可视化技术等进行了综合研究。首先,探讨了海洋信息网格服务平台构建的关键技术,包括海洋信息网格技术、网格环境下海洋信息的集成方法,以及远程可视化技术,并提出了海洋信息网格服务平台的系统架构;其次,选定南海海域为实验区,以Argo数据、海温和海流数据为实验数据,实现了海洋信息网格服务平台原型系统。该平台可以集成异构、分布式环境中的数据服务和应用服务,为用户提供透明的、"一站式"的海洋环境信息Web应用。该系统为海洋用户充分利用各种海洋环境信息,提高海洋工作的效率,减少重复性投资、充分合理利用现有设备和资源提供了借鉴。同时实验表明,本文所提出的技术路线是可行和正确的。     

海洋标量场时空过程远程动态可视化服务研究

随着多源、大面海洋遥感数据及其反演产品呈指数形式增加,利用网络实现远程长时间序列的海洋标量场动态可视化查询、分析,成为海洋信息服务的迫切需求之一。本文在深入分析现有海量数据网络动态可视化技术及海洋标量场时空变化过程的特点时,针对海洋标量场数据探讨标量场的点过程和面过程的网络可视化表达。并以海表温度数据为例,介绍了从MODIS的海表温度反演产品到网络发布的整个处理流程,构建了中国台海区域海表温度场时空过程的网络可视化原型系统。在该原型系统中,实现了海表温度场任意点位的温度查询,任意点位温度时间变化的过程曲线,温度场面过程时空过程动态演进可视化分析等功能。同时该原型系统可以为其他海洋标量场的时空过程可视化提供技术与方法借鉴。     

GIS空间数据电子出版可视化技术研究

地理信息系统不仅发展成为一门成熟的技术科学 ,而且已成为一个新兴的产业 ,在测绘、地质矿产、农林水利、环境监测、区域开发等领域发挥越来越重要的作用。利用地球信息科学领域积累的大量的 GIS数据 ,进行其出版可视化技术研究与实践 ,不仅能够满足 GIS空间数据的出版要求 ,同时对于最大限度地利用 GIS数据资源、避免基础数据的重复投入和提高地图生产效率有着重要的现实意义。本文论述了地理空间数据的类型、关系、矢量数据结构及其在电子出版系统中共享的制约因素 ,讨论了 GIS空间数据在电子出版系统中可视化技术实现的基本方法 ,在实践的基础上提出了两种企业级解决方案。     

时空过程网络可视化模拟与分析服务——以溃坝洪水为例

洪水溃坝等复杂灾害现象的时空过程模拟分析,是当前国际地理信息科学热点研究方向之一。随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化分析提出了迫切的需求。本文以溃坝洪水为例开展了时空过程网络可视化模拟与分析服务研究,利用Web GL、HTML5、Ajax、Web Service、GPU并行计算等技术手段,通过探讨溃坝洪水时空模型计算优化、网络三维可视化模拟与动态交互分析等关键技术,研发了原型系统并进行应用实验。实验结果表明,本文研究成果有助于实现时空过程信息的网络发布,在线影响分析及动态可视化服务,可为分布式网络环境下溃坝洪水等时空过程信息管理和应急决策提供科学依据和技术支持。     

地学三维可视化

本文论述地学三维可视化研究现状与未来的发展,认为地学三维数据模型,地学三维数据场,地学矢量场、标量场的三维可视化,三维图像表面空间分析,实时动态可视化技术是当前GIS中可视化的研究重点和发展方向。本文介绍了GIS地学三维可视化与分析系统Geo-3D Vision的主要功能。     

基于WebGL的三维管线轻量可视化方法

数字城市和智慧社会对综合管线信息三维轻量可视化的需求越来越多。针对全市大范围三维管线丰富的几何、材质与纹理等多细节层次信息三维轻量可视化难题,本文设计实现了基于Web GL的三维管线轻量可视化方法。该方法针对三维管线数据设计了动态组织调度策略,通过异步加载、可见性剔除等技术,把视点相关的管线和管点信息动态接入并实时生成三维模型,基于Web GL以GPU硬件加速的方式进行实时渲染绘制。典型城市综合管线信息管理应用实验表明,该方法能够在网络环境下各种终端上实现多种类型管线多细节层次三维模型的实时真实感可视化。     

城市GIS数据多级共享交换平台系统

针对目前城市众多管理部门对城市GIS数据共享交换平台不同层次的共享需求,在分析文件级、数据平台级、系统功能级以及Web服务级四种共享交换模式特点的基础上,本文采用业务流技术设计了一种集成多级共享交换模式的数据模型。结合无锡市地理信息共享交换平台项目的建设,给出了模型在城市GIS数据交换平台系统中的具体应用过程,以期对其他城市同类系统的建设提供一定的参考价值。     

空间数据服务代理平台--门户站点体系实现的关键技术

利用Web服务技术、SOAP技术,并引入GML,建立空间数据服务代理平台一门户站点,浓缩空间数据服务站点信息,实现与众多的空间数据服务站点的动态绑定,提高空间数据共享的可操作性,通过SOAP扩展技术来解决GML大数据量的异构网络传输,从而快速实现空间信息共享和互操作。本文对空间数据服务代理平台一门户站点的体系架构、功能、实现及关键技术等进行了探讨,并总结了体系在实现空间数据共享及互操作方面的优点。     

Research on three-dimension ocean observation data integration and service technology

Currently,ocean data portals are being developed around the world based on Geographic Information Systems(GIS) as a source of ocean data and information.However,given the relatively high temporal frequency and the intrinsic spatial nature of ocean data and information,no current GIS software is adequate to deal effectively and efficiently with spatiotemporal data.Furthermore,while existing ocean data portals are generally designed to meet the basic needs of a broad range of users,they are sometimes very complicated for general audiences,especially for those without training in GIS.In this paper,a new technical architecture for an ocean data integration and service system is put forward that consists of four layers:the operation layer,the extract,transform,and load(ETL) layer,the data warehouse layer,and the presentation layer.The integration technology based on the XML,ontology,and spatiotemporal data organization scheme for the data warehouse layer is then discussed.In addition,the ocean observing data service technology realized in the presentation layer is also discussed in detail,including the development of the web portal and ocean data sharing platform.The application on the Taiwan Strait shows that the technology studied in this paper can facilitate sharing,access,and use of ocean observation data.The paper is based on an ongoing research project for the development of an ocean observing information system for the Taiwan Strait that will facilitate the prevention of ocean disasters.     

网格GIS数据传输机制与策略

WebGIS实现了数据的分布性,而基于中间件的网格GIS的目标是实现GIS数据和GIS功能服务的分布性。本文介绍了网格GIS的信息处理流程,并根据网格GIS对数据传输功能的要求,提出了网格GIS数据传输的实现策略。在网格GIS数据传输过程中,对地理空间数据信息的描述,是通过GML语言来完成的,并利用Web services、消息中间件等构造网格GIS数据传输服务,同时对于网格GIS数据传输中的安全问题作了阐述,利用代理机制来完成数据传输过程中的安全控制。     

基于GML/SVG的WebGIS体系结构设计与实现

随着Internet的飞速发展,WebGIS也进入了蓬勃发展的阶段,而制约WebGIS发展的问题也日益突出。本文针对WebGIS中存在的地理空间数据语义共享和网络带宽日益紧张的问题,引入了GML和SVG,在此基础上提出并论证的基于GML和SVG的WebGIS系统的方案和应用模式,并详析了实现该系统的体系结构和相关技术,最后给出了该系统的应用实例。     

主动式地理信息系统的实现与应用

提出分布式环境下,由于空间数据表达对象的分布性、数据来源分布性和空间信息服务对象的分布性特征,决定了空间信息服务技术系统--GIS具有分布式的特点,另一方面空间信息服务在许多应用领域又具有实时性要求,这两个特点产生了一个矛盾,也就是空间信息服务系统的分布性特征与信息服务的实时性要求的矛盾。为了解决空间信息服务系统的分布性特征和信息服务的实时性之间矛盾,本文首次提出了主动空间信息服务的思想和概念,并在此基础上提出了实现主动空间信息服务的支持技术--主动式地理信息系统的概念,以分布式地理信息系统的单个节点为例,提出了主动式地理信息系统的软件体系结构和主动服务的规则,主动式地理信息系统节点(GIS)包括一个传统的地理信息系统、一个事件驱动知识库和一个事件监视器三部分构成;主动功能的实现需要是由事件监视器监视相关事件的发生,并依据事件驱动知识库中的主动服务规则执行相应的功能。提出了主动式地理信息系统中基本事件和事件表达式、事件运算的方法以及复杂事件的表达等,对主动服务的实现途径以及关键技术进行了研究。结合某企业综合资源GIS系统的研究对主动式地理信息系统的体系结构、实现途径和关键技术等进行了试验,实验结果表明,主动式地理信息系统可以有效地提供实时空间信息服务。     

Web-based spatiotemporal visualization of marine environment data

With long-term marine surveys and research, and especially with the development of new marine environment monitoring technologies, prodigious amounts of complex marine environmental data are generated, and continuously increase rapidly. Features of these data include massive volume, widespread distribution, multiple-sources, heterogeneous, multi-dimensional and dynamic in structure and time. The present study recommends an integrative visualization solution for these data, to enhance the visual display of data and data archives, and to develop a joint use of these data distributed among different organizations or communities. This study also analyses the web services technologies and defines the concept of the marine information gird, then focuses on the spatiotemporal visualization method and proposes a process-oriented spatiotemporal visualization method. We discuss how marine environmental data can be organized based on the spatiotemporal visualization method, and how organized data are represented for use with web services and stored in a reusable fashion. In addition, we provide an original visualization architecture that is integrative and based on the explored technologies. In the end, we propose a prototype system of marine environmental data of the South China Sea for visualizations of Argo floats, sea surface temperature fields, sea current fields, salinity, in-situ investigation data, and ocean stations. An integration visualization architecture is illustrated on the prototype system, which highlights the process-oriented temporal visualization method and demonstrates the benefit of the architecture and the methods described in this study.     

空间数据引擎关键技术与应用分析

地理特征相关信息的一体化存储与访问是GIS软件平台研发的关键技术。在扩展关系数据模型的支持下,利用成熟的商用扩展关系型数据库管理系统存储和管理海量空间数据,是发展大型GIS平台空间数据库管理系统行之有效的技术方法。本文对几种典型的空间数据库管理平台ArcSDE、OracleSpatial、InformixSpatialDataBlade、DB2SpatialExtender和MySQLSpatialExtensions从存储模型、进程管理方案、空间查询和索引以及数据缓存技术等方面进行了分析。     

地理立体视频Web服务框架设计与接口开发

地理立体视频是对视频帧扩展了内外方位元素等地理空间参照的立体视频,支持基于位置的视频查询和影像量测,提供了地理空间表达的一种新形式。随着Web服务技术的广泛应用,地理立体视频Web服务将进一步拓展视频GIS应用。本文重点讨论了地理立体视频Web服务原理和系统设计。通过分析服务功能,设计了由数据层、服务层及表现层构成的地理立体视频Web服务框架;利用REST风格的Web服务技术,从资源确定、URI定义,以及资源操作接口、表述格式等方面进行了服务设计,详细定义了检索服务、视频播放服务,以及影像量测服务接口及其HTTP交互机制,以WCF框架和ArcGIS Server平台实现了相应的服务接口。本文以河南大学金明校区为例,开发了地理立体视频Web服务原型系统并进行了应用实验。结果表明,地理立体视频Web服务实现了可视化、检索及量测等功能,适合于Web环境下视频GIS应用开发,对新型可定位多媒体Web服务的标准化具有参考价值。     

地质调查信息网格GIS平台山东结点建设探讨

地质调查信息网格平台是基于网格GIS技术,空间数据库具有开放性、集成性,可以对地质调查信息化成果进行多样式、海量数据的组织集成与分布、网络共享服务。结点是平台系统中实现数据资源无缝集成与共享的中间件,是其核心部分。该文叙述地质调查信息网格平台山东结点建设中应用的技术方法。     

城市三维地质数据管理与服务系统框架研究

城市地质数据的数字化管理与服务是“数字城市“工程的重要内容,3D GIS将在未来的城市数字化建设中扮演核心角色.介绍了3D GIS的发展现状及应用前景,详细讨论了基于3D GIS构建的城市地质数据管理与服务系统的设计思路和结构功能.三维数据结构的研究是3D GIS的核心问题并成为当前制约3D GIS深入发展与应用的瓶颈,由于缺乏对三维地质数据进行有效管理与可视化表达的三维数据模型,当前GIS的三维地质建模能力与三维空间分析能力都极为薄弱.在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上,采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市地质数据建模系统.针对城市三维地质数据的特点,探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题,力求为系统功能的最终实现提供完整的解决方案.     

地理空间传感网融合服务技术与应用

随着遥感数据网、传感网、物联网和人工智能的发展,逐渐形成空天地海立体化、集成化和一体化的地理空间传感网。地理空间传感网感知资源呈现出多源、异构和分散的特征,面向多层次用户个性化、即时化和智能化应用需求,存在异构资源共享管理、多协议实时接入、时空无缝感知、自动化感知和精准预测等技术挑战。静态地理信息服务由于无法提供鲜活的地理信息,难以满足地理事件的综合监测、决策预警和聚焦应用需求,急需发展地理空间传感网融合服务技术和实时动态地理信息服务平台。本文围绕信息物理网环境下空天地海观测平台的观测高效共享和融合服务问题,提出了传感网观测共享信息模型和点面观测协同无缝重建模型,突破了观测在线接入、集成管理、星地融合、时空预测和聚焦服务等地理空间传感网融合服务关键技术,研制了包含“感—联—知—控”等功能的传感网时空信息网络感知服务系统GeoSensor,介绍了GeoSensor在流域、海洋和城市等典型应用。未来将进一步发展“人—水—城”智能感知认知理论,突破“空天地海人”群智感知、空间智能和认知服务技术,开展长江经济带应用。