基于等宽ε-带的三维线-线对象不确定性拓扑关系描述与判别方法

三维空间下不确定性对象拓扑关系是研究三维GIS中不确定性问题的基础。该文将二维平面直线不确定性的思想引入到三维空间,基于二维平面ε-带自旋转构建三维拓展包络体,表达不确定性三维线对象的置信区域。在对不确定性三维线对象进行描述的基础上,对不确定性线-线对象各部分之间的交集程度提出了一种定量化分析方法;通过对交集程度的度量,将三维空间下不确定性线-线拓扑关系用这些度量组成的空间向量表达;结合9I模型确定的参考空间关系向量理论,逐一考察度量化空间关系向量与参考空间关系向量之间的相关度,提出三维空间下不确定性线-线对象之间拓扑关系的描述模型,通过定量化分析方法对其空间拓扑关系进行判别。实验结果表明,该方法具备一定的可行性,可为不确定性问题的探讨提供科学依据。     

基于空间推理的巷道三维拓扑建立

基于空间关系和空间推理理论,结合MGIS领域的需求建立巷道三维拓扑网络模型,研究巷道三维空间关系推理的算法及业务逻辑实现;开发巷道三维拓扑自动生成系统,实现了巷道空间与属性数据管理、三维拓扑自动处理、多尺度成果输出及基于三维拓扑的路径查询,为基于巷道的通风、运输、避灾、多尺度变换等应用奠定了基础。     

面向数据集成的城市空间数据内涵与特征分析

GIS对空间对象及其关系表达能力的增强以及多源数据集成应用的需要,不仅扩大 了城市空间数据的内涵,而且推动了城市空间数据集成研究.城市空间数据涉及多个学科,主要来源于航空遥感与摄影测量、勘探量测、内插推算和社会统计,可分 为地上、地表、地下3个空间层次类型.城市空间数据具有离散非连续、构造约束、零散分 布、信息隐含和体特征等特殊性,并存在多语义、多尺度和实体拓扑特征.城市空间数据具有灰白二象性,地下空间数据可以灰、白相互转化.     

基于空间数据库技术的地籍管理系统研究

随着GIS应用的深入发展,以文件管理空间数据的方式已不能满足当前GIS应用的需要,而空间数据库技术正是为解决GIS应用的企业化和社会化问题而发展起来的新技术,空间数据库技术及其应用研究是当前GIS技术研究的热点。本文分析了空间数据对象、空间数据库、空间数据库技术及其实现,研究了基于空间数据库技术的地籍管理系统在空间数据共享、海量数据管理、大范围查询检索、分布式空间数据处理与维护、地籍制图、数据安全控制等方面的应用实现,通过具体应用系统建设,提出了基于空间数据库技术的地籍管理信息系统的解决方案。     

复杂体目标之间三维拓扑关系描述模型

三维空间拓扑关系是空间关系研究领域的重要问题。该文分析了三维空间拓扑关系的研究进展和存在的问题,以点集拓扑理论为基础,提出用于描述复杂体目标之间三维拓扑关系的点邻域模型,以15种点邻域结构涵盖三维空间中两个体目标之间任意一点的归属关系,基于点邻域结构设计了描述体目标之间三维拓扑关系的编码。典型三维拓扑关系实例的比较分析表明,对于9IM模型所能区分的三维拓扑关系,点邻域模型均可区分;对于一些复杂的9IM模型无法区分的三维拓扑关系,点邻域模型仍然给出了唯一的描述结果。因此,点邻域模型区分出的复杂体目标之间拓扑关系的种类更多,对三维拓扑关系的描述更加精确。     

数字拓扑研究现状及其在GIS中的应用

数字拓扑主要研究栅格空间中离散几何对象的拓扑性质,这些性质在GIS空间分析和栅格数据处理中非常重要。该文从图论、混合拓扑和公理型3方面对数字拓扑的研究现状进行了分类和综述,并讨论数字拓扑在GIS领域的应用,指出三维数字拓扑和球面数字拓扑是数字拓扑在GIS中的两个发展趋势和研究热点。     

空间关系推理方法分类体系

为对已有空间关系推理方法进行分析和评价,必须建立空间关系推理方法的分类体系.合理的分类体系不仅有利于正确理解和使用已有空间推理方法,更有助于提出新的空间关系推理方法.该文将空间关系种类、空间关系描述模型、推理参照系统、空间对象动态变化、空间对象类型、空间对象复杂程度、对象尺度特征、对象层次特征8个因素作为指标,建立了空间关系推理方法分类体系;以此体系为标准,分析和评述了已有空间关系推理方法.     

陆地表层系统分类研究进展——从土地类型到地球关键带类型

陆地表层系统是多圈层相互作用下形成的综合体,具有时空异质性和层次性。对陆地表层系统进行多层级类型划分是识别其空间分异格局和演替规律的重要方法,可为多尺度地球科学系统研究和自然资源统一管理提供科学依据。陆地表层系统分类其实质是在特定尺度下对其组成要素间的空间和关系的划分,故土地类型、地表基质、关键带类型等都可归纳为陆地表层系统分类方案。论文在对国内外典型陆地表层系统分类方案进行梳理的基础上,将陆地表层系统分类总结为探索—发展—完善3个发展阶段。继而,对比了各分类体系内涵,提出各分类体系虽分属不同学派,但均是以陆地表层系统为研究对象,是研究陆地表层系统结构、功能和空间分异的方法论;分析了各分类体系结构的异同,总结了各分类体系在层级、比例尺和要素方面的共同特征。在此基础上,提出构建一套从地块到国家的陆地表层系统分类设想,并对等级体系、分类体系及分类方法集成3个方面进行了展望。     

栅格空间中三维地学实体拓扑关系表达的K6N9-I模型

论述栅格空间中三维地学实体拓扑空间关系研究的理论基础和现实意义,基于数字拓扑理论定义了栅格实体的6邻域内部I6、6邻域边界B6和k阶6邻域E6k,并以此分别替换9-I模型中实体的内部I、边界B和外部E,形成一种适用于栅格空间三维实体拓扑关系描述和分析的新9-I模型,即k阶6邻9-I模型(K6N9-I)。以基于规则六面体表达的地学实体为研究对象,通过扩展关系数据库SQL形成空间关系查询语言,实现了栅格空间中三维地学实体拓扑关系的定性表示和定量计算。以若干地学实体为例进行了初步实验,表明该模型实用方便,且在复杂地学实体的度量、方位等空间关系研究方面亦有较好的应用前景。     

基于Hilbert曲线层次分解的空间数据划分方法

针对现有空间数据划分方法普遍存在的不考虑空间对象自身大小和相邻对象空间关系对数据划分的影响等问题,提出一种基于Hilbert空间填充曲线层次分解的空间数据划分方法。该方法使用Hilbert曲线保持划分后空间数据之间的邻近性,利用少数子网格的层次分解避免对整个空间范围的密集划分,减少空间对象的Hilbert编码计算和排序时间;通过计算划分区域平均数据量和子网格内空间对象大小,确定合适的层次分解参数,实现各划分区域内空间数据量均衡。实验表明,该方法提高了空间数据的划分效率,能够保持划分后空间数据之间的邻近性和各个分区数据量的平衡。     

论三维地学空间构模

基于广义地理系统(地学系统)观点,结合3D GIS与3D GMS的应用需求,该文提出三维地学空间构模的4个目标层次,并对相应层次的系统功能要求进行比较分析。围绕三维地学空间构模领域中的地学空间目标认知、空间模型维数、空间模型适应性、二维屏幕上三维操纵、三维空间拓扑关系描述和三维空间模型更新6方面进行讨论,提出11个亟需回答的前沿问题。此外,还指出了8项亟需协作攻关的关键理论与技术问题。     

基于夜间灯光数据的中国城市用地扩展类型

针对目前在城市用地空间扩展类型的划分与识别方面存在的问题,首次提出了基于夜间灯光图像像元灯光强度的时间变化特征对城市用地空间扩展类型进行分类/识别的方法, 并应用该方法将中国1992~1998年间的城市用地空间扩展类型分成了3级7大类,进而对这些扩展类型的区域结构、空间分布和开发强度进行了分析,揭示了1992~1998年间中国城市用地空间扩展的一些主要特征。提出以像元为分析对象、并采用多级分类的方法,不仅实现了大尺度上城市用地空间扩展类型的快速识别,而且还在保证分类结果与其他相关研究结果衔接一致的前提下,提供了更为详细且符合实际的城市用地空间扩展信息。     

递归算法在改进基态修正时空数据模型多级历史回溯中的应用

在对基态修正时空数据模型研究现状和存在问题分析的基础上,以单个GIS空间对象的全生命周期管理为主线,解决其多级历史回溯过程中的效率和展现问题.提出一种改进基态修正时空数据模型的表述方式,并设计双向递归算法,实现空间数据在频繁变化下历史关系的高效检索.使用GIS时态播放器,以动画形式描述变更过程,直观展示空间对象的历史演变关系.最后,以地籍管理中的宗地变更为典型实例,建立应用系统,实现了宗地数据历史关系的有效管理.     

一种面向大规模空间数据的拓扑关系检查算法

空间数据拓扑关系检查是GIS应用中空间关系分析及网络分析的重要基础。该文主要面向通用性GIS平台软件中的矢量数据拓扑关系检查,提出一种面向大规模空间数据的拓扑关系检查算法,介绍了算法设计思路、核心数据结构、处理流程等内容,并针对使用较为频繁的"线内无重叠"、"线内无悬线"、"面内无缝隙"3个拓扑关系检查规则进行了算法的详细阐述。最后,对这3个拓扑关系检查算法进行了对比验证和分析。实验表明,该算法在保证拓扑关系检查结果正确性的基础上,具有较高的检查性能,适宜于大规模空间数据的拓扑关系检查。     

基于三维量化与因子聚类方法的山地传统聚落形态分类:以黔东南苗族聚落为例

传统聚落空间形态是聚落地域性景观与文脉价值的集中载体,对其形态的保护与延续是乡村聚落规划设计的重要原则与策略。其中,山地传统聚落因所处地形复杂而具有区别于平原聚落的突出的竖向形态特征,但当前研究普遍缺少针对聚落三维形态的综合量化方法。本文在已有的聚落二维平面空间形态研究基础上,创新性引入竖向空间和建筑混乱度两方面指标,构建山地传统聚落三维形态量化指标体系,以黔东南苗族山地传统聚落为例,运用因子分析和聚类分析方法研究苗族聚落形态特征与类型。主要结论如下:(1)因子聚类将聚落形态指标综合提取为三维空间因子、规模形态因子、空间结构因子三大主要因子;(2)聚类分析实现了对所涉及苗族聚落形态的有效划分;(3)在此基础上,本文结合自然环境等其他质性因素,将苗族聚落形态划分为深谷山腰型松散指状聚落、缓坡型松散团带状聚落、平坡型致密团状聚落、复合地形松散指状聚落4种典型类型,并进一步解释了不同类型聚落形态的异同与生成逻辑,实现了对苗族聚落三维形态的科学表征与分类。这一方法科学有效地揭示了山地聚落形态的三维本质特征,对未来聚落形态规划与分类保护提供了有益的量化导引。     

基于粗糙模型的模糊地理对象空间拓扑关系研究

在粗糙集的基本概念上,基于上、下近似集定义了二维离散空间中的粗糙区域和粗糙模型,用粗糙模型描述二维离散空间中的模糊地理对象,并给出了粗糙区域的3种类型:确定—确定类型、确定—模糊类型、模糊—模糊类型。在离散空间的空间连接计算理论RCC-D-5的基础上,定义了模糊地理对象拓扑关系之间的拓扑约束关系,并依据概念临近推演和拓扑约束关系,研究得出二维离散空间中简单模糊地理对象之间的73种全拓扑关系,并基于4×4相交包含矩阵进行了描述,使得复杂的拓扑关系在计算机中描述和表达成为可能。     

空间数据挖掘技术研究进展

空间数据具有海量、非线性、多尺度、高维和模糊性等复杂性特点,空间数据挖掘技术是对空间数据中非显性的知识、空间关系等模式的自动提取。该文从空间数据挖掘的知识类型、方法、体系结构、过程以及与GIS系统集成等方面对其进行综述。重点阐述空间特征及区分规则、空间分类及聚类规则、空间分布及关联规则、空间序列及演化规则等知识类型以及统计分析、机器学习、探索性数据分析、可视化分析等数据挖掘方法。通过对空间数据挖掘理论、应用和系统实现等方面研究方向、存在问题的分析,指出集数据库、知识库、专家系统、决策支持系统、可视化工具、网络等技术于一体的空间数据挖掘系统是其主要发展方向。     

三维地质建模技术研究

为研究三维地质建模的基本理论、发展现状及未来,该文回顾了三维地质建模产生的历史背景,阐述了三维地质建模流程,从矢(栅)属性、空间尺度、时间维度、拓扑一致性等方面对其进行了分类,并探讨三维地质建模在石油、地下水模拟、数字矿山、城市地质、岩土工程等领域中的应用。在研究三维地质建模方法和国内外软件的基础上,分析了其难点及关键技术;对三维地质建模进行了综合定义,并总结了三维地质建模亟待突破的研究方向。     

GIS空间数据质量控制与检验探讨——以遥感图像矢量化为例

GIS中空间数据的质量关系到GIS应用分析的准确性,因此,探讨GIS中空间数据质量问题并对其检验至关重要。本文以GIS中空间数据质量为研究对象,以在Super Map中矢量化过程为例探讨了空间数据质量控制的方法,总结GIS中空间数据质量存在的问题,根据存在问题,最后提出进行空间数据质量检验的方法。     

地缘体概念内涵及特征研究

地缘理论是在地缘政治、地缘经济、地缘文化、地缘科技等研究领域基础上构建的基础理论。地缘体是地缘问题的研究对象,是地缘理论研究的核心内容。论文在综合分析各地缘研究领域基础上,提出并明确了地缘体的概念与内涵,初步建立了地缘体类型体系,分析了地缘体空间、属性和时间等特征,并对地缘体的空间拓扑关系进行了简要描述,为地缘理论的建立奠定了基础。