时空数据的组织与应用研究

时空数据是智慧城市各个领域实现智能化的关键性支撑技术,智慧城市的建设离不开时空数据。本文以智能应用为导向,提出了时空数据的组织模型,构建了智慧城市时空大数据计算、分析、服务框架,实现了时空数据全生命周期的高效管理与智能应用。     

智慧东莞时空大数据与云平台试点建设

智慧东莞时空大数据与云平台借助智能传感网、云计算、物联网等先进技术手段,建立涵盖从城市微观要素到宏观状况的动态时空信息数据集,搭建面向城市各部门的地理信息数据、功能、软件、硬件的全方位云服务平台,实现从感知信息的实时接入,发展到准确定位、有机整合、深度利用;从资源的分布式存储、逻辑式集中,发展到用云计算、宿主资源;从服务对接,发展到知识引擎、按需服务。并选择交通、旅游、应急、社会、重点项目应用领域,以多维形象直观的地图表达方式,按需提供时空信息服务,开展智能专题示范建设,促进城市的智能化、科学化、动态化、精细化运行管理。     

智慧城市时空大数据平台建设的问题思考

针对时空大数据平台早期建设过程中暴露出来的数据汇聚难、更新不及时、服务不智能、应用不聚焦等问题,该文围绕新时期机构改革后测绘地理信息的工作定位以及新型基础测绘体系的技术变革,在变化发现增量更新、多尺度联动更新、网络抓取汇聚更新、平台智能化改造以及示范应用聚焦选取等方面提出了时空大数据平台建设的技术思路。结合正在开展的智慧城市时空大数据平台建设试点,探索了为自然资源“两统一”职责行使提供主动与智能服务,为政府各部门提供基础性公共信息服务的试点建设新模式。     

智慧黄山时空信息云平台的设计与实现

以黄山市为例对智慧城市时空信息云平台进行了整体设计。构建了覆盖基础时空数据、公共专题数据以及实时智能感知数据的时空大数据库,研发了数据汇聚、挖掘和管理系统,建立了以知识服务和云服务为主要形式的时空信息云平台,支撑城市管理各行业的专业应用。     

智慧广州时空大数据框架体系设计与建设

根据《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》的要求,从资源汇聚、空间处理、数据引擎、管理分析等多个方面,对历史与现状的基础地理信息、历史与现状的公共专题、智能感知的实时数据、空间规划等智慧广州时空大数据进行了详细阐述。     

时空大数据服务平台建设模式及应用研究——以重庆市为例

近年来,国家提出大数据战略,并大力发展数字经济,时空大数据作为推动大数据智能化、数字经济发展的重要基础,对时空数据汇聚、快速更新、智能处理、多源融合、高性能服务、支撑多应用场景等方面都提出了更高的要求。本文围绕如何构建时空大数据资源,实现时空大数据智能化处理,提供时空大数据服务等多个方面提出了时空大数据平台的建设方法、模式及技术思路,并结合已开展的智慧应用,对新时代的时空大数据平台建设服务模式进行了探索。     

面向时空信息数据的大数据平台设计

设计了面向时空信息数据的大数据平台,以GISCloud的云计算框架作为基础资源平台,通过两层服务架构为平台提供计算和存储资源的管理。以数据融合思想构建大数据平台的基础数据支持,依托GISCloud建立各种资源池,对数据进行抽取和分析,建立核心数据集与共享数据集,实现数据资源的差异化共享。通过面向时空信息数据的大数据平台设计,构建时空信息数据中心,利用公共服务时空信息和共享交换平台提供数据服务,实现海量时空信息数据的高效管理和服务。     

地理信息产业转型升级的驱动力

当前,地理信息产业的发展面临着转型升级的严峻挑战,同时也迎来了大好的发展机遇。“互联网+”、大数据、云计算、人工智能等新兴信息技术的迅速发展为地理信息产业的转型升级提供了强有力的支撑。在这种情况下,人们要认真思考和探索地理信息产业转型升级的背景、目标、途径和方法、驱动力等一系列问题。针对地理信息产业转型升级的背景问题,从如何认识地理信息产业和大数据入手,提出大数据的时空观和时空大数据的理论;针对地理信息产业转型升级的目标问题,提出时空大数据平台理论和“通用时空大数据平台+”模式,通过军民融合实现时空大数据产业化,使之成为地理信息产业的转型升级版;针对地理信息产业转型升级的途径和方法问题,提出构建时空大数据平台的技术体制和技术方法,探讨从基础研究起步的时空大数据产业化之路,构建由硬件产品、软件产品、软硬件集成产品和各类（种）数据产品组成的时空大数据产品体系;针对地理信息产业转型升级的驱动力问题,探讨人工智能技术将成为地理信息产业转型升级的核心驱动力,并分析人工智能的算法、数据和计算能力三要素在时空大数据产业化中的作用及三者之间的关系。     

从Geomatics到Urban Informatics

我国正处在新型城镇化、工业化和信息化的关键时期,城市面临着复杂的经济、社会与生态可持续发展问题。面向城市的地球空间信息学（Geomatics）与互联网、云计算技术持续融合,产生了城市时空大数据,成为了智慧城市的重要战略资源。随着地球空间信息学和信息学、城市科学不断深入交叉融合,城市信息学（Urban Informatics）逐步形成,并正在成为测绘地理信息科学的重要发展方向。城市信息学是以统一的时空基准为框架,以空间信息为载体,以信息技术为支撑,动态采集城市信息并进行处理、分析与服务,支持绿色、低碳、可持续城市发展的交叉学科。本文分析了城市信息的内涵及其与地球空间信息学的相互关系,论述了城市信息学具有动态演变、数据驱动、众源学习、协同决策、学科交叉等典型特征,在此基础上,总结了若干影响学科发展的关键科学问题,最后展望了城市信息学的发展前景。     

智慧城市时空信息综合决策关键技术与系统

如何根据智慧城市运行管理、建设规划和应急指挥等政府决策部门的综合需求,实现分散信息资源的统一集成、复杂模型资源的有效调用和决策时空信息的高效共享与可视化,成为现阶段城市综合决策的重大挑战。首先提出了感知联网与时空信息接入、地理空间模型联网与认知、决策时空信息聚焦服务等智慧城市时空信息综合决策共性关键技术,突破了城市时空信息智能分析、协同决策与主动聚焦服务的瓶颈;其次,设计并实现了智慧城市时空信息综合决策原型系统,并以太原市燃气泄漏应急响应为例,验证了系统辅助城市综合决策的可行性和适用性;最后,概括了城市（群）立体感知网、城市（群）模型网和城市（群）时空大数据3大主要发展趋势。     

黄河流域夜间灯光数据与社会经济发展指标的时空耦合关系研究

本文通过对1992—2013年全国夜间灯光数据的校正和处理,获得全国及流域夜间灯光数据影像,进行经济空间聚合分析,以及与相关因子进行对比分析。研究结果表明：经济空间聚合高的区域分布在黄河河道附近,从黄河上游到下游,热力强度逐渐增强,并且以省会城市为核心区向外扩散,即呈现为在旧聚合点聚合度加剧的情况下,聚合区域有向周边分散的趋势;夜间灯光数据的变化趋势与GDP的变化趋势具有一定的相似性,并且与城镇化率、人口数量、第三产比例、人均公园绿地面积、流域发展指数（BDI）具有一定的相关性;流域9省（自治区）的夜间灯光数据整体变化趋势与全国灯光数据的变化趋势基本一致,呈稳定上升的趋势,但整体值均低于全国的夜间灯光数据,并且差距有所扩大,黄河流域高质量发展迫在眉睫。     

基于河长制的黄河流域水环境地图可视化

黄河流域的生态保护和高质量发展在2019年上升为国家重大战略。以黄河流域为研究区域,以河长制的工作内容为导向,全面研讨区域内水污染空间分布规律、动态变化规律及其与社会经济的相关性。依据专题地图理论,探讨以专题地图方式进行可视化表达的方法,建设性地提出了从数据处理分析到制图可视化的研究思路,并设计绘制了黄河流域水环境专题地图。     

黄河流域湿地景观时空演变格局分析

湿地景观的时空演变及其驱动因素研究是湿地生态恢复与保护的重要参考,本文利用1980—2015年7期黄河流域土地利用数据构建黄河流域湿地矢量数据集,基于景观格局指数对黄河流域湿地的时空演变特征进行定量和定性分析;采用转移矩阵对每两个时期湿地资源的转移类型和数量进行计算与分析。研究结果表明,①1980—2015年,黄河流域湿地率为3.5%,其中自然湿地率约为2.0%,即黄河流域的湿地类型以自然湿地为主。②斑块面积结果显示,黄河流域湿地总面积减少了312.74km²,表现为人工湿地增加,自然湿地减少;自然湿地中沼泽湿地呈增加状态,主要是在2005—2010年增加了979.22km²,滩地呈减少状态,减少了1218.19km²,主要发生在1990—1995年和2005—2010年。斑块密度结果显示,随着河渠和滩地受人为活动影响程度的加大,两者的斑块破碎化程度逐渐加大。最大斑块指数结果显示,水田是黄河流域的主导湿地类型,沼泽和湖泊是自然湿地中的主导湿地类型。③黄河流域湿地类型与非湿地之间转换是黄河流域景观转换的主要组成部分,其中沼泽与滩地是面积发生变化的主要湿地类型。     

智慧嘉兴时空大数据与云平台设计与实现

在数字嘉兴建设成果的基础上,本文结合"智慧嘉兴"时空大数据与云平台试点项目建设,探讨构建全市统一的智慧城市时空大数据与云平台,介绍了平台总体架构、技术路线设计、系统实现、示范应用及关键技术分析,根据运行实践证明,该平台能够为全市政府部门、企事业单位及社会公众提供权威、统一、可靠的智慧时空信息服务.     

黄河流域乡村社会经济与生态环境耦合协调测度及影响因素分析

基于黄河流域2008、2010、2012、2014年136个区县面板数据,本文运用熵权TOPSIS分析法、耦合协调度模型和地理探测器模型对其耦合协调水平和影响因素进行了分析。结果表明:①研究期内黄河流域社会经济发展和生态环境质量耦合协调度变化趋势呈“U”形曲线,总体处于高度耦合低级协调阶段。区域间差异变化趋势呈倒“U”形曲线。从相对发展度模型来看,2010—2014年乡村生态环境质量相对滞后。②空间格局上存在显著的空间分异特征,耦合协调度呈“上游>中游>下游”的分布格局。③自然环境因素是影响耦合协调度空间分异的主导因素,其次是社会经济因素。其中,乡村人口密度、PM_2.5年均浓度、人均耕地面积、地形起伏度、高程和年均气温是主要因子,并且两个因子的交互作用明显大于单一因子的影响。基于此,建议黄河流域以协调发展理念为指引,重点提高生态环境的保护和修复,采用差异化、特色化的发展策略,以期早日实现黄河流域生态保护和高质量发展。     

基于DMSP-OLS和MODIS数据的宁夏城市化与生态环境耦合协调分析

科学认识城市化与生态环境耦合协调机制,对推动黄河流域及黄河所经地区生态保护和高质量发展具有重要意义。本文以宁夏回族自治区为例,采用长时间序列DMSP-OLS夜间灯光数据建立了适用于宁夏的城市夜间灯光指数（UNLI）,并利用MOD09A1、MOD11A2提出了一种面向大区域尺度的遥感生态指数（RSEI）构建方法。在此基础上,采用耦合协调度模型（CCDM）,探讨分析了2000—2012年宁夏5个地级市城市化与生态环境耦合协调发展过程。结果表明：①基于DMSP-OLS数据建立的宁夏城市夜间灯光指数与人均GDP,以及第一、二、三产业GDP相关性显著（p<0.001）,能够较好地反映宁夏城市化水平。②基于MOD09A1、MOD11A2建立的遥感生态指数能够较好地反映宁夏生态环境质量时空变化特征。③宁夏城市化与生态环境耦合协调度呈稳定上升趋势,整体处于基本协调-生态环境滞后的转型阶段。研究结果对沿黄城市生态保护和高质量发展具有重要参考价值。     

面向大数据的时空信息云平台建设研究

在大数据时代来临的背景下,传统数据处理和分析方法已无法满足时空大数据高效存取、实时处理、分析挖掘等需求。本文结合智慧广东时空信息云平台的项目建设案例,探讨了面向大数据的时空信息云平台的建设目标、总体架构、关键技术、应用情况等内容,为解决海量时空大数据处理与分析性能问题,推动地理信息服务高质量发展做了积极探索。     

地质作用·黄河悬河段水动力条件·遥感

本文介绍了黄河冲积扇区基底构造轮廊,分析了各河段新构造运动形式及河道发育特征,同时也分析了黄河河道的地段性对控导工程的影响,最后对中常及特大洪水期黄河下游河道的防洪形势进行了分析。     

佛山市税源地图大数据展示系统的设计与实现

在智慧时空大数据与云平台建设工作中,如何进一步挖掘分析海量空间数据是实现高效应用的一项关键任务。针对佛山市税务机关的业务需求,研究了基于Hadoop框架的大数据技术,结合GIS数据,利用互联网云平台对海量税务数据进行存储、计算、分析的佛山市税源地图大数据展示系统的设计与实现。