Gosper地图的非空间层次数据隐喻表达与分析

本文借助隐喻地图的思想,研究非空间层次数据的空间隐喻表达与分析,以地图视角对非空间数据进行空间化处理,将抽象数据具象化以降低认知负荷,对地图学相关方法进行综合运用以拓宽其应用外沿。结合制图学经典方法开展地图视觉设计,以自然地貌隐喻数据特征,针对层次数据结构特点,将LOD及Cartogram技术引入隐喻地图的表达分析中,对各层级数据特征进行有效凸显,达到通过地图研究其背后数据规律特征之目的。最后,将本研究提出的方法应用于真实文件层次数据,进行文件数量分布、大文件群落定位、文件纵深分析等试验。结果表明,本研究能够有效表达层次数据,并支持一定的地图分析及数据挖掘工作。     

一种顾及道路影响的点状要素注记自动配置模型

针对制图过程中点状要素数量巨大且分布密集的时候,传统注记配置方法无法兼顾解决注记压盖、歧义,同时减少时间耗费的问题,该文提出了一种基于图论的点状要素注记配置模型。该模型在考虑传统点状要素注记配置问题的同时,还可以附加考虑其他影响注记位置摆放的条件,并将其形式化表达为最大团问题;随后使用一种基于禁忌搜索策略的启发式算法来求解该最大团问题,从而得到注记配置问题的解;该模型有效地提高了注记配置问题的求解效率,较好地平衡了注记位置压盖和位置歧义的关系。最后,该文具体以沿道路分布的点状要素注记配置模式为例进行实验,证明了该注记自动配置模型可以有效地增强地图的可读性和美观性。     

网络空间向量剖分法识别城市路网网格模式

将道路网络空间视为嵌在2D空间中的独立子空间,利用形态单一的线性单元剖分图结构的边,实现网络空间的栅格化;提取网格模式的典型特征,包括几何和拓扑特征,以栅格单元邻域为目标计算特征值,构建特征向量描述栅格单元,实现对象空间到特征空间的映射,构建空间向量场;基于支持向量机（support vector machine,SVM）实现网格模式分类;结合格式塔原则完善实验结果。将此方法应用于深圳市路网数据,实验结果表明能有效地识别网格模式。     

GIS数据尺度变换中的信息熵变化

基于Shannon信息熵原理的GIS数据信息量表达属于语言学信息体系中的语法层次,描述了空间目标分布结构上的不确定性特征。该文将该信息量测度方法应用于空间数据的尺度变换中,考察尺度变换中空间数据语法结构在统计意义上的变化特点,进而通过信息熵的变化发掘尺度变化中空间数据信息量的变化规律。基于空间目标群的Voronoi图剖分建立信息熵度量,以空间尺度变换中的移位、合并两种典型操作为案例,研究了面状目标群尺度变换中信息量衰减的初步规律,并尝试将其结论用于地图综合方法质量评价。     

街道网络线性剖分模型支持下的食品可达性研究

随着因健康食品获取不足而爆发肥胖症、糖尿病等慢性疾病的地区越来越多,美国等国家已经将"食品沙漠"问题上升到国家战略。在大数据背景的数据获取驱使下,"食品沙漠"研究由地块或街区等行政区划单元尺度转变到街道网络空间尺度下的食品可达性分析,但该研究将分析尺度固定在街道网络的弧段尺度,不利于街道网络事件的多尺度、多因素分析。考虑到上述问题,本文基于线性剖分模型,将街道网络弧段剖分成同质的线性单元,综合考虑加拿大埃德蒙顿地区精确定位的人口分布及出行方式,基于网络核密度估计方法计算该地区的街道网络空间食品可达性,并探测及评估"食品沙漠"现象分布。该地区所呈现的"中心—外围"、"多中心"的食品可达性分布结果表明其食品获取环境以及区域发展均存在失衡现象,"食品沙漠"现象集中分布在城市外围区域人口密集处。该模型精确界定了"食品沙漠"的分布范围,提供了一种可以灵活综合街道网络空间下的多因素约束的框架,同时也为街道网络空间下的城市研究提供了新思路。     

设施POI分布热点分析的网络核密度估计方法

设施POI(point of interest)在城市地理空间中往往聚集分布,呈现热点特征。对该类POI分布热点的分析大多采用基于欧氏距离的空间密度估计,忽略了城市空间通达、连接是沿着街道路径的事实,从而很难准确、客观地反映城市功能的热点布局。本研究针对该缺陷,利用基于网络路径距离的核密度计算方法确定热点的区域密度,并提出了一种简单、高效的网络分析算法。该算法扩展二维栅格膨胀操作,以一维形态算子的连续扩展计算POI在网络单元上的密度值,通过评价试验表明,该算法比现有算法具有更好的性能和可扩展性。通过实际POI数据分析发现,考虑街道网络约束的热点范围可凸显设施功能沿交通网络布局的空间特征,为区域规划、导航以及地理信息查询等应用提供有价值的空间知识与信息服务。     

等时线模型支持下的路网可达性分析

等时线是道路网中参考于某特定点位的系列时间可达性的可视化表达,其生成需要分析道路网络特性及通行状况,其形态可以反映可达性规律。本文对等时线进行了定义、特性分析及生成方法研究;类比水滴沿木板的纹理扩散的过程,提出水流扩展算法生成等时线,在网络栅格化模型的基础上,考虑等时线扩展独特的约束条件,如道路状况、移动条件及时间分段等获得可达性扩展路径,通过扩展凸包和角平分线移位生成等时线。该算法基于场论思想,可以针对网络空间中任意感兴趣部分灵活负载约束条件,方便生成实时等时线;类比等高线表示地貌特征,对基于以上构建机制生成的等时线的排列、疏密、弯曲形式、弯曲方向及延伸方向等进行分析,发现空间可达性规律。