地质大数据轻量化集成展示与专题应用

地质大数据是智慧地矿工程建设的基础。长期以来地质工作形成了海量多源异构数据,有效地将地质大数据进行整合、集成并加以应用,已成为智慧地矿工程建设的关键环节。本文分别对地质大数据集成面临的主要问题与解决思路,大数据集成平台的设计及项目应用等方面展开阐述。构建了多维动态可视化平台,在Web页面绘制了虚拟仿真地理场景并叠加了丰富的地理空间数据,对多维数据进行了可视化展示,采用B/S架构实现了无插件、轻量级的Web可视化页面展示,并实现了场景展示、地理数据处理、三维分析等功能。     

面向地理信息大数据的时空事件关系可视化分析框架

不同类型的地理信息大数据蕴含了丰富的时空关系,反映个体或者群体时空事件之间的变化模式,在资源、环境、交通等领域的智慧应用中起到关键性作用。然而,地理信息大数据拥有的多尺度和多语义特性,在挖掘地理信息大数据的时空关系时会存在许多困难。如何有效地构建多尺度多语义时空关系,并直观地表达这些时空关系是一个重大挑战。本文设计了一种时空事件关系可视化分析框架,通过定义事件间时空关系的描述,设计了一种多视图协同的可视化分析方法,结合时空关系的可视化协同交互,实现地理信息大数据时空事件可视分析。基于时空轨迹数据,通过试验说明该方法可以探寻时空事件及背景间的时空关系,实现时空事件的交互可视分析。     

地理时空大数据管理与应用云平台建设

针对当前国内地理时空大数据生产管理与应用面临的数据存储组织难、数据吞吐处理难、数据集成应用难和数据生产全过程管理难等问题,同时从地理实体产生消亡全过程管理与地理数据生产服务全过程管理两个角度出发,研究了地理时空大数据全生命周期管理与应用的相关方法;并基于云计算、GIS及SOA等技术,构建了智能高效的云GIS管理平台,实现了地理时空大数据全生命周期的高效管理与智能应用。     

多模态时空数据多层次可视化任务模型

针对现有时空数据可视化方法主要面向单一的低层次展示性可视化任务,难以满足多模态时空数据多层次多样化可视化任务高并发的难题,从展示、分析和探索3个层次构建了面向多模态时空数据自适应可视化的多层次可视化任务模型。重点剖析了不同任务的时空信息需求及其可视化表达驱动力,刻画了任务需求与存算绘资源之间的依赖关系,设计了任务感知的多模态时空数据自适应可视化引擎。以微观精细化管理与宏观综合决策协同的智能设施管理为例进行了试验分析,证明该模型能够有效满足多层次可视分析应用需求,为数字城市和智慧社会等重大工程建设提供了有力的技术方法支撑。     

多模态时空大数据可视分析方法综述

时空大数据可视分析是近年国际大数据分析与数据可视化领域研究的热点前沿,也是全空间信息系统的核心研究内容之一。本文针对时空大数据多源、多粒度、多模态和时空复杂关联的特点,按照描述性、解释性和探索性3个层次分类归纳了现有时空大数据可视分析方法,论述了时空大数据可视分析中多模态特征筛选、新型人机交互分析以及探索性可视推理等技术难点和主要发展动态。研究表明,以数据可视化为主的描述性可视分析研究相对成熟,以可视环境下交互式挖掘分析实现问题诊断为主的解释性可视分析已成为当前大数据分析的焦点,而面向复杂问题协同决策的探索性可视分析方法则是大数据分析有待突破的重要发展方向。     

智慧黄山时空大数据建设与应用实践

基于时空大数据技术、面向服务模式、高性能计算和分布式计算等相关理论和技术,本文设计并实现了时空大数据平台,集合了时空数据整合、处理、存储、分析、可视化等功能,并具备后台资源弹性分配和管理能力.规划了适合本地情况的时空大数据重点应用方向,基于大数据空间分析模型,分析了土地利用现状数据变化情况;运用机器学习的方法构建地价预测模型,实现了远期地价预测能力;利用大数据分析及存储手段,实现了基于手机信令数据的旅游景区流量分析.为黄山市提供了统一的时空大数据服务基础设施,并为智慧城市全面应用积累了经验.     

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。     

时空融合的市场主体监管平台建设与实践

针对大部制改革以来市场监管机制体制改革面临的普遍性问题,通过梳理提炼市场主体监督与管理流程,利用计算机网络、数据库和3S技术,以时空大数据为支撑,集成海量地理信息资源,按照"网格化+分类监管"理念,设计并开发了面向服务架构的市场监管平台,建立了时空融合下的市场主体综合监管体系.     

扩展流数据立方体的GIS时空大数据组织方法

针对大数据GIS面临的大规模数据的多源异构动态性与数据存储优化等问题,本文开展大数据背景下的地理时空数据组织与模型研究,提出了一种基于流数据的可扩展立方体处理框架,在典型的流数据二维数据序列基础上,构建增加垂直方向的非结构数据立方体;结合立方体数据组织模型的定义和特征,探讨扩展关系型数据库与协同非关系型数据库的GIS时空大数据组织方法;通过扩展数据源、数据类型及数据操作等属性,突出多源异构地理时空大数据的时空关系和演变过程关系等特征,对地理时空大数据进行数据一体化组织、存储和分析;进而解决地理信息时空大数据的大体量、异构与动态性在GIS数据管理与分析方面的技术瓶颈,并且对GIS时空大数据的有效管理提供科学性方法和解决策略。     

陕西时空大数据资源体系构建关键问题研究

针对时空大数据环境下现有测绘地理信息管理及服务不足,陕西测绘地理信息局依托多年海量数据资源积淀,顺应现实需求与未来发展趋势,通过海量数据组织、资源目录体系管理、基础设施环境建设、混合存储体系架构设计、时空信息云平台构建等关键问题研究,完成了融结构化/半结构化/非结构化海量数据资源的组织管理、混合存储、云平台构建等众多功能为一体的时空大数据环境下的陕西测绘地理信息大数据资源体系构建;同时,基于所设计的资源体系架构,选取范围约2 700 000km~2内多源/多时相/多分辨率/多区域的海量影像开展数据处理,超2 200站的全国基准站网GNSS解算及陕西省域205 600km~2范围内的数据入库存储/镶嵌数据集构建等测试验证。实践结果表明,该时空大数据资源体系架构设计合理,作业效率大幅度提升,为充分发挥陕西测绘地理信息局海量数据资源沉淀与技术优势,以及更好地服务新时代下自然资源管理与社会公众应用提供了良好的数据及技术支撑。     

城市地理时空大数据管理与应用平台建设技术和方法研究

针对城市地理时空数据的专业类别多、数据格式多、数据分散等诸多特性,提出了栅格式数据、图形式数据、要素式数据、类GIS数据、ArcGIS数据5大类地理时空数据的管理方案。采用基于富客户端的地图增强技术、基于时间帧的时空数据动态表达技术和空间数据及平台功能自扩展定制技术,对城市地理时空大数据管理与应用平台进行了总体设计,开发了集管理与应用于一体的资源创建与管理系统、信息集成共享系统、数据交互应用系统,实现了城市地理时空大数据的管理与应用的高效性。本文提出的技术方法已在长沙市规划交通勘测信息集成管理与应用共享平台项目建设中得到验证,为城市地理时空大数据的集成管理和共享应用提供了技术经验。     

面向道路积水动态可视化的多源数据集成方法

随着城市化进程的不断加快及暴雨等极端天气的时有发生,道路积水问题愈发严重,影响了市民的出行和城市正常运行,因此有必要对道路积水信息进行动态可视化,而数据的集成与管理是从多源数据到道路积水信息的关键一环。为了更加直接有效地表达道路积水信息,提出了面向城市内涝动态预警可视化的多源时空数据集成与管理方法,构建了道路积水时空数据模型,探讨了积水数据与道路数据的匹配方法,并设计了面向道路积水动态预警的原型系统,实现了道路积水深度的提取与发布。以南京市主城区某区域对该方法进行了实验案例分析,实验结果表明,提出的数据集成与管理方法在进行道路积水可视化时具有一定的可行性。     

利用NewMap API实现Web地图的地理数据可视化

随着时空数据呈现出爆炸式增长,传统的统计图表无法充分挖掘海量数据中隐含的时空信息的问题,该文面向用户设计并构建通用专题数据可视分析系统。通过对Web前端地理数据可视化技术和Cassandra数据库进行研究,基于中国测绘科学研究院GIS所自主研发的NewMap软件,开发Web前端地理数据可视化接口,实现地理数据的时空信息在地图上的充分展示。该文以潍坊市为研究区域,分别从降雨量分析、人口综合分析专题等方面出发,通过专题数据可视化效果将时空数据的特点充分展现出来。与此同时,所采用Cassandra分布式数据库,亦可对大数据进行存储、管理、分析,在一定程度上减轻了前端地图绘制的压力,并具有良好的查询分析效率及快速的处理能力。     

三维激光扫描仪在惠泉变电站三维模型构建中的研究与实现

利用地面三维激光扫描仪获取的点云数据,进行惠泉变电站三维空间地物建模研究。首先通过整体匹配纠正并对原始测量数据进行拼接配准,然后建立了变电站三维表面模型。通过研究发现利用三维激光扫描技术可以快速地建立三维空间的可视化模型,解决了传统的测量仪器与测量方法在变电站等特殊领域的不足。为能够实现变电站资源、景观、安全、环境管理等社会资源的数字化、网络化及动态可视化,提供一个变电站的三维模型平台构建的新方向。     

时空信息云平台下数据管理及可视化方法

针对智慧城市时空信息云平台中海量时空数据的管理和可视化问题,该文提出了一种时空索引建立及时空数据可视化方法。时空索引机制将时间、空间与专题属性作为同等重要的维度,兼顾了三者的查询效率,实现对时空数据的快速有效提取。时空数据可视化表达方法提出了时间轴动画、多时态对比、对象状态回溯等可视化方式,实现时空数据的动态交互式表达。该方法在"智慧常州时空信息云平台"项目中进行了实现,证明这种时空数据组织管理方法可较高效地实现数据的检索调度,且具有较强的可操作性;基于此的时空数据可视化方法亦具备较佳的时空对象动态表达效果。     

自然资源三维确权登记关键技术研究

根据《自然资源统一确权登记暂行办法》《自然资源确权登记操作指南(试行)》的总体要求,紧密结合自然资源资产管理和生态保护需求,基于自然资源立体时空特性,针对自然资源三维确权登记,开展自然资源数据三维化处理、管理空间划分、典型自然资源体建模、登记簿信息三维化重构、多源异构三维数据集成展示等关键技术研究。采用立体空间和三维属性表达的技术方法,以空间位置为纽带,有序集成自然资源确权登记二三维数据,实现基于三维实景的自然资源确权登记成果可视化管理,并探索形成自然资源三维确权登记的统一技术路径。     

面向虚拟地球的多尺度矢量数据可视化方法

为了实现网络环境下虚拟地球的多尺度矢量、影像和地形数据的集成可视化,便于矢量空间数据的查询分析,本文根据几何绘制的方法,将二维矢量数据、多尺度地形和全球等经纬度离散网格集成,提出了面向虚拟地球的多尺度矢量数据结构和多尺度矢量数据分块构建与组织方法;在此基础上,针对虚拟地球中矢量数据高效可视化的要求,提出了面向可视化的Douglas-Peucker矢量数据压缩算法。最后,基于网络三维虚拟地球平台GeoGlobe开发了实验系统,实现了面向虚拟地球的多尺度矢量数据的构建、组织以及可视化。     

一种三维网络GIS空间数据可视化方法的研究

三维GIS空间数据可视化是三维GIS建模的基础,针对网络环境下三维GIS在空间可视化方面存在的不足,本文提出了一种基于VRML的真三维模型构建方法。以点、线、面和体四类拓扑元素之间的拓扑关系为依据组织建立数据库,结合分布式虚拟现实技术搭建起真三维模型网络发布平台,成功实现三维空间数据的可视化。研究表明,该方法能根据三维拓扑关系建立真三维模型,为三维数据的可视化和共享、真三维GIS空间分析提供了一种新的方案。     

我国警用地理信息系统建设的实践与思考

针对大数据时代新技术对我国警用地理信息系统(PGIS)发展所带来的巨大冲击和挑战,该文回顾了我国公安机关20世纪90年代中期以来在PGIS实践探索方面所经历的4个阶段主要发展历程;分析了 当前PGIS发展所面临问题、挑战及与国外的应用差距;提出了 PGIS后续技术优化升级与应用生态体系构建、警务时空大数据关键技术研究、学科建设、国外先进技术引入及本地化优化等相关建议.指出今后PGIS技术研究和应用重点,将从当前以警务地理信息资源共享、可视化管理与空间查询应用为主的阶段,逐步向基于云的警务时空大数据分析与犯罪预测阶段发展过渡.     

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。