对地球椭球体表面积计算方法的商讨

本文讨论了计算地球椭球体表面积的方法。此方法与以往教科书和文章中所提供的方法不同。我们把计算地球表面积的被积函数不展成级数,进行了完整的积分。积分结果编成程序并在Super—PC/AT机上进行计算实验。实验表明,计算结果的精度依赖于SIN、LOG、SQR函数的精度和表达式形式。最后找到了一种较好的计算地球表面积的方法,其结果与已发表的1:10000比例尺的面积数据相比较,绝对误差不超过0.01平方公里。采用计算机技术进行面积量算,证明这种绝对误差完全能满足《土地利用现状调查技术规程》的要求。     

缓冲区生成研究进展评述

缓冲区分析是GIS的核心空间分析功能之一,缓冲区生成在GIS软件开发中亦具有重要地位。目前,对缓冲区生成的研究主要着重于平面坐标系下点、线、面及复合目标缓冲区的生成方法。本文从生成算法、应用需求、实现技术等角度探讨了缓冲区生成的基本问题与目前的研究现状,从算法特点、性能、适用性等方面评述了近年来提出的算法,总结了目前存在的一些难点,在此基础上对缓冲区生成的未来发展趋势进行了展望,并认为以下内容是缓冲区生成研究方面有待加强的方向:面向海量空间数据和网络应用的高性能缓冲区生成算法研究;基于地球椭球体表面、基于网络距离等非平面空间参考系下的缓冲区生成方法。     

基于网络距离的缓冲区及其生成算法

提出基于网络距离缓冲区的概念，并实现了相应算法。对于GIS的开发及应用，特别是对于城市GIS的开发，具有一定的参考价值。     

椭球面上混合基线图形的缓冲区和等比例线问题

分析基于海洋基线的一般图形状况下,既适合国家法定且公布的各"直线基线"情况,又适合国家法定且公布的各"正常基线"情况的缓冲区和等比例线问题.指出在地球椭球上计算它们的复杂性,概括在这一困难工作上技术现状,分析流行的WL＆WT方法在这一工作上的不足,最后,介绍地图代数相应算例.     

基于条带扫描思想的线目标缓冲区快速构建

空间目标缓冲区建立的传统算法是基于平行双线扩展思想,在基线复杂分布情形下,该算法对于岛屿和多边形外环的构建及空间关系的处理十分困难。将计算几何的旨在提高运算速度的“条带扫描”思想引入到缓冲区建立过程,对曲线分离出多个两点连接的线段集,生成每条线段的椭圆形基元缓冲区,通过条带扫描法对基元缓冲区叠置生成岛屿内环与多边形外环,判断其间的套合关系。该算法在严密的逻辑组合分析条件下能够对单条或多条基线的复杂情形生成正确的缓冲区多边形,同时运算速度得到改进,达到O(nlogn)。     

GIS中缓冲区分析后的误差估计

缓冲区操作是GIS空间分析中的一个重要部分。由于GIS中的点、线、面存在定位误差，导致了以此为依据的缓冲区域也存在相应的定位不确定性。根据误差的基本特性，应用误差传播定律，导出了因点、线、面的定位不确定性所引起的缓冲区域的不确定面积估计，并给出实例进行了分析。     

基于地图代数的缓冲区分析算法的研究

介绍了地图代数的三种距离变换算法,采用了Visual Basic语言进行程序设计,实现了距离变换算法,为GIS空间分析提供了新思路。     

基于地球椭球面模型的海上划界方法

目前,世界上还有许多国家的海洋边界没得到确定,由此引起的国家间海上争端事件不断。因此,开展海洋划界技术和方法研究,科学精确地确定两国间海洋边界显得十分必要。本文阐述了基于墨卡托投影的海图进行海上划界方法的不足,研究了利用高斯平均引数大地主题解算计算点到大地线的球面距离模型,最后设计了基于地球椭球面模型的等比例海上划界算法,并基于ArcGIS Engine实现划界功能。     

SuperMap Objects中创建缓冲区方法研究

基于SuperMap Objects进行缓冲区分析时,由于地图坐标系单位与用户输入距离单位不一致,导致无法直接使用Buffer方法正确地生成缓冲区。提出变换缓冲区半径距离单位创建缓冲区、构建椭圆对象创建点对象的缓冲区、变换缓冲区对象坐标系创建缓冲区等方法予以解决。     

基于场论的动态缓冲区生成方法与应用

缓冲区可分为影响度只呈单一距离关系的静态缓冲区和影响度随距离变化而呈不同强度的扩散或衰减的动态缓冲区。本文通过对现有动态缓冲区算法在实际应用中存在的不足与局限的分析,提出了一种新的基于场论的动态缓冲区生成方法。该方法以场论的观点为指导,打破了传统缓冲区在进行重叠合并时简单地采用影响度小的服从影响度大的方法,而是按照场强叠加的原理,将各个影响度进行叠加来生成动态缓冲区。论文按照实际需要,提出了两种新的动态缓冲区模型,给出基于场强积分原理的动态缓冲区影响度的计算方法,实现了基于场论的动态缓冲区的生成,并成功应用于实践中。     

区域椭球面上数字高程模型的建立

提出了在局部区域的椭球面上建立数字高程模型的原理和方法。这种椭球面的DEM是在区域性椭球面上基于新大地坐标系建立的,不同于现有的基于投影平面的DEM。由于未经过从椭球面到平面的投影,从而杜绝了投影变形,也消除了平面位置与水准高程之间作为3维坐标的不兼容性。在具体建模中,直接基于与测区平均高程面最优拟合的区域性椭球面,采用格网DEM的建模方法来建立椭球面DEM。     

大型GIS与数字地球的空间数学基础研究

将地图投影概念由传统的曲面到平面的变换扩展为曲面到曲面的变换,并提出一套适合于大型GIS和地球数字产品的实用"地图投影"模型。该模型的视图采用等距离切圆柱投影,度量空间是椭球面几何系统,符合计算机环境下GIS视图与度量空间分离的特性。鉴于全球多分辨率连续可视化,精密可视化量算、三维、多维地球数据统一,标准的空间定位框架和只有在统一的空间系统内,全球资源、生态环境数据才能进行精确的地理分析等4个方面的需要,从地图投影发展到本模型将是方向和技术趋势     

参数椭球数学性质的初步研究

对“参数椭球”的数学性质进行了初步研究，在极点和赤道重力位相等的约束条件下，当“双层椭球”内的界面无限趋向参数椭球表面时，参数椭球的内椭球趋向麦克劳林椭球。这个结果核实了参数椭球的数字存在，对研究解决双层椭球的引力问题来说，向前迈进了一步。     

基于区域椭球法的似大地水准面精化研究与实践

GPS技术已经非常成熟,但是GPS高程属于大地高系统,而我国实际水准数据采用的是正常高系统。导致GPS高程不能直接运用,降低了GPS数据的利用效率。本文应用区域椭球的定位定向拟合方法,通过对椭球的定向进行调整,以消除椭球面相对于投影面的倾斜异常,并应用软件实现该转换。经在某工程应用中对比,得出区域椭球法具有可观的应用前景。     

The role of GIS in Digital Earth education

Abstract

A growing number of educators worldwide have become convinced that geotechnologies – including geographic information systems (GIS), global positioning systems (GPS), and remote sensing – are key technologies to prepare students to be tomorrow's decision makers. Grappling with local, regional, and global issues of the 21^st century requires people who think spatially and who can use geotechnologies. Some educators teach geotechnologies as a discipline, emphasising skills. Other educators use geotechnologies as a tool to teach content, such as geography, history, environmental studies, Earth Science, biology, mathematics, economics and other disciplines. Issues such as traffic, population growth, urban sprawl, energy, water, crime, human health, biodiversity and sustainable agriculture are growing in complexity, exist at every scale and increasingly affect people's everyday lives. Each of these issues has a spatial component. Drivers for geotechnology education include educational content standards, constructivism, the school-to-career movement, active learning, citizenship education, authentic practice and assessment, interdisciplinary education, community connections and a sustained, increasing demand for GIS professionals. Digital Earth is an ideal framework for contextualising domains of inquiry. The Digital Earth community can have a significant impact on the growth of geotechnologies in education, and conversely, the growth of geotechnologies in education and society can foster the forward movement of Earth systems concepts.     

椭球面上实施海域精确划界的几个关键问题

介绍了如何解决在椭球面上实施海域精确划界所涉及的几个关键问题，包括领海基线的准确描绘，领海基线平行线的精密展绘，等比例线的确定等。其中对领海基线平行线的精密展绘作了重点介绍，首次提出了任意大地线的平行线概念，并给出了工程上简单可行的求解方法。     

地球的重力聚点与参数椭球的地球重力学性质

本文研究了“参数椭球”的地球重力学性质 ,在纬度 3 5°2 1′3 2″处 ,发现了地球的“重力聚点”,给出了适用于地球的“密度分布定理”、“物质流动定理”和“重力聚点定理”;为研究地球密度的整体变化 ,提供了有用的理论工具。     

区域性椭球元素的最佳确定

提出了一种确定区域性椭球元素的新方法,与现有的确定方法相比,它不再是仅在单点上使区域性椭球面与城市平均高程面相交,而是充分利用多个点上的已知高程使两个面充分地接近,从而减少ＧＰＳ网与原有地面网因边长归算基准面不一致而产生的尺度差异。     

网格环境下缓冲区分析的并行计算

提出了基于网格环境下缓冲区分析的并行计算方法,用以提高缓冲区分析的效率。考虑到大多数地理信息系统中缓冲区分析数据的特点,提出了基于图层和地理空间区域的任务分解方法。利用已经构建的网格计算环境,实现了武汉城市地图中一条道路缓冲区分析的图层式并行计算,从实验结果的分析,可以看出网格环境下缓冲区分析的并行计算在效率方面具有明显的优势。