基于云计算的位置服务平台建设研究

云计算作为一种革命性的计算模型在很多行业都成为重要的技术趋势。将云计算应用于空间地理信息领域所形成的空间云计算也逐渐成为整个空间地理信息行业的主流技术。位置服务利用当今高速发展的互联网和多样化的移动终端向用户提供基于位置的信息和娱乐服务。空间信息数据是位置服务平台的重要组成部分,本文首先介绍云计算相关概念,根据对目前位置服务平台存在的问题的剖析提出了基于云计算的位置服务平台建设的思路和平台架构,最后分析了该平台的特点和所形成的产业链。     

基于LMS滤波的地基增强系统电离层异常检测

针对地基增强系统(GBAS)中传统电离层异常检测方法无法同时兼顾检测精度与灵敏度的问题,通过构造单通道变步长最小均方(LMS)自适应滤波器以抑制伪码-载波偏离度高频噪声。单通道LMS自适应滤波器是在标准双通道LMS自适应滤波器的基础上,利用被检测信号短时相关性及其量化噪声的非相关性,构造一个采用被检测信号延时量作为参考输入的自适应滤波器,同时对Sigmoid函数进行改进,使得自适应滤波器在前期收敛速度快,且待滤波器收敛后保持较高稳定性。实验结果表明,在相同卫星仰角与电离层时间梯度值下,采用LMS自适应滤波器后电离层异常检测时间缩短,且当电离层时间梯度较小时,该方法也能够实现异常检测,验证了其有效性。     

基于Silverlight的WebGIS客户端技术与应用试验

RIA(丰富型互联网应用程序)技术越来越多的应用于WebGIS,满足了人们对高交互性和丰富表现力的需求,现存的WebGIS客户端解决方案主要是Ajax和Flex,其中Ajax交互能力和表现力不够强大,而对Flex的研究多集中在体系结构、功能模块上。本文在对Silverlight分析的基础上,提出将Silverlight应用在WebGIS客户端的技术可行性,特别是研究了利用Silverlight技术来表达地理空间信息的方式,分析了如何在Silverligt中模拟和改进DeepZoom技术,进行地理空间信息的多尺度高细节展现,运用XAML(可扩展应用程序标记语言)、动画技术等,实现地理信息的矢量栅格一体化表达等功能,并集成视频、图片等多媒体信息,提高了地理空间信息的表现力。同时,对进行大数量表达的算法设计和实现处理等性能提升方面也做了研究。最后,由试验验证了在WebGIS客户端应用Silverlight技术的可行性与性能上的优越性。     

基于ArcEngine的等雨量线绘制

等雨量线的绘制是济南城市防汛预警决策支持系统中最基本的功能之一.等雨量线的绘制最关键的部分为用已有站点的雨量数据进行空间插值,生成连续的雨量栅格图,再将雨量值相等的点连成等雨量线.本文用ESRI提供的ArcEngine组件实现了反距离加权插值(IDW)、样条函数插值(Spline)、克里金插值(Kriging)3种常用的插值方法,结合济南市现有的31个雨量站点的雨量数据,分别绘制出等雨量线,并比较3种插值方法的插值结果.结果表明:3种插值方法的结果都基本上反映了济南降雨的空间分布规律,而克里金插值的效果最好.     

基于RIA技术的WebGIS研究

该文分析了目前WebGIS所存在的问题,同时介绍了RIA的有关情况,并据此提出了基于RIA构建WebGIS的思路。在分析这种方案理论可行性的基础上,着重介绍了RIA环境下地理信息组织、存储以及缓存等关键技术问题,同时也给出了RIA构建WebGIS的体系结构方案,并对客户端、服务器端以及协议方面作了详细探讨,通过系统的开发,对下一步工作,如语义挖掘、安全问题等作了分析,认为RIA在地理空间数据的发布和共享中将发挥越来越大的作用。     

案例推理的地学应用背景和方法

案例推理 (CBR)研究 ,是人类认知的一种合理性模型 ,接近于人类认识、解决问题最原始的思维方式 ,具有在无法获取机理模型、确定规则或统计模型时 ,采用简单的历史相似性推理实现问题的定量求解和预测 ,成为人工智能领域近年来的研究热点。     

基于Storm的地理编码引擎

近年来,随着Web 2.0和具有位置感知能力的移动计算设备的普及应用,带来了大量含有时空语义的地理大数据。在这个背景下,以地图厂商人工方式和半自动方式更新地名地址库为基础的传统地理编码服务,已难以满足新的应用需求。本文提出一种地理大数据驱动的自适应地理编码引擎的构建思路和方法,通过引入实时计算和流式计算平台Storm,实现对网络中的多源地理大数据的爬取与实时处理,加速地名地址库及相关资源的生成与更新过程,并给出了相适应的地理编码匹配方法。在实时流式计算框架基础上,通过JTS Topology Suite实现流式并行的空间操作,设计并实现了基于Storm的地理编码引擎原型系统,满足多源地理大数据的高效处理和地理编码要求。实验结果表明,该引擎通过实时流式处理可加速地址库的扩充与更新过程,并且利用地址库持续更新的方法,提升了地理编码的匹配率和定位准确度。     

基于NewMap在线专题地图制作

随着数字城市地理信息公共平台的投入运行,共享的在线专题信息越来越多,专题制图的需求越来越多。为增强专题地图的适用性、交互性和灵活性,以专题制图方法和网络服务为技术指导,以网络专题制图为研究对象,基于NewMap将传统的专题制图流程与Web服务相结合,形成一个面向服务的在线专题制图系统。     

中国地貌基本形态DEM的自动划分研究

我国1∶100万的数字高程模型,是在1∶5万及1∶10万基本地形图上,高精度采集方里网交点高程所构建的1km分辨率地面高程数字矩阵。本文利用该DEM数据及其所派生的多种地貌信息进行地貌形态类型自动划分的技术方法。实验提取地形起伏度、地表切割度、地表粗糙度、高程变异系数、平均坡度、平均高程6个地形因子,并将各因子置于不同的信息层面中,通过主成分分析,ISODATA非监督分类法与Bayesian最大似然监督分类法相结合,对中国地貌的基本形态进行了多维信息综合分类。研究结果表明:①我国1∶100万比例尺DEM在宏观地貌分类方面具有重要的价值和应用潜力;②所提取的地形因子能宏观地反映我国地形的起伏特征,为地貌形态分类提供重要的依据;③采用ISODATA非监督分类法与Bayesian最大似然监督分类法,能有效地实现我国地貌基本形态类型的定量化、自动化划分;④依据数据的统计特征进行分类,较合理地解决了类型模糊的形态实体的归类问题。实验结果不仅揭示了此项技术在地貌形态分类中的巨大潜力,同时对于完善DEM数字地形分析的理论与方法也具有重要的意义。     

基于GIS的公路设施管理系统

为了帮助公路管理部门更加高效地管理公路交通网络,合理利用资源,我们利用组件式技术开发了基于GIS的公路设施管理系统。该系统可以实现公路交通网络资源信息的共享,可以方便地提取、显示各类路线、路况信息,为公路管理决策提供客观依据。目前该系统已经在重庆市公路交通管理部门投入使用,取得了良好效果。     

一种基于兴趣区的移动侦测算法

针对传统算法在户外监控中存在的正确侦测率不高的情况,给出一种基于兴趣区的移动侦测算法及图像预处理、背景差分、图像分区、门限判决各阶段的算法步骤.采用背景差分建立背景模型,利用图像分区和多重判决门限的方法提高算法性能.根据给出的算法模型,通过仿真验证了算法的可行性.实验证明,在风雨天气监控情况下该方法较传统方法平均可提高6.3%正确侦测率,适合户外监控使用.     

基于Holt-Winters的电离层总电子含量预报

利用IGS中心提供的不同经纬度平静期、活跃期14 d的电离层TEC格网点数据,以前8 d的TEC值作为样本序列,分别采用Holt-Winters加法模型和乘法模型建立TEC预报模型,并预报后6 d的TEC值。结果表明,无论在电离层平静期还是活跃期,2种模型所得预报结果大致相同,并与实际观测数据吻合较好,但加法模型的预测结果能更好地反映电离层TEC的变化特性。     

基于地震信号反演滑坡动力学机制

以2003年千将坪滑坡事件为例，基于地震信号分析大型高速滑坡启动之后的滑体运动特性。通过国家地震台网采集因滑坡激发产生的地震信号，反演得到滑坡区域的受力-时间函数，再经由时频分析划分滑坡期间的子事件，进而推导滑体的运动参数并还原滑坡过程。结果显示，由地震信号反演所求得的滑床坡度、滑坡方向以及滑体位移等数值与现场勘踏所得数据相符；同时，通过对滑坡子事件的分析，可分辨出因对岸河堤阻挡而产生的部分滑体反倾过程，从而还原较完整的滑坡过程。     

海量影像数据的发布集群系统与应用

海量影像数据的在线发布和共享是传统网络地理信息系统难以解决的难题,集群技术具有高度可伸缩、高可用、易管理和高性价比的特性,是解决海量影像数据发布难题的有效手段。本文在分析动态反馈负载平衡器模型的基础上,提出基于集群技术的在线影像发布服务及其体系结构,设计了区域分治法等四种不同复杂度的负载平衡算法,适于不同物理系统,最后给出影像发布系统的应用实例。     

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。     

一种基于数字混沌的图像水印算法

从数字水印的安全性角度出发，提出了一种基于logistic数字混沌的图像水印算法。考虑到logistic混沌序列具有易于产生、数量极多和保密性好等特点，因此本水印算法的嵌入水印信息使用了混沌序列。水印嵌入和提取过程均在小波域中实现。实验结果表明该水印算法具有好的安全性和较强的抗噪声、抗压缩鲁棒性。     

基于HASM算法的DEM建模与应用试验

以曲面论为理论基础建立的高精度曲面模型(High Accuracy Surface Modelling,HASM)其插值精度较传统方法提高了多倍,为CAD和GIS系统提供了更有效的曲面模拟工具。但由于HASM需要对研究区域用相同的网格分辨率模拟,且对研究区域内每个网格点建立偏微分方程,因此,计算量和存储量问题严重制约其推广使用。适应法网格精化技术,可以根据模拟区域的地形复杂度或者精度要求调整网格分辨率,即在地形平坦区域用粗网格模拟,在复杂区域用细网格模拟。基于此理论,我们建立了适应算法的HASM。对甘肃省董志塬进行的DEM模拟表明,HASM适应算法能在保证模拟精度的同时,极大地减少了计算时间和降低存储量,从而有效解决了HASM推广使用的计算量和存储量瓶颈问题。     

基于数值模拟的含水层参数识别

利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验,该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性.同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,并且对均衡水量、泉水的溢出量以及末流场拟合程度进行了分析,均衡水量模拟相对误差最大为2.6%,泉水溢出量模拟相对误差最大为8.14%,末流场拟合程度也较好,从而提高了含水层参数的准确性.实例研究表明,这种求参方法精度高、切实可行,可以推广到其他的含水层参数确定中.     

地下水分布式多参数实时监测系统

地下水分布式多参数监测系统是基于分布式总线技术,利用各种监测传感器和多路复用器,实现了对地下水多种参数的远程集中实时监测,解决了地下水多种参数监测问题。     

基于GIS技术构建地学数字填图系统

计算机软硬件的发展，特别是GIS相关技术、地学信息化技术的发展，为开展地质数字填图研究提供了坚实的基础。“地学数字填图系统（GeoGIS）”针对地学工作实践，可以完成野外数据采集和室内建库、成图、数据管理、分析。系统于2003年起即应用于实践，取得了良好效果。