一种基于双重距离的空间聚类方法

传统聚类方法大都是基于空间位置或非空间属性的相似性来进行聚类,分裂了空间要素固有的二重特性,从而导致了许多实际应用中空间聚类结果难以同时满足空间位置毗邻和非空间属性相近。然而,兼顾两者特性的空间聚类方法又存在算法复杂、结果不确定以及不易扩展等问题。为此,本文通过引入直接可达和相连概念,提出了一种基于双重距离的空间聚类方法,并给出了基于双重距离空间聚类的算法,分析了算法的复杂度。通过实验进一步验证了基于双重距离空间聚类算法不仅能发现任意形状的类簇,而且具有很好的抗噪性。     

利用场模型拓扑表达GIS中的地理目标

该文阐述为了实现在GIS中描述自然界里带有模糊不确定性的地理目标，扩充GIS的模糊查询功能，首先基于集合论思想探讨了确定性地理目标的代数解析表达与其拓扑表达，指出了确定性点、线、面之间拓扑表达的构成机理；然后，基于场模型建立了模糊地理目标的空间表达，分析了模糊地理目标的位置不确定性，进而建立了模糊地理目标的拓扑表达模型，即点集拓扑内部、边界和外部。分析表明，公认的Egenhofer模型是该文模型在地理目标不带有误差或不确定性情况下的特例。最后，与Clementini(1996)提出的模型做了比较分析，表明了该文模型的合理性。     

空间层次聚类显著性判别的重排检验方法

同时顾及空间邻近与专题属性相似的空间层次聚类是挖掘空间分布模式的一种有效手段。空间层次聚类方法虽然可以获得多层次的聚集结构,但聚类结果显著性的统计判别依然是一个尚未解决的难题。为此,本文提出了一种空间层次聚类结果显著性的统计判别方法,用于确定空间层次聚类的停止准则,减少聚类过程对参数设置的依赖。通过试验分析与比较发现,该方法能够有效判别空间层次聚类结果的显著性和确定层次聚类合并过程的停止条件,同时具有很好的抗噪性,避免随机结构的干扰。     

显著局部空间同位模式自动探测方法

局部空间同位模式挖掘旨在揭示多类地理事件在异质环境下的共生共存规律。已有的方法一方面需要模式筛选的频繁度阈值参数,另一方面需要区域探测的划分参数或聚类参数,参数的不合理设置会导致挖掘结果不可靠甚至出现错误。因此,提出了一种显著局部空间同位模式自动探测方法。首先,基于空间统计思想,采用非参数模式重建方法对空间同位模式进行显著性判别,将全局非显著空间同位模式作为进一步局部探测的候选模式;然后,借助自适应空间聚类方法提取每个候选模式的热点区域;最后,通过不断生长并测试每个热点区域,界定显著局部空间同位模式的有效边界,即空间影响域。通过实验与比较发现,该方法能够客观且有效判别空间同位模式的显著性,并且自适应地提取局部同位模式的空间分布结构,降低了现有方法参数设置的主观性。     

一种基于BP神经网络的空间异常探测方法

空间异常探测旨在发现偏离普遍模式的小部分异常目标.对揭示地理现象潜在的发展变化规律有着重要意义.在现有的空间异常探测方法中,空间邻近域的确定直接影响探测结果的可靠性.为此,在顾及空间数据分布特征的前提下,利用人工神经网络机器学习的优势,发展了面向空间异常探测的BP神经网络结构和学习规则,提出了基于BP神经网络的空间异常探测方法,定义了基于BP神经网络的空间异常度概念,进而探测空间异常.最后,通过3组实际算例验证所提方法的可行性,并分析得出实验结论.     

地图概括中空间目标几何信息传递模型研究

地图概括是实现多比例尺地图生产和更新的一种重要理论方法。目前,国际国内制图学界对地图概括的研究主要集中在发展地图概括算法方面,在地图概括的质量评价方面的研究还很少。为此,本文以信息论为理论基础,以地图概括中空间目标几何信息的传递问题为研究对象,以相应空间目标几何信息的传递效率来度量地图概括中单个空间目标的概括质量。首先,建立了地图概括的空间信息传递模型,描述不同比例尺地图之间空间信息的传递过程。进而提出了地图概括过程中空间目标(即:线和面目标)几何信息的传递模型,并且对地图概括中空间目标几何信息的传递状况进行了评估,给出了具体的计算和实现方法。最后,通过实验初步验证了地图概括中空间目标几何信息传递模型的可行性。     

海陆气候事件关联规则挖掘方法

近年来,异常气候事件的频发对人类的生活环境和经济发展带来严重负影响。气象学家研究表明：海洋气候异常对陆地气候异常事件的发生具有重要的诱发作用,因此,对海陆气候间的内在关联机制进行深入挖掘具有重要研究价值。本文提出了一种关联规则挖掘方法,以探索单一海洋气候指数与陆地异常气候事件间存在的关联。首先,针对陆地气候要素,采用顾及空间邻近关系的层次聚类方法进行有效气候分区,通过对各层分区结果进行相关统计分析得到有效的各区域气候序列;然后,进行顾及多重约束进行时序关联规则挖掘,以探索海陆气候要素间的关联机制;最后,通过实际算例分析得到的各气候指数与我国陆地区域异常降水事件间的关联机制结果,与实际情况高度吻合。     

中央直属储备粮食GIS系统的设计

粮食问题是关系民生的首要问题。我国粮库数据量多、地域分布广。长期以来，由于缺乏一套完整高效的粮食信息管理系统，无法及时地对粮库信息做出决策分析和预测。根据粮库信息管理的特点，使用统一建模语言（UML），以MapInfo,VB和Java作为开发工具，研发了一套高效、科学、完善的中央直属储备粮食GIS系统。     

GIS线目标间拓扑关系描述的4交差模型

提出了利用连通度不变量来区分单个线目标上具有不同拓扑特性的点，进一步定义了线目标的端点集和内点集。在此基础上，建立了IR^1和IR^2中线目标间拓扑关系的基本模型。该模型能有效地表达线目标间拓扑关系的变化特性。     

GIS空间目标的广义Hausdorff距离模型

分析了GIS中常用的空间距离度量及其存在的问题，这些距离度量没有顾及空间目标的整体形状、位置分布等特征。基于此，引入了Hausdorff距离的概念，给出了Hausdorff距离的计算方法，分析指出了Hausdorff距离容易受空间目标局部几何形状的影响。进而从统计学的角度分析了现有的距离度量并不能有效地表达空间目标间距离的整体分布，并提出了一种广义Hausdorff距离模型，这种距离模型能够度量空间目标间距离分布的中心趋势和离散度。实际算例证明了此模型在GIS环境下的实现方法。