“数字南海”空间关系数据库模型及传输协议设计与实现

数字地球是当前网络G IS领域的研究与开发热点之一,其中,大量的空间数据在空间数据库中的组织和存储,以及在网络上的传输是数字地球系统中的两个重要技术。本文通过"数字南海"的开发实践,从国家信息安全角度出发探讨了自主设计与研发空间关系数据库模型和网络传输协议的若干技术方法。提出了以面向对象的ORM源模型设计空间数据库概念模型,以擅长语义表达的IDEF1X模型设计空间数据库逻辑模型和以关系数据库实现空间数据库存储模型的技术方案。并运用异步非阻塞套接字和多线程等技术在TCP/IP网络传输协议上,设计并实现了空间数据应用传输协议,使得空间数据在数字地球的客户端三维显示系统与服务器端的空间数据服务器系统之间能够高效安全地传输,实现Google Earth类似的操作功能,包括空间数据的流式传输和渐进式传输等,适应了数字地球的要求,并保证了空间数据的安全性,可为我国数字地球系统的自主开发与研制提供参考和借鉴。     

基于MapReduce的空间敏感性分析并行算法设计

近年来,随着遥感空间数据广泛应用于生态系统,推动了区域尺度生态遥感参数模型的发展。敏感性分析对识别模型关键参数,降低模型不确定性和完善模型具有重要作用。区域尺度的生态遥感参数模型,在进行模型参数敏感性分析时,由于涉及到空间数据的复杂运算,单机环境无法满足快速分析的要求。为了提高生态遥感参数模型空间敏感性分析效率,本文以青藏高原为研究区域,利用植被光合模型VPM(Vegetation Photosynthesis Model)和开源云计算平台Hadoop,设计和实现了基于Sobol′的生态遥感参数模型空间敏感性分析并行算法,并在实验室集群环境下进行算法分析,验证了算法的有效性和适用性。该算法的核心是利用MapReduce并行编程技术,对空间敏感性分析中的地图抽样和模型迭代过程进行任务分割,将分割后的子任务分配至不同的计算节点进行并行计算。实验表明,本文提出的并行策略,能有效缩短地图抽样和模型迭代计算时间,相比于单机算法,并行算法的运行速度提高了14倍左右。     

基于OGC WPS的碳循环模型服务平台的设计与实现

 碳循环模型是模拟陆地生态系统,估计和预测不同尺度碳收支格局和变率的重要手段。但传统碳循环模型应用中存在数据处理量大、运算复杂、互操作性差、难以推广等问题。由开放地理信息联盟(OGC)制定的网络处理服务(WPS)标准为实现碳循环模型的发布、共享、重用与组合,促进碳循环模型的发展和应用提供了一种新的途径。本文遵循OGC WPS标准,以SOA设计了碳循环模型服务平台的整体架构,详细描述了平台模型接口设计、模型算法开发、WPS服务的封装与发布、平台浏览器客户端界面开发等关键环节的实现方法,为用户提供了碳循环相关数据和模型服务的发布、管理、调用、组合、异步交互、状态监控和结果可视化等功能。并以VPM模型服务链为应用实例,演示碳循环模型WPS服务开发、封装、调用和组合的方法,展示了该服务平台的功能。该平台的建立为我国碳循环模型研究的发展提供了技术支撑。     

OMS平台模型的服务化封装方法研究

以OMS平台模型为研究对象,提出了一种地理分析模型服务化封装策略,以减少在模型提供者和模型使用者之间共享模型时遇到的障碍。通过设计模型描述接口、模型执行接口和模型部署接口,实现OMS平台模型的封装策略,形成标准化部署包。相关部署包可以部署到模型服务容器上,并发布为网络空间可重用共享的服务,以支撑分布式模型集成与模拟。本文以OMS平台下的AgES-W模型为案例,验证了模型封装策略的可行性和实用性,为网络环境下模型共享与集成奠定了基础。     

灾害链领域本体构建方法——以暴雨洪涝灾害链为例

自然灾害发生具有突发性、随机性和链式效应,而且自然灾害拥有庞大的概念体系和灾害事件之间异常复杂的时空关系,由于缺乏对灾害知识的统一描述表达机制,导致灾害领域知识难以实现共享和重用,因此,构建灾害链的统一描述模型并实现灾害知识的共享与重用是当前亟须解决的一个问题。本文提出了一种灾害链领域本体的构建方法,在对比现有方法基础之上,定义了灾害链相关概念、属性,以及概念之间的关系,采用网络本体语言OWL对灾害链领域本体进行建模,并实现了灾害链领域本体的可视化,为灾害知识的共享与重用提供了有效支撑。最后,以暴雨-洪涝灾害链为例验证了该方法的有效性和可靠性。     

中国城市网络核心-边缘结构演化及影响因素研究——基于制造业企业网络视角

基于制造业企业网络视角的城市网络核心—边缘结构的研究将加深对城市网络演化规律的理解。利用2020年中国制造业500强企业网络数据和隶属联系模型构建城市网络,研究了中国城市网络核心—边缘结构的演化特征,定量测度了核心—边缘结构的影响因素,并根据国际生产折衷理论解析了城市网络地位分异的动力机制。研究发现: 2005—2020年,核心区块的城市数量逐渐增加,主要由直辖市、经济特区以及东、中部地区的省会城市组成,这些城市通过互惠性的链接关系形成了凝聚子群,网络权力较为集中;边缘区块的城市则主要位于中、西部地区,城市间经济联系相对稀疏,整体网络结构并不稳定,城市的发展受到了网络资本的约束。关键资源、基础设施和区位优势是影响中国城市网络地位的决定性因素,择优选择、网络邻近和路径依赖构成了中国城市网络核心—边缘结构演化的动力机制,这将进一步增强核心城市的网络地位。在网络环境下,城市间的差距趋于扩大,城市网络地位的提升取决于城市在网络中的影响力,中国城市化政策需要做出相应调整。     

“一带一路”经济走廊资源环境信息开发利用研究进展与展望

六大经济走廊是“一带一路”倡议的战略支柱,该区域横跨亚、欧、非大陆,涉及国家众多,地理条件千差万别,资源环境本底复杂。通过对沿线区域资源环境信息进行系统性、全面性的揭示,能够为科学推进“一带一路”倡议实施提供至关重要的决策支持作用。本文提出了面向协同创新的“一带一路”空间信息服务系统框架,综述了“一带一路”经济走廊地区在资源环境信息开发利用进展,具体包括资源环境格局与时空演变、联合国可持续发展目标监测与评价、防灾减灾知识服务关键技术应用、资源环境信息集成与共享、新冠疫情对经济社会发展影响,进而展望了其发展趋势和潜在的研究方向,为“一带一路”经济走廊的可持续发展提供决策支持。     

基于InVEST与CARS的生态空间分区与未来预测研究

生态空间现状数量配比与模拟是新时期地理信息服务于国土空间优化的重要应用.以常州市武进区为研究区,利用InVEST模型与多类随机种子CA模型(CARS),对2015年研究区生态空间进行分区并模拟了2025年的生态空间分布演变情况.结果表明:2015年生态评价极重要区主要分布于滆湖(西太湖)湿地公园及其周边地区、雪堰镇竺山周边生态开敞空间和横林镇、武进高新区的一些留白用地区域;2025年的预测生态用地分布多围绕已有生态斑块呈现边缘式增长;综合现状评价与未来模拟结果得出,生态冲突区面积约为5992hm2,占区域总面积的5.62％.研究结果可为快速城镇化地区缓解生态保护与城市发展矛盾提供参考,为区域生态环境优化布局决策提供科学依据.     

中国气温与降水的时空变化趋势分析

如何对离散分布的气象台站观测数据进行高精度曲面模拟,为生态系统及服务功能时空变化趋势模拟及其综合评估提供高质量、高分辨率的空间气候数据,以满足栅格层次上的生态系统过程模型、生态系统格局模型及生态系统综合评估模型的参数需求,一直是存于生态学界的难点问题.在对全国1964一2007年的752个气象台站长期观测的气温和降水数...     

PKI安全认证模型的分析与研究

在开放式网络环境中,实现诸多安全服务,最重要的问题之一就是要解决网络中各实体之间的安全认证问题.安全认证模型作为网络安全技术的重要前提和基础,正日益成为网络信息安全领域研究的焦点.在对传统PKI认证模型分析的基础上,提出了一种全新的PKI安全认证模型,着重研究了PKI安全认证模型的体系结构,提出了适合于国家级的PKI安全认证模型.这为构建国家级PKI安全认证模型的研究提供了一个有价值的新思路.     

基于Web服务的海洋矢量场远程可视化研究

目前,GIS大部分空间数据的静态网络可视化共享及其服务器端数据集中管理提供底层数据服务的方式,不仅难以满足与日剧增的多源异构海量空间数据共享需求,同时从应用角度也难以满足对动态性较强的海洋环境信息进行实时可视化共享的需求。而网络Web服务和网格技术的快速发展及其与网络GIS的有机结合,使得分布式、一站式的空间数据实时动态网络可视化共享成为可能。因此,本文针对海洋矢量场信息,深入分析其网络实时动态可视化需求及相应的技术难点,并以Web服务为基础,探讨了在Web服务与网络GIS技术基础上建立一站式海洋环境矢量场网络动态可视化共享系统的技术方法和具体系统结构。文章最后以海洋流场数据为例,具体采用ArcGIS Server的网络服务技术,以及Arc Engine的高效可视化技术,具体实现海洋流场的网络动态可视化共享平台。实践证明,基于Web服务的海流网络可视化系统较好地满足了用户对矢量场数据网络共享与可视化的需求。     

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WebGIS技术的吉林省国土资源信息系统

在WebGIS支持下，通过系统设计、系统分析和系统实现，构建吉林省国土资源网络信息系统。系统设计采用流行的三层结构模型，客户端与服务器的通讯和联接使用TCP／IP和HTTP通过Internet／Intranet实现。服务器端应用程序与后台数据库的通讯通过JDBC技术实现。系统主要由8个子系统构成，即数字矿产、数字旅游、数字气象、数字生态、数字国土、数字水资源、数字植被和地壳稳定性子系统。系统的建立实现了吉林省国土资源信息共享、科学管理、合理开发和有效利用。     

基于FushionCharts与ArcIMS的统计制图与应用分析

随着Internet与WebGIS的迅速发展,WebGIS统计专题图应用越来越广泛。ArcIMS提供了一种制作统计专题图的功能,并通过网络进行发布的途径,但其统计专题图制作功能尚不完善。本文针对这一情况,介绍了一种FusionCharts图表组件与ArcIMS结合制作统计专题图的方法。该方法有两个关键技术点:第一是采用面向对象的技术,将源数据转化成FusionChart图表支持的XML数据格式这一过程封装成函数;第二是先将矢量地图与统计图表生成分开,矢量地图在服务器端生成,然后,调用已封装函数将每个图表所需数据转化成XML数据流并与矢量地图一起发送到客户端,最后,客户端flash插件解析XML并生成图表,与矢量地图叠加生成统计专题图。最后以北京都市型现代信息平台为例,对FushionCharts与ArcIMS结合制件统计专题图进行了应用,实践表明,此法相对于传统ArcIMS制作统计专题图不仅使用简单、生成的图表类型多样、动态而美观,且制图速度快。     

Struts和Hibernate在信息共享平台中的应用与研究

科学数据共享是一个重要的研究领域,但是由于缺乏足够的技术支持,导致从海量数据中找出有用信息,实现信息的完全共享还存在不足。本文结合Struts和Hibernate技术,提出了一种信息共享平台的框架。利用Struts优化了数据表示层和数据处理层的设计,利用Hibernate优化了共享平台的数据持久层的设计。文章先分析了这两种技术的应用,接着重点说明了如何利用它们构建一个4层结构的共享平台,该平台可以对多种数据进行管理和分析,能在多个服务器间提取出有用的信息供用户浏览、下载和查询,从而实现了信息的共享。     

气象采集系统中嵌入式Web服务器的构建

为了解决远程访问、监测及控制气象采集系统的问题,构建了嵌入式Web服务器.以S3C2440处理器为核心,以Linux为操作系统平台,选用Boa服务器,Sqlite数据库,提出了嵌入式Web服务器通过通用网关接口与Sqlite数据库连接的原理、方法和实现.当客户端发出请求时,服务器调用通用网关接口程序,实现了气象要素实时数据的动态查询.     

基于Winsock网络监视程序的设计与开发

阐述了以客户机 /服务器方式实现计算机之间进行数据通讯的原理 ,并详细分析了在Windows环境下用Winsock函数实现数据通讯的方法及程序设计方法。     

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。     

智能客户端模式的数据共享系统构建——以湖泊-流域数据共享系统为例

智能客户端是易于部署和管理的客户端应用程序。它综合了B/S架构和C/S架构的优点,在许多领域有广泛的应用前景。本文分析了智能客户端模式在数据共享系统中应用的可行性,并通过其在湖泊-流域数据共享系统的成功应用,最终表明智能客户端模式在数据共享领域有很多优势,具有推广的价值。文章还针对目前数据共享系统的功能,提出了在智能客户端模式下实现开发数据共享系统的方法和步骤。     

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