开源GIS进展及其典型应用研究

近年来,开源GIS软件取得迅猛发展,越来越多的科研机构、企业和组织开展了开源GIS软件开发和应用研究。本文首先综述了当前主流的开源G1S软件及其典型应用,讨论了开源GIS软件版权许可形式;其次,分别从模块功能、体系架构和开发使用环境等方面分析了主流开源桌面GIS软件和WebGIS的特点,并提出研发和教学方面开源GIS软件选择的建议;最后,讨论了基于GeoServer、Nasa World Wind、MapServer和SharpMap四种开源GIS软件在地图制图、3维可视化表达、网络地理信息服务和移动GIS软件等方面的典型应用实例,对开源GIS的应用和发展前景进行了展望。     

开源GIS在WebGIS中的应用初探

由于开源GIS的快速发展和功能逐步的完善,尝试利用开源GIS软件实现在网络GIS中的应用,通过运用空间数据库PostGIS、开源OGC服务器GeoServer和WebGIS客户端OpenLayers实现全球H1N1流感疫情地图的发布。目的在于为小型地理信息系统项目探索一些免费开源的解决方法和思路。     

Evaluating urban public facilities of Shenzhen by application of open source data

Abstract

This article applies open source data of public facilities through data mining, not only to evaluate the public facilities from an objective dimension, but also to reflect the sensory opinions of the group factually, eventually realizing the evaluation measurement of urban public facilities. The research takes Shenzhen city as an empirical case and chooses typical public facilities to mine data, resolve address and weight to explore the application of public facilities evaluation under dimension reduction of open source data. The empirical study consists of three parts. First, as the objective evaluation, we estimate the density distribution and per capita of public facility through data mining and address resolution. Second, as the subjective evaluation, we carry on the location analysis to high-score public facility through attention and satisfaction data of Internet evaluation. Finally, as mentioned above, we calculate the weight of objective and subjective evaluation of public facility, eventually formatting the comprehensive evaluation of public facilities.     

开源体系在GIS软件开发课程中的应用

商用GIS软件在GIS教学中的应用削弱了学生对原理和算法的认知和探索,有必要采用开源GIS体系进行代替。本文针对GIS软件开发系列课程的教学目标和知识点,对开源GIS软件体系进行了分类,并从许可协议、开发模式等方面提出了一套涉及GIS软件底层开发、桌面端开发、WebGIS开发和移动GIS开发的开源解决方案。通过教学实践证明,本文提出的开源解决方案能够显著提升学生的GIS软件开发技能。     

开源GIS软件安装使用方式综述

开源GIS软件的安装使用有源代码编译,可执行文件,USBGIS,GIS CDROM/DVD,GISVM,LiveGIS等多种方式,利用开源GIS软件可以集成搭建企业级通用GIS方案平台,对比研究了多种安装使用方式,充分满足GIS教学、科研和生产的需要。     

DOM精度检查输出系统程序设计

DOM生产执行两级检查一级验收制度,对DOM平面位置精度进行检查是数据质量检查的重要过程。在检查过程中需要对DOM成果精度进行评定,而这一过程重复工作量大,耗费的时间较长。本文主要研究DOM精度评定工作的流程、成果评分的原则;ArcGIS Addin开发技术及如何利用开源组件生成报表技术;并且结合使用上述技术编写精度检查程序。在实际项目中对程序进行测试,实验证明,DOM精度检查程序可以提高平面精度评定检查效率,生成的报表数据准确,编写的软件可以用于实际生产并推广使用。     

基于开源架构的GIS原型系统的设计与开发研究

本文阐述了基于开源架构的GIS原型系统SharpMap的设计思想,分析了SharpMap的总体架构设计,详细介绍了其软件内核、核心功能设计和实现原理,并对基于开源技术的GIS系统的开发提出了一些建议。     

开源WebGIS分析与设计

本文阐述了万维网地理信息系统(WebGIS)和开源软件的概念、特点,详细分析了开放地理信息系统(OpenGIS)规范体系结构和工作流程:要素模型(Feature)、地图样式表、OGC Filter、Web地图服务和Web要素服务等。然后从几何基础类库、地图服务器、客户端和GPS应用系统分析了国内外的开源WebGIS实现,最后进行了模型-视图-控制器(MVC)模式的WebGIS基本设计,基于开源软件设计了WebGIS框架的系统结构方案。     

影像解译中的深度学习可解释性分析方法

深度学习的迅速发展极大地推进了多种图像解译任务的精度提升,然而深度学习网络模型的“黑箱”性质让使用者难以理解其决策机理,这不仅不利于模型结构优化和安全增强等,还会极大地增加训练调参成本。对此,本文围绕影像智能解译任务,对深度学习可解释性国内外研究进展进行了综合评述与对比分析。首先,将当前可解释性分析方法分为激活值最大化分析法、代理模型分析方法、归因分析法、扰动分析法、类激活图分析法及样例分析法等6类方法,并对方法的原理、侧重点及优缺点进行了回顾。其次,对8种衡量各类分析方法所提供解释的可靠性的评估指标进行了回顾,并梳理了当前公开可用的可解释性开源算法库。在当前开源算法库的基础上,以遥感影像智能解译任务中的可解释性分析为例,验证了当前深度学习可解释性方法对遥感影像的适用性;试验结果表明当前可解释性方法在遥感解译中还存在一定的局限性。最后,总结了现有基于自然影像的可解释性算法在遥感影像解译分析中存在的问题,并展望了设计面向遥感影像特性的可解释性分析方法的发展前景,旨在为相关研究者提供参考,推动面向遥感影像解译的可解释性方法研究,从而为深度学习技术在遥感影像解译任务中的应用提供可靠的理论支持与算法设计指导。     

GNSS+INS组合定位在矿山无人驾驶卡车的应用

面向矿山无人驾驶卡车场景,针对GNSS定位不连续且容易被干扰、INS存在累计误差的缺点,本文提出了一种基于GNSS+INS组合的导航算法,该算法融合了两种算法的优点,提高了定位的精度和可靠性。分别将RTK算法和组合导航算法结果与开源软件RTKLIB和NovAtel板载输出结果对比。试验结果表明,本文算法在精度上与NovAtel板载输出结果基本持平,明显优于RTKLIB软件。本文算法平面和高程误差均值及STD均优于5 cm,姿态误差均值和STD优于1°,可以满足矿用无人驾驶卡车的定位精度需求。     

Show me the code: spatial analysis and open source

This paper considers the intersection of academic spatial analysis with the open source revolution. Its basic premise is that the potential for cross-fertilization between the two is rich, yet some misperceptions about these two communities pose challenges to realizing these opportunities. The paper provides a primer on the open source movement for academicians with an eye towards correcting these misperceptions. It identifies a number of ways in which increased adoption of open source practices in spatial analysis can enhance the development of the next generation of tools and the wider practice of scientific research and education.

基于PostGIS的异构地理空间数据组织与应用开发

PostGIS是开源关系型数据库系统PostgreSQL的空间扩展。本文分析了目前在地理信息工程领域的异构地理空间数据几种存在形式,结合PostGIS的空间数据组织方法,提出了针对PostGIS数据库的多源空间数据的集成应用方案,并在.Net开发环境中进行了可视化应用开发实践。     

虚拟现实中的物理引擎ODE与虚拟引擎OSG结合探讨

随着社会的进步和科技的发展,传统技术及其赖以生存的经营方式正渐渐地发生细微的变化,这在混沌学里被视为事情发生质变的一个不可忽视的因素。同样,开源物理引擎(open dynamics engine)与虚拟引擎(openscene graph)在这种变化中积极地上演着自身的角色,并不断拓展自己的"势力范围"。本文分别从两个引擎的角度进行了阐述,并将两者进行了有效地绑定,构建出能体现物理特性的虚拟环境。     

点云压缩研究进展与趋势

三维点云为物理世界精细数字化提供了高精度的三维表达方式,广泛应用于三维建模、智慧城市、自主导航系统、增强现实等领域。然而点云的数据海量、非结构化、密度不均等特点给点云的存储和传输带来了巨大挑战,因此在有限的存储空间容量和网络传输带宽中实现低比特率、低失真率的点云压缩具有重要的理论意义和实用价值。围绕点云压缩中的研究现状、标准框架和评价指标,阐述国内外点云压缩算法研究工作、运动图像专家组压缩标准框架以及几何和属性信息质量评价指标的最新进展,分析比较3种开源点云压缩算法在点云压缩公开数据集下的性能表现,并对点云压缩的主要发展方向趋势予以展望。     

基于GeoNames和Solr的地名数据全文检索

地名数据是一种重要的地理信息资源,目前我国的地名数据库建设多局限于国内地名,缺少国外数据。传统地名数据的检索多为关键字查询,查询效率低且无法用于复杂地名查询。文中提出一种基于开源地名数据库GeoNames和开源搜索引擎Solr的地名数据全文检索方法,通过分析GeoNames的数据类型和结构,构建MySQL地名数据库,并利用Solr建立地名索引,提供基于Web服务的地名数据全文检索。实验表明,基于Solr的地名数据全文检索能够显著提高地名数据检索效率,对于复杂地名查询,也能进行有效地检索。     

基于Cesium的地方大地测量数据库平台设计

Cesium是一个基于JavaScript开源库,支持二、三维一体化的时空数据展示与管理功能,为地方(区域)性三维大地测量数据查询展示提供了一个低成本、易共享的平台。基于Cesium的地方大地测量数据库Web平台,将突破以往基于二维平台开发展示查询系统技术,实现大地测量数据三维可视化,进一步提高大地测量成果的共享性、可视性、交互性。本文基于Cesium开源库,结合.NET、Web Service等技术进行了Web应用程序开发,实现了GIS的基本功能,完成了大地测量数据的展示、定位和查询的工作。     

Satellite Data Classification Using Open Source Support

In this study we explored the potential of open source data mining software support to classify freely available Landsat image. The study identified several major classes that can be distinguished using Landsat data of 30 m spatial resolution. Decision tree classification (DTC) using Waikato environment for knowledge analysis (WEKA), open source software is used to prepare land use land cover (LULC) map and the result is compared with supervised (maximum likelihood classifier – MLC) and unsupervised (Iterative self-organizing data analysis technique - ISODATA clustering) classification techniques. The accuracy assessment indicates highest accuracy of the map prepared using DTC with overall accuracy (OA) 92 % (kappa = 0.90) followed by MLC with OA 88 % (kappa = 0.84) and ISODATA OA 76 % (kappa = 0.69). Results indicate that data set with a good definition of training sites can produce LULC map having good overall accuracy using decision tree. The paper demonstrates utility of open source system for information extraction and importance of DTC algorithm.     

屏蔽领域细节的轻量级开放地图服务集成模式

社会的发展对网络地图集成提出了更高的要求,技术的进步使得这种要求成为可能。现有的地图集成模式主要有两种。地图服务商提出的集成模式,依赖于自己提供的数据源,且对开放标准的支持较弱;开源社区提出的基于WMS的集成模式,虽然实现了数据源的独立,但过于专业而不适合普通用户使用。为了更好地满足地图集成的要求,本文提出一种屏蔽领域细节的轻量级开放地图服务集成模式,它支持标准的网络地图服务,同时又屏蔽领域细节,不要求使用者具有专业知识,具有良好的适用性。本文实现的原型系统,初步验证了这种模式的可行性。     

基于GDAL的瓦片切割技术研究

切片处理服务在WebGIS中的应用至关重要。本文阐述了地图切片的相关原理,描述了地图切片使用的内部机制,提出了一种使用GDAL开源库对地图模板文件进行切片的方法。详细阐述了基于GDAL的地图切片的原理和步骤,基于GDAL实现了地图切片、切片管理的工具,介绍了地图模板局部更新的方法和技术路线。     

基于开源软件的WebGIS服务器构建

随着Internet的发展,WebGIS已经成为GIS发展的必然趋势.开源软件具有成本低、稳定性和安全性高的优点,成为许多中小型WebGIS项目的首选.本文先是介绍了WebGIS的基本原理,然后选择了需要的开源软件:开源操作系统Linux、开源应用软件Apache、MapServer、PostgreSQL/PostGIS,之后使用这些软件构建了WebGIS服务器并论述了服务器工作流程,最后介绍了开源WebGIS的一个具体应用.