改进基于事件的时空数据模型

本文回顾了基于状态的时空数据模型和基于事件的时空数据模型。为了完整记录下时空的变化过程,有利于时空过程的查询,论文针对栅格数据提出了一种改进基于事件的时空数据模型。该模型完整地记录下地理现象的变化过程,并将地图数据的当前状态作为基图。由于大多应用中对现状图调用的最多,所以将现状图作为基图改进了系统的运行效率。最后,为了体现模型查询变化信息的优势,文章分析了一些时空查询实例。     

基于几何代数的矢量时空数据表达与建模方法

 针对现有矢量时空数据建模时空分离所导致的时空表达不一致、不统一的问题,运用几何代数理论和统一时空观,对时间、空间与属性进行一体化的表达与建模。构建了时空统一表达的层次体系,并基于面向对象技术和UML方法,探讨了时间、空间与属性等组件的逻辑关系。提出了矢量时空数据时空统一建模流程,定义了相应的数据组织结构与存储结构,实现了对几何代数空间的对象表达与存储,以及常见矢量数据的集成与预处理方法。对上述成果进行整合,建立了相应的原型系统。实验以中国东南地区级行政区演化序列数据为例,实验结果验证了本文提出方法在时空数据的统一建模与表达方面的可行性,能够有效支撑变化检测等时空分析方法的构建与实现,为时空GIS的发展提供理论参考与方法借鉴。     

面向路网轨迹的自适应数据模型与索引结构

针对现有路网轨迹数据模型与时空索引结构自适应调节能力低的问题,提出了一种面向路网轨迹的自适应数据模型与时空索引结构,以支持路网时空轨迹的高效存储与查询。所提出的自适应时空数据模型为多层CLR数据模型的扩展,该模型以从时空轨迹群中挖掘的高频路网路径为主要网络线性元素建立自适应线性基准,并根据自适应线性基准对路网时空轨迹进行转换,转换后的时空轨迹其时空子实体数量变少,可以通过更高的效率进行存储;所提出的自适应时空索引结构为基于LRS的时空索引结构的扩展,该索引结构根据自适应线性基准构建自适应线性参考系统,基于自适应线性参考系统的索引结构其保存的时空子实体数量变少,可以通过更高的效率进行时空查询。为了验证所提出方法的有效性,本文最后采用真实开源T-Drive出租车轨迹数据集与人工合成轨迹数据集进行了充足的实验。实验以2种常见的时空相交查询类型为例,将所提出的方法与原始数据模型以及时空索引结构进行了存储效率和查询效率的对比。对比分析结果表明,所提出的自适应数据模型与索引结构最高能够提升40%的存储效率以及50%的查询效率,为路网轨迹数据的管理提供了新的解决方案。     

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。     

船舶轨迹数据的Geodatabase管理方法

 船舶轨迹的自动观测记录已进入了大数据时代,其呈爆炸式增长的趋势给传统的轨迹数据管理方式带来了巨大挑战。本文针对通用船舶自动识别系统(AIS)岸基网络中船舶轨迹数据上传频率高,数据量大,覆盖范围广的特点,首先,分析了当前常见船舶轨迹数据存储方法存在的缺陷,概括了船舶轨迹数据的特征并对其进行抽象建模,然后,在时空立方体模型的基础上,提出了从抽样时刻、步进时段到每日航次的三层组织框架的建模思想,设计了Geodatabase的网格化三级时空立方体模型,实现了海洋运输船舶轨迹观测记录的Geodatabase管理方法。通过我国AIS岸基网络(温州-汕头)单日观测数据的实例验证,表明该模型存储及时空查询性能良好,且具有轨迹数据存储、查询和空间分析一体化管理的独特优势。     

基于事件树的地理要素时空回溯

地理对象的时空回溯是时态GIS关注的热点,并在GIS应用领域有着迫切需求.时空回溯能够蓖现历史状态、跟踪变化、预测未来,有助于展现和分析整个地理变化过程.基于现实世界中的事件是引起地理要素变更的根本原因,本文从要素和事件两方面着手,以基础地理数据为例,归纳常见的地理要素变更类型,同时,建立蕴含事件关联及约束的事件树索引体系.在此基础上,剖析事件与要素变更的关联机制,设计时空回溯路线"事件--变更操作--要素状态",提出基于事件树的地理要素时空回溯方法,实现任意范围地理要素和单要素全生命周期的回溯.探讨了任意范同回溯中重叠区域内要素的回溯判别条件,并给出示例反演了跨范围单要素的全生命周期的时空回溯过程.     

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Shapefile的基态修正模型设计与实现

 本文通过对Shapefile文件进行扩展,使用改进的基态修正模型,构建了一种ArcGIS的时空数据模型,支持对时空变化过程的存储、分析和模拟,同时支持传统的GIS空间分析功能。本研究还设计和实现了一种基于多时态矢量数据集的时空数据变化过程发现和时空数据转换算法,此算法可以自动提取多个时态之间的变化过程,将多时态数据转换成基于Shapefile的时空数据模型存储。鉴于该数据模型,设计和实现了时空数据的快照恢复、变化查询、历史演化分析和数据更新方法,验证了模型的可应用性。     

地理时空大数据协同计算技术

大数据时代,地理时空数据的迅猛增长给应用理念、技术框架和服务形式带来挑战。本文在阐述地理时空大数据概念的基础上,首先分析了地理时空大数据计算面临的挑战,从数据协同、技术协同、服务协同和生产协同4个层次阐述了地理时空大数据协同计算方法;然后,根据平台化服务的需求设计了地理时空大数据协同计算框架,从遥感数据综合预处理、地理时空数据的组织与管理、地理时空大数据高效计算、地理时空大数据可视化4个方面论述了地理时空大数据协同计算实现的关键技术;最后,以遥感大数据综合处理系统作为案例说明了地理时空大数据协同计算与服务的实现方法,并对地理时空大数据的应用模式进行了展望。     

基于Petri网的时空拓扑关系研究

地理信息系统所产生的问题,很大程度上受数据类型设计与数据表现方法的影响,由3类数据：状态、事件与证据组成的时态地理信息系统,对这种影响更为明显。已有的时空数据模型只描述状态（如快照序列模型）或只描述事件（如基于事件的时空数据模型）,难以表达状态与事件间的因果关系。本文提出的基于Petri网的时空数据模型。能显式存储状态、事件以及状态与事件间的因果关系,其中Petri网的库所表达状态、变迁表达事件及有向弧表达状态与事件间的关系。最后用该模型对土地划拨中的变化进行了描述,表明能便于对事件和状态的查询,及对事件之间、状态之间以及事件与状态之间的时态关系的查询。     

企业地理信息服务内容和框架研究——以“数字烟草”为例

地理信息服务是地理信息发展的新阶段,当前的研究工作主要侧重在模式研究,而对于地理信息服务与企业和商业的具体应用研究目前还不多见。烟草行业是我国财政税收的重要来源,"数字烟草"是烟草企业的信息化的新的战略阶段。地理信息服务进入数字烟草将给烟草企业和相关商业带来革命性的变化。本文结合数字烟草论述企业地理信息服务的具体应用内容,并给出了相关的框架设计和应用实例。     

基于NewMap Server的旅游信息服务系统开发与实现

本文采用NewMap Server将基础地理信息数据和旅游专题数据发布为地图服务和要素服务,通过数据库引擎连接Oracle 11g并建立服务器端的旅游空间信息数据库,将地图空间数据和属性数据进行存储与管理,并结合NewMap Server JSAPI,在Web GIS、物联网等技术的基础上,设计并完成了B/S架构的"数字洛阳旅游信息服务系统",实现了旅游信息资源的空间查询和分析、景区在线实时监控、旅游APP下载等诸多功能,为旅游管理部门和社会大众提供了直观、便捷的空间信息服务,从而方便用户掌握当地旅游资源、了解旅游即时动态、制定个性化的旅游计划。     

中国区域地质志空间数据库结构设计

在MapGIS平台上,采用关系数据库模型以及统一的系统库,设计了中国区域地质志中各类专业图数据库图层命名的原则,各类要素编码的方法,各类属性表的内容、结构,开发了数据库管理系统和一系列辅助软件,在提高建设数据库的效率和保证数据库质量精确的同时,实现了数据库系统用户访问、数据共享、数据查询等多种功能.中国区域地质志系列图...     

潍坊市国土资源综合监管平台设计与实现

运用地理信息技术、信息技术等现代化科技手段,以潍坊市国土资源"一张图"数据中心为数据基础,实现地理空间数据与国土应用数据整合,有效掌控已有资源,建立信息采集、综合查询、综合分析、批后跟踪、预警评价、辅助决策、辅助业务办理等功能为一体的国土资源综合监管平台,以科技手段实时监管监控土地"批、供、用、补、查"动态。     

基于SVG的网络地图预览模型的设计和实现

主要设计了应用于地理数据网络发布中的地图预览模型结构,利用SVG技术中数据量小、可缩放、可连接的特点和元数据描述作用,实现了基于SVG的地图预览模型,并提供相应地理空间数据信息查询,该模型适用于地理空间数据图形的在线浏览,以及复杂地理空间数据的在线图形预览.     

Google Earth COM API及KML技术在旅游管理信息系统开发中的应用

地理信息技术的发展,推动了旅游业信息化的进展。特别是随着生态环境保护意识的增强,生态旅游的行为和内容也逐步纳入到旅游信息和旅游资源管理范畴中。本文采用Google Earth COM API,基于开放式KML数据标准,探讨开放式地理信息技术在旅游资源管理信息系统中的应用。与读者分享基于KML数据标准,对多元异构的旅游资源数据进行的标准化分类组织和整合的技术方法,介绍使用Google Earth三维数字地球平台提供的免费API快速实现旅游景观资源的可视化,旅游景观资源和信息的快速查询与空间定位功能,以及旅游景观资源的3D自动漫游飞行功能的实现途径和方法,归纳总结开发中的技巧和经验。并实际应用Google Earth COM API与C#.Net语言联合开发了旅游资源管理信息系统,为部门管理旅游资源信息和公众交互访问旅游资源提供便捷的技术平台,也为同类型的旅游资源信息系统的研发提供技术参考。     

面向沟谷特征点簇的空间结构模型与应用

点簇(即点的集合)具有特定的组织结构;沟谷作为一类自成体系的重要空间实体,表达其形态、结构、发育等关键属性特征的沟谷特征点簇,是有严密的组织结构、密切的空间关系和完整的属性描述的关键特征点的集合。建立沟谷特征点簇的空间结构模型,进行沟谷特征的空间分析与应用,具有重要的科学意义。本文在分析沟谷特征点簇的组成要素、空间与结构特征的基础上,确定了点簇的层次结构模型和非结构化文件存储方式,编程实现了沟谷特征点簇数据模型;然后,构建了点簇文件,并运用C# + AE的开发方式,研发建立了基于点簇的沟谷分析原型系统,实现了沟谷特征点簇数据的可视化、结构空间分析、专题属性特征分析等基本功能;最后,以特征点的沟谷路径追溯查找效率作了对比分析,验证了基于特征点簇模型的沟谷分析具有较高的处理效率。本研究构建的面向沟谷特征点簇的空间结构模型,研发的具有沟谷结构、形态与属性分析功能的沟谷分析原型系统,有一定的应用价值。     

四川盆地油气勘探三维地理信息系统与应用

本文在三维可视化系统构建流程和数据组织管理模式分析的基础上,以ArcSDE作为空间数据引擎,利用Oracle 10g建立四川盆地油气勘探海量空间数据库,基于三维可视化软件平台Skyline TerraDeveloper设计、开发了全球三维模型的四川盆地油气勘探三维地理信息系统。同时集成基础地理数据、区域地质数据、油气勘探空间数据、多尺度遥感影像、勘探数据库,这不仅提供了强大的油气勘探基础数据管理、三维地形建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的设计、分析平台。     

基于简单语义的地理信息服务发现方法研究

为了解决目前地理信息发现查全率和查准率不高的问题,提出了一种简单语义的地理信息服务发现方法。该方法引入虚拟文档的概念,将服务划分为"操作级"进行匹配;运用同义词对服务操作中的概念词汇进行简单语义扩展;引入词汇语义相似度概念,应用词汇语义库来实现地理信息服务的简单语义匹配。实验结果表明,文中提出的方法在查全率和查准率等性能上均优于基于关键字和向量空间模型的方法,且完全基于当前网络服务环境实现。     

基于ObjectARX技术的管道参数化建模

基于AutoCAD 2008,结合ObjectARX 2008软件包,在.NET 2005环境下开发了管道参数化建模系统。阐述了此系统的数据文件的组织,所采用的关键技术以及实现的基本功能。