格网技术对GIS发展的影响

格网技术作为新一代的Web技术，必将深刻影响GIS的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及GIS互操作问题的解决提供了一种新思路。格网中的智能体组件动态组装应用软件将对GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现中国GIS产业的跨越式发展。     

基于格网GIS的关中地区生态安全研究

选择城市化进程不断加快的陕西关中地区为研究区,依据"压力-状态-响应"模型建立了格网化区域生态安全评价体系,在格网GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行1 km×1 km尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间叠加方法实现生态安全模型评价,得到格网化关中地区1990年、2000年和2007年生态安全指数空间数据,在此基础上结合关中地区实际,定性与定量相结合地确定了生态安全评价等级划分阈值。对计算结果进行分析,总结出1990~2007年间关中地区生态安全特点有三,一是总体呈现出生态安全状况逐渐转好态势,但仍处于不安全状态;二是区域内生态安全变化存在明显差异;三是不同年份生态安全影响因素有所差别。研究结果表明,格网GIS用于研究生态安全能更好地反映其内部差异,优于传统研究方法。     

计算模式驱动下GIS体系结构的发展分析

计算模式是信息时代特有的解决问题的方法范式,它综合反映了信息科学的理论、软件与硬件等因素在解决实际问题中相互作用的形式,是与相应阶段主流信息技术相对应的信息系统体系结构的规律模式或构筑范式。该文分析了计算模式驱动下GIS的体系结构从单机模式、局域网模式、广域网模式(WebGIS)到网格模式(GridGIS)的发展过程,指出单机、局域网和广域网模式本质上都具有集中封闭的性质,不同程度地存在着理论、技术、物理、功能和逻辑思维等五大边缘,是典型的空间信息孤岛。网格计算模式是一种彻底的分布式计算模式,GIS的网格模式直接打破了传统模式的技术、物理、功能和逻辑思维限制,并面向理论边缘的解决,具有开放、均质、扁平的结构性质,升格为空间信息网格基础设施。     

基于格网索引的GIS矢量数据拓扑重建研究

GIS中对原始矢量数据进行拓扑分析和重建是对其进行存储和使用的前提。引入包括规则格网和四叉树格网在内的索引结构,将全局的矢量拓扑分析转化为单个格网范围内足够少的矢量线段求交过程,减少了运算的复杂度;并用一种重组算法实现将原始矢量数据转化为符合“逢交必断”标准的矢量数据。试验表明,该算法适合海量和高散乱度的矢量数据。     

基于数值格网数据生成流场图的算法研究

在各种基于场的分析模型 (Field -basedModel)中 ,流线的计算是一个重要的研究课题 ,如基于DEM提取水系。该文探讨了另外一个问题 ,即直接根据数值格网数据生成流场的空间分布 ,从而反映整个研究区域的梯度特征 ,文中提出的算法在水文、气象等研究领域有着较为广泛的应用前景     

基于数值格网数据生成流场图的算法研究

在各种基于场的分析模型（Field-based Model)中，流线的计算是一个重要的研究课题，如基于DEM提取水系，该文探讨了另外一个问题，即直接根据数值格网数据生成流场的空间分布，从而反映整个研究区域的梯度特征，文中提出的算法在水文，气象等研究领域有着较为广泛的应用前景。     

GIS互操作的实现途径评述

文中主要探讨了开放式GIS的规程和关键技术,促进数据、系统和机构的互操作,总结了世界上著名公司最近GIS产品实现互操作的技术途径,给出了国际上有关GIS互操作、开放式GIS研究的最新进展以及近期发展方向。     

基于格网GIS的喀斯特生态安全研究——以贵州花江石漠化综合治理示范区为例

喀斯特生态安全评价及其空间格局研究是科学分析喀斯特生态系统安全状况和对石漠化综合治理效果作出客观评价的基础.通过分析喀斯特生态安全的概念,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型,初步形成喀斯特生态安全评价概念框架,建立了喀斯特生态安全评价指标体系和生态安全度标准.在格网GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行5m×5m尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间叠加方法实现喀斯特生态安全模型评价,得到格网化花江示范区的生态安全度空间数据.研究发现示范区整体生态状况呈现出逐步好转的趋势,石漠化综合治理取得了一定成效,但整体仍处于警戒状态,此外人类活动对喀斯特生态安全的影响正在进一步加深.     

基于“自适应九叉树”空间信息多级格网的城市管理模式

在网格化城市管理过程中,事件、部件的快速查询与定位是管理效率的重要制约因素。为了快速、高效地实现城市事件、部件精细化管理,提出一种基于"自适应九叉树"空间信息多级格网技术的城市管理模式。该模式是在对城市区域进行"自适应九叉树"多级网格划分的基础上,通过对事件或部件进行定位编码,利用城市信息管理平台,实现城市空间的监督与管理。记述了"自适应九叉树"空间信息多级格网划分方法和编码体系,以及城市管理模式的构成、特征、事件与部件的定位方法。通过比较,基于"自适应九叉树"空间信息多级格网的划分方法和编码体系简单、易懂,检索效率高,具有很好的现势性。     

全球离散格网:回顾与展望

全球离散格网是数字球体表达的基本数据模型,它提供了一种栅格化表达地球弯曲表面的方法,催生了数字地球.该文回顾全球离散格网与数字地球的发展史,评析了以谷歌地球为代表的第一代数字地球的技术实现.在为科学界及社会公众提供地表与近地表信息交流方面,数字地球的有效性面临挑战,第一代数字地球在很多方面存在不足,其中最显著的缺陷是不能基于社会与环境过程模型模拟地球的将来状态.展望未来,简要分析了下一代数字地球应具有的基本特征.     

网格GIS及其在数字油田中的应用探讨

数字油田是解决当前油田智能化管理问题的最好途径。该文分析了当前油田建设中所面临的问题,结合油田在勘探开发中的实际需要,特别就当前数字油田建设中所面临的共性问题,在分析现有油田技术及发展需求的基础上,指出了基于中间件的分布式网格GIS技术是解决当前数字油田领域中所存在的问题的最佳方式,并讨论了其实现过程。     

基于企业服务总线的网格GIS集成研究

在面向服务的分布计算架构中,企业服务总线(ESB)提供了服务间智能化集成、管理、中介和交互功能。在利用网格架构的面向服务体系结构中,总结如何利用ESB灵活、开放的集成异构多源的GIS平台和数据源。整体架构基于OGSA,服务集成采用ESB,网格门户和实际GIS平台通过ESB连接,形成基于总线消息驱动的智能化服务集成网格系统。该系统将在Internet平台上广泛互联现有的GIS资源,实现GIS"单系统映射"。通过细粒度服务搭建和配置,生成GIS实例,直接而简单地满足具体的业务需求。     

论地理信息系统的应用与发展

论述了地理信息系统产生与发展,从分析系统的技术特点入手,揭示了其发展与应用的密切关系,进一步指出了地理信息系统的应用潜力与发展方向。     

基于GIS栅格数据的空间模糊综合评判方法与实践

针对模糊综合评判多集中于对区域整体的综合评判的局限,提出了基于GIS的空间模糊综合评判方法。介绍了该方法的关键内容——隶属层的形成过程以及基于栅格数据的综合运算方法,并将该方法应用于门头沟煤矿区生态环境综合评价。     

分布式协同计算的GIS技术研究

讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和空间数据分布式计算等方面讨论新一代GIS技术的理论体系,并提出现阶段可行的实现机制;介绍新一代协同计算的分布式GIS软件原型。     

云GIS的内涵与研究进展

云计算将是下一代计算平台,云计算的发展必将带动与计算科学密切相关的地理信息系统学科的发展.本文采用文献分析方法综述了云计算的特征、云GIS内涵、关键技术和科学问题,指出云GIS是利用云基础设施获得大规模计算能力来解决GIS中海量空间数据的分布式存储、处理任务划分、查询检索、互操作和虚拟化等关键性科学问题,提高GIS 数据处理与管理能力,为计算密集型和数据密集型的各类GIS 服务提供高性能处理的技术.其基本内涵是空间数据的云特征,空间数据管理中的云计算特征.同时指出云GIS 将彻底突破GIS 既有的“专业圈子”,实现GIS自身的革命性突破,极大地扩展其市场规模.然后,本文介绍了云GIS平台,指出云GIS发展中的优势与不足;最后,从云GIS模式技术发展趋势、应用需求及教育专业需求3个方面展望了中国云GIS的研究进展.     

基于GIS的网络犯罪空间管理系统设计

当前急剧增长的网络犯罪行为与有限警力、人工监控之间的结构性矛盾日益突出,针对网络犯罪的广泛性、隐蔽性、超时空性等特点,迫切需要开发应用先进技术手段,建立“网络犯罪空间管理系统”,使打击网络犯罪从突发事件、被动应对走向重点监控、主动预防。从当前公安网监部门实际需求出发,以地理信息系统为核心,结合网络搜索、IP追踪技术,建立“网络犯罪空间数据库”,进行相关空间数据挖掘,探索网络犯罪要素的空间结构、空间行为及其与环境间互动关系,以制定打击防范的对策方案。     

网格空间数据库副本管理研究

网格GIS的研究重点在于利用网格技术,基于空间数据库实现空间资源共享。网格环境下,用P2P模型解决副本管理问题,可增强系统的可伸缩性和动态性。在网格GIS中,逻辑层与物理存储层分离,采用水平非交叠分片策略,依照空间区域把逻辑层划分为物理片段层。网格GIS应用系统应用GT4部署和实现,在网格上使用JXTA协议建立虚拟网络覆盖层,实现由门户节点、聚合点和物理存储节点组成的层次型全局副本目录结构。为提高空间数据发布效率,采用三层分布式索引结构,物理片段层和逻辑层分别采用R-tree索引和四叉树索引,通过软状态协议维护副本目录的一致性,并讨论副本目录原型GridSRC的实现和性能评价。     

探索性空间分析及其与GIS集成模式探讨

探索性空间分析基于让数据说话的理念,可以避免野值或非典型观测值的误导。在对探索性空间分析的基本原理和概念界定的基础上,探讨交互式和动态空间数据分析、地学可视化及可视化空间分布、确认性空间分析、空间数据挖掘等探索性空间分析的主要技术。由于统计分析软件和GIS的数据格式差异很大,直接将二者简单集成存在一定困难,因此切实可行的集成方式是采用对象连接和嵌入(OLE)技术,分别调用统计分析软件的探索性分析功能(或者函数)以及GIS的地图显示和空间分析功能,并进行必要开发,实现二者的集成。最后对探索性空间分析的发展方向进行展望。