基于邻接指数的空间关联规则挖掘方法研究

在空间关联规则挖掘中一般是采用遍历算法进行,导致对海量数据计算效率的降低。目前,空间数据挖掘模型多采用空间邻接矩阵来表达空间关联权重,大多情况下没有考虑邻接关系的实际量化的结果。文中在分析了空间实体分布的各种相邻关系基础上,采用邻接指数的方式来测算空间相关程度,并在此基础上采用改进的Apriori算法,通过自编程序加以实现。以北京市昌平区土地利用类型的空间分布关系为样例数据进行了试算。结果表明,计算效率有较大提高,并挖掘出一些潜在的土地利用类型间的共生关系。     

Web分布式空间数据仓库体系结构设计

通过互联网将海量空间信息资源进行有效整合、存储、管理、共享及分析利用是实现面向政府、部门和社会公众地理空间信息服务的关键。结合了海量异构空间数据管理的实际需求,提出了一种Web分布式空间数据仓库体系结构,并将该体系结构应用于省级退化废弃地监控信息决策服务系统,设计了基于Web分布式空间数据仓库的省级退化废弃地监控数据管...     

一种分布式计算的空间离群点挖掘算法

针对现有空间离群点挖掘算法无法适应大规模空间数据挖掘的需求,该文提出了一种分布式条件下的空间离群点挖掘算法。首先,该文针对集群上分布式计算和存储的特点提出使用空间填充曲线来划分数据集,加速寻找目标点的近似空间最近邻居。其次,使用信息熵的理论来定义空间离群系数,考虑到多维数据中不同属性对离群系数的影响具有差异性,该算法能够自动根据数据原有特点,计算各属性的权重;同时使用反距离权定义空间因素对离群系数的影响。最后,实验结果表明该算法在大规模的空间数据集中挖掘离群点的效率远高于传统算法,离群点的挖掘精度在90%以上。     

基于Prim算法的GIS连通性研究

通过分析传统的Prim算法及其数据结构与实现方法,本文提出了一种基于边存储结构和AE的改进Prim算法.改进算法优化并降低了原算法的时间复杂度与空间复杂度,提高了算法的运行效率,并应用于某城市交通网络的最优生成树(MST)的建立,实验分析证明了改进的算法更加适用于GIS海量数据的连通性分析与实现.     

空间统计分析网络服务的设计与实现

针对互联网上海量POI数据的特点,结合开放地理信息系统协会网络处理服务(OGC WPS)规范,研究空间统计方法的服务机制,并以点模式分析中的K函数算法为例,在网络服务的环境下对算法进行优化,最后在微软因特网信息服务(IIS)平台下实现对主要空间统计分析服务的发布。     

海量点云通用图形处理器缓存机制与并行编辑方法

针对现有海量点云数据组织常采用树索引结构，不支持被通用图形处理器(GPGPU)并行计算，无法实现处理结果与可视化的实时共享，难以满足实时点云编辑应用等问题，该文提出了海量点云GPGPU缓存组织与并行编辑方法，设计了一种基于GPU顶点缓存的海量点云数据组织方法，基于计算着色器技术实现了可视化数据与点云属性的直接共享与并行处理，满足实时点云选择、删除、查询、属性修改等编辑应用，同时采用操作栈的数据结构支持编辑操作的高效回退。实验结果表明，对于亿级大规模点云，该文方法相比传统基于空间索引结构的方法，在点云编辑效率上具有较明显的优势。     

地铁隧道三维激光扫描数据配准方法

针对传统的迭代最近点算法(ICP)用于多测站点云数据配准时计算效率低的问题,该文提出了一种基于特征点的ICP改进算法,该方法利用相邻两测站数据进行配准的实现。首先采用体素化格网方法对两点云数据集进行精简处理,并计算精简处理后每一点的法向量;然后利用kd-tree最近邻查询搜索特征点之间的对应关系;并通过估计出的最优变换矩阵更新至全局变换,以提高配准精度。实验结果表明,改进的ICP算法在地铁隧道点云数据配准中的效率高于其他的配准方法,为隧道变形监测工作的进行提供保证。     

基于网格密度的海量空间点聚合显示算法

在GIS系统应用中,经常遇到海量空间点数据的显示问题,若要显示全部空间点,采用传统的方法速度慢且压盖严重。近年出现的聚合显示技术,较好地解决了显示速度和可读性的问题,但这种聚合显示算法存在缺陷,不能很好地按分布的密度来进行聚合点的显示,并且在更海量的数据应用过程中,存在效率问题。本文提出了基于网格密度的海量空间点聚合显示算法,较好地解决了分布的问题,并提升了算法效率。     

统一计算设备架构的D8算法并行化研究

针对空间遥感技术的快速发展导致地理空间数据呈几何级数增长,传统GIS空间分析面临巨大的计算实时性需求的问题,该文为提高GIS数字地形分析算法在处理海量高分辨率DEM数据时的计算效率,基于CUDA众核流处理器并行编程模型,采用不同数据划分方法、纹理内存及异步数据传输机制等技术,对串行D8算法进行了并行化设计及算法优化,探索并分析了D8并行算法的数据拷贝与算法执行等环节的计算效率变化。实验结果表明,CUDA并行编程能够对D8算法实现较为明显的加速,在按5个行子块进行划分、调用1 344个线程时并行加速效果达到最佳,加速比为19.5。并且,在不同行子块划分方式下且调用线程数不超过1 344个时,加速比随调用线程数的增加而增长,计算时间占比随线程数的增加呈递减趋势。     

Map/Reduce框架下的粗糙集空间数据挖掘改进算法

大数据时代,传统的空间数据挖掘算法在挖掘海量空间数据信息时存在计算能力和存储能力不足的瓶颈。为解决此问题,本文在研究粗糙集基本理论和Map/Reduce框架的基础上,对传统的粗糙集空间数据挖掘算法进行基于Map/Reduce的高效、廉价的并行化改进。实验表明,在处理大数据时,改进后的模糊集并行空间数据算法能有效提高算法的效率,满足人们处理海量空间数据的需求。     

基于布尔矩阵的空间关联规则提取方法研究

空间关联规则是空间数据挖掘(SDM)中的重要内容之一。由于空间数据的复杂性,传统的空间关联规则挖掘方法主要是将空间数据库变换为非空间数据库,通过挖掘算法挖掘空间关联规则。目前,Apriori算法是关联规则挖掘中使用最为普遍的算法,但是,由于该算法在关联规则提取过程中需要多次扫描数据库,并且产生冗余的候选项集,因此,在执行大型数据库的关联规则挖掘时,具有效率低下的缺陷。本文基于Apriori算法提出了基于布尔矩阵的空间关联规则挖掘算法,并以挖掘福建省厦门市土地覆盖现状与地形特征因子的空间关联关系作为试验案例,对比Apriori算法的提取结果与提取效率,结果表明:该算法不仅减少了扫描数据库的次数,而且减少了冗余候选项集的产生,提高了空间关联规则的提取效率。     

面向网络的海量影像空间数据在线分发技术

阐述了基于J2EE的海量空间数据在线分发系统原理和关键技术，给出了海量影像空间数据在线浏览发布的实例。     

顾及空间访问密度的地理信息服务请求负载均衡算法

有效的负载均衡是提升当前海量地理信息网络服务请求响应效率最常用的方法,但现有算法存在空间服务调用方面难以兼顾空间性和服务请求量的不足.为此,本文通过引入空间访问密度,同时考虑地理信息服务请求本身的频繁程度与数据在空间分布上的关系,提出一种顾及空间访问密度的地理信息服务请求负载均衡算法.首先,统计地理信息服务访问调用日志...     

改进的分层点云数据压缩算法

针对传统点云压缩算法主要对小型物件的小数据量精细点云进行压缩,在大型地物的海量数据压缩方面存在压缩时间长、效率低的不足,提出了一种改进的分层点云数据压缩算法。基于大型地物点云空间结构特点将分层压缩算法的速度优势和距离压缩算法的高效优势相结合,解决了传统压缩算法在大型地物点云压缩方面的不足,实现了海量点云的快速高效压缩。西安市大雁塔三维激光点云压缩实验结果表明:该算法可以快速地完成海量点云的压缩,较之传统压缩算法极大地缩短了压缩时间,提高压缩效率。     

基于SOA的空间数据网格应用研究

针对传统网格模型在扩展性和增长方面的缺点,利用由局域网格层、广义网格层、网格应用层组成的基于SOA的网格服务模型,将物理上分布的空间数据进行有机整合,组成一个逻辑上具有超大虚拟的空间数据库,消除了4D数据的信息孤岛,实现全国乃至全球的海量空间数据的管理。为验证空间数据管理网格的可行性,基于空间数据管理网格,采用JAVA3D工具,开发了海量地形网络三维浏览器(Web 3DTerrain Viewer)。     

基于Voronoi图的空间关联规则挖掘方法研究

提出了利用Voronoi图作为辅助工具实现连续空间离散化的方法,并给出了基于Voronoi图构建空间事务数据库(spatial transaction database,STD)的算法。在此基础上,采用经典的Apriori算法来例证如何从STD中挖掘空间关联规则。实际算例验证了本文方法的可行性和有效性。     

并行处理技术在地理信息数据处理中的应用

随着地理信息存储量的飞速增长,传统的单进程、集中式的数据处理方式已不能满足基于网络的地理信息服务的效能要求。分析对比了OpenMP,MPI和MapReduce等主流并行编程模式,将关系型数据库与分布式空间数据管理系统相结合,提出了面向并行处理的地理信息存储模型和数据组织模型,将该模型与传统模型进行了对比分析,并基于MapReduce实现了地理空间数据并行处理框架,选取了矢量数据装载、影像数据装载以及数据切片作为典型数据处理案例开展对比实验,该技术方案的处理效率均数倍于传统技术方案。实验表明,该模型能够很好地支持并行处理框架,可为分布式环境下数据处理中心构建提供一个有效解决方案。     

一种基于自适应点质量的区域(似)大地水准面拟合方法

针对传统分频余差点质量模型拟合局部（似）大地水准面时系统偏差大、所需基础数据多、计算效率低等问题,利用位场等效逼近原理,对点质量模型进行改造,提出了一种位置固定、埋深自由的点质量模型,并将该模型应用到局部（似）大地水准面拟合中。利用空间距离最近点最优原则建立了解算点质量模型的迭代算法,并顾及周围点影响提出固定加权点方法和自适应法。实验结果表明,相比于传统模型,所提算法有系统偏差小、无奇异性、所需数据少以及计算效率高等优点,利用该方法进行（似）大地水准面拟合是可行的,而且自适应加权半约束点质量模型效果最好。