3D GIS数据模型的研究

本文从基于镶嵌的数据模型和矢量的数据模型、分析型数据模型和混合型数据模型 4种基本建模方式出发 ,介绍了三维 GIS数据模型的发展现状.     

时态GIS数据模型的研究

文章对6种时态GIS数据模型进行分析,认为采用基态修正模型对地籍GIS系统较为适宜,但必须加以改进、扩展;在此基础上给出了相应的数据模型。     

长输管道完整性管理GIS数据模型研究

随着我国长输管道建设规模的不断扩大,管道运营过程中出现的安全问题逐渐成为行业内部乃至整个国家和社会所关注的焦点。针对上述问题,业内专家提出的以G IS为其实现手段,对管道进行完整性管理,是目前解决管道运营中的安全问题可采用的一种较好的方法。采用完整性管理方法,首先需要对管道数据进行建模,把管道的设计资料、竣工资料、检测数据以及设备信息等统一的用空间数据库来管理。本文首先分析了目前国际上现有的多个管道数据模型,然后参考国际上管道完整性管理的理论与方法,同时结合国内管道完整性管理的实践经验,阐述了设计适合我国管道工业的长输管道数据模型的具体过程。在模型的应用上,主要体现在建立管道完整性管理信息系统。该系统充分利用了模型中提供的各类信息,在此基础上,集中开发了线路管理模块、风险/完整性评价模块、站场管理模块等。实践证明,本文提出的管道数据模型在我国管道完整性管理中具有很高的应用价值。     

改进基于事件的时空数据模型

本文回顾了基于状态的时空数据模型和基于事件的时空数据模型。为了完整记录下时空的变化过程,有利于时空过程的查询,论文针对栅格数据提出了一种改进基于事件的时空数据模型。该模型完整地记录下地理现象的变化过程,并将地图数据的当前状态作为基图。由于大多应用中对现状图调用的最多,所以将现状图作为基图改进了系统的运行效率。最后,为了体现模型查询变化信息的优势,文章分析了一些时空查询实例。     

GIS时空数据模型在姓氏谱系研究中的应用

从应用GIS对中华姓氏历史进行分析与模拟的视角出发,提出一个基于事件的姓氏时空谱系数据模型,弥补了现有时空数据模型对姓氏时空分析存在的不足,为GIS对姓氏历史的时空分析研究奠定了基础。     

面向对象数据模型构建GIS一体化数据库的应用研究

由于GIS是集图形、图像、属性等多种数据源于一身的空间信息管理系统,因此当前该领域研究热点之一就是如何构建一体化的数据管理机制。本文首先分析了现有GIS空间数据库管理机制的不足,然后介绍了目前数据库领域中一种新型的数据模型--面向对象数据模型,分析了采用面向对象数据模型建立GIS空间数据库的现实意义和优势,对开发基于面向对象数据模型(OODM)的GIS一体化数据库技术路线进行了初步研究,并对有关实现方法进行了比较,最后展望了面向对象数据模型在GIS中应用的两个拓展领域。     

多媒体数据库数据模型的探讨

作者首先分析了多媒体信息的特点及对数据模型的特殊要求，再经对传统的、语义的和面向对象的三种数据模型进行比较后，提出面向对象的数据模型是目前较适合于多媒体数据库建模的意见。     

时空数据模型及时空地理信息系统功能架构

地理信息系统(GIS)就其实质而言,是现实世界的一种数据抽象模型。但现有的GIS数据模型缺乏跟踪现实世界实体变化的能力,因为它只保存实体的现势数据,而对于各种历史状态数据则无法保存,是一种快照数据模型。随着地理信息系统在行业应用的普及和深入,人们开始认识到地理信息系统应该具有描述现实世界中各种时空变化的能力,既可以分析其过去,又可以预测其未来(发展趋势)。这种想法导致了时空地理信息系统和时空数据模型概念的提出。本文分析了时空数据建模方面的技术问题;并讨论了主要的建模方法。认为历史接续关系和时序刻画是时空建模的主要内容。     

海洋GIS数据模型与结构

探讨了海洋 GIS中的数据模型和数据结构问题。根据物理海洋学的研究方法 ,提出了海洋 GIS的数据表达模型。针对海洋 GIS中水体的特点 ,提出了适合海洋 GIS水体的多级化格网型数据结构 ,给出了两种大尺度海洋常用的格网化方案 :全球等角格网化方案和全球等面积格网化方案。这种格网型数据结构是普通 GRID的扩展 ,具有鲜明的海洋数据应用特色。     

面向全空间信息系统的多粒度时空对象数据模型描述框架

全空间信息系统是一种面向从微观到宏观的动态复杂世界的空间信息系统,其理论基础是多粒度时空对象数据模型。为了确定多粒度时空对象数据模型的具体内容,需要确定描述多粒度时空对象特征的基本框架;为了开展多粒度时空对象的实际建模,需要明确多粒度时空对象数据模型的建模过程。为此,本文首先从数据模型、数据管理、可视化、空间分析和实际应用5个方面,分析了全空间信息系统与传统GIS的联系与区别,从空间范畴、动态变化、复杂关系、认知与行为、可视化技术、时空大数据分析6个方面,分析了传统GIS空间数据模型存在的不足;在此基础上,提出了多粒度时空对象的多粒度、多类型、多形态、多参照系、多元关联、多维动态、多能自主7个特点,确定了由时空参照、空间位置、空间形态、组成结构、关联关系、认知能力、行为能力和属性特征8项内容构成的多粒度时空对象数据模型描述框架;最后在分析了传统GIS空间数据模型建模过程的基础上,提出了多粒度时空对象数据模型的建模过程和思路。     

人口数据空间化研究进展

人口数据空间化旨在揭示人口在地理空间上的分布位置及数量信息,展现人口统计数据的地理学含义,其研究已经成为人口学、地理学、GIS领域的研究热点。人口空间数据库在各级政府部门的规划和决策、灾害评估、资源配置等方面,具有重要的应用价值和科学意义。经过近30年的发展,人口数据空间化研究水平逐渐成熟,模型丰富多样,已获得众多成果。为把握人口空间化研究的研究现状,本文首先依据研究目的、建模思想及模型原理的异同,从3个方面对人口空间化研究进行梳理：（1）格网大小（尺度）的确定;（2）3种常用建模思想及6类主要模型的对比分析;（3）提高人口空间化精度的措施及其应用背景、优点。在此基础上,依据现阶段人口数据空间化的研究内容,从格网尺度适宜性研究、高时空分辨率人口空间分布模拟、引入新型数据源及多思想多模型综合应用等方面探讨了人口数据空间化的研究方向。     

人口中数据在地学应用中的若干问题

地学研究中使用的人口数据主要包括:现代人口调查数据、人口预测数据和历史人口统计数据。不同来源的人口数据,具有不同的特点。在使用中,必须关注人口数据本身蕴含的属性特征、空间特征和时间特征。就属性特征而言,需要注意人口统计指标含义的差异、统计口径的差异、城镇建制标准的变化问题;就空间特征而言,需要注意人口统计单元界线的模糊与争议、行政区划的调整与变更、研究区与人口统计单元不一致问题;就时间特征而言,需要注意人口数据的统计时点。在使用人口数据,特别是不同来源、不同时期的人口数据时,应该根据人口本来的属性对不同统计口径和不同统计方法的人口数据进行重新归类和统计;根据行政区划调整情况进行人口数据的再统计,或开展人口数据的空间化;根据人口数据准确的时间特征进行比较,或采用相应的人口预测方法加以推断和预测,从而实现人口数据的整合,以增强人口数据的时空可比性。     

人口数据在地学应用中的若干问题

地学研究中使用的人口数据主要包括:现代人口调查数据、人口预测数据和历史人口统计数据。不同来源的人口数据,具有不同的特点。在使用中,必须关注人口数据本身蕴含的属性特征、空间特征和时间特征。就属性特征而言,需要注意人口统计指标含义的差异、统计口径的差异、城镇建制标准的变化问题;就空间特征而言,需要注意人口统计单元界线的模糊与争议、行政区划的调整与变更、研究区与人口统计单元不一致问题;就时间特征而言,需要注意人口数据的统计时点。在使用人口数据,特别是不同来源、不同时期的人口数据时,应该根据人口本来的属性对不同统计口径和不同统计方法的人口数据进行重新归类和统计;根据行政区划调整情况进行人口数据的再统计,或开展人口数据的空间化;根据人口数据准确的时间特征进行比较,或采用相应的人口预测方法加以推断和预测,从而实现人口数据的整合,以增强人口数据的时空可比性。     

集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化模型

人口统计数据空间化是解决统计数据与自然要素数据融合分析的有效途径。随着RS和GIS技术的发展,人口统计数据空间化方法推陈出新,其中,土地利用数据、夜间灯光数据是人口空间化研究中普遍利用的数据源,但各有优、缺点：土地利用数据中的城镇用地、农村居民点能准确表示人口分布的空间范围,却不能反映其内部的人口密度差异特征;夜间灯光数据的强度信息能体现人口分布的疏密程度,但其像元溢出问题显著夸大人口分布范围,像元过饱和现象也影响着人口数据空间化结果的精度。本研究以中国大陆沿海区域为例,尝试集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化方法,设计了基于精度阈值和动态样本的渐进回归与分区建模的方法,获得了中国沿海2000、2005、2010年1 km分辨率人口空间化数据。结果表明,优化模型显著提高了研究区整体的精度,尤其适用于人口空间结构内部差异较为显著的区域。     

京杭大运河保护地理信息系统建设研究

京杭大运河是独特的超大型文化遗产,其保护工作面临着复杂的形势和问题,需要新的理论方法和技术手段支持。以地理信息系统（GIS）,遥感（RS）,全球定位系统（GPS）为核心的空间信息技术在空间信息获取、处理、管理和分析上有着强大的优势。本文根据空间信息科学和文化遗产保护理论,结合京杭大运河保护实际业务需求,探讨了基于空间信息技术的京杭大运河保护地理信息系统的建设思路和建设方法,设计和开发了京杭大运河保护地理信息系统并实际应用于京杭大运河历史文化环境保护工作中,产生了一系列专题研究成果。结果表明：空间信息技术可以为大运河保护提供强有力的技术支持和可靠保障。     

地学专家系统的知识化数据模式研究

介绍了地学专家系统的知识化数据结构的设计原理与实现方法,采用知识表示的框架网络结构描述地理环境的实体单元,将各级专家知识的表示以指针链接,形成了由知识到语义的框架网络。采用了基于知识的扩展R-F 关系数据模式进行专家知识的表示,并讨论了系统知识库的组织结构和推理机的设计原理。该数据结构可以实现地理实体及其相互关系的完整性描述,并使系统知识库的操作简便易行,保证了推理机的实现。以乌鲁木齐河流域为试验区,阐述了流域土地合理利用规划决策专家知识的表示方法,以及专家知识表示的基本规则和系统专家知识的组织方式。此外,还讨论了系统推理机推理规则的设计原理与组织方法及推理算法。     

基于空间分析方法的疾病地理研究进展

健康已成为人类普遍关注的问题,以人类健康为研究对象的医学地理目前正成为全球性的研究热点,其中疾病地理又是相对成熟的分支和主要的研究方向.空间分析方法的引入,开拓了疾病地理研究的新领域,也成为疾病监测和评估的一个辅助工具,这使得疾病时空研究取得了重大进展.本文在前人研究的基础上,从时空两方面揭示了疾病地理近年来主要的研究动态和特点,并提出了当前疾病地理研究的某些不足,最后展望了今后我国疾病地理的研究任务和方向.     

BIM模型到多细节层次GIS模型转换方法

BIM精细化三维模型中的数据是三维GIS重要的数据来源,然而两者数据模型在几何和语义上差异是阻碍BIM与GIS集成应用的重要问题。IFC与City GML分别为BIM和三维GIS领域最通用的标准数据模型,当前的数据转换工具虽然可有效地将IFC数据转为City GML数据,但还是难以顾及到City GML所有的LOD层级,存在信息丢失和几何不准确的问题。本文通过分析IFC数据模型与City GML模型中所有的建筑构件类型以及其关联的语义信息,分别建立IFC数据模型到City GML各层级的映射模型,描述了一种从BIM模型到多层次细节GIS模型的完整转换方法。并通过具体的实验数据进行了验证,保证数据转换方法的正确性以及稳健性。     

地理信息公共服务平台地理实体数据建模研究

围绕国家地理信息公共服务平台在线地理信息服务的需求,在分析国内外相关成果的基础上,提出了面向实体的数据建模思路,设计了地理实体数据模型,能够方便地实现地理信息与社会、经济、自然资源等专题信息的挂接,并有效解决多比例尺实体目标的一致性维护问题.     

哲学中的共相问题与共相式地理信息系统研究

地理信息系统平台软件开发商不断投入巨资研发升级换代产品，以跟上信息技术快速发展的步伐；而成熟的、商品化的地理信息系统平台软件在技术上总是比信息技术发展落后一大步，地理信息系统软件的发展已经陷入追逐信息技术的漩涡。为解决该问题，本文基于哲学中的“共相”思想，提出了“共相式地理信息系统”的概念，探讨了共相式地理信息系统软件的技术框架，并介绍了共相式地理信息系统平台软件的开发实践。共相式地理信息系统改变了地理信息系统平台软件的研发方式和产品的生命周期。