资源与环境承载力综合评价模型研究

资源与环境承载力的研究对人类社会经济活动意义重大。将资源与环境视为一个复合的生态系统,依据多层次指标体系结构,建立了以资源与环境承载力为目标层的集成指标体系。综合分析各指标间的相互联系,以及集成性指标对准则层指标、准则层指标对目标层的作用,构建了若干个集成指标模型、3个准则层指标模型,以及资源与环境承载力综合指数模型。运用GIS技术,形成了系统化、定量化的分析方法体系,实现了模型在网格单元的运算。研究结果反映了资源与环境承载力空间分布的连续性和渐变性,克服了以行政区域为分析单元的突变性。以山西省阳高县作为研究对象,采用相应技术方法进行资源与环境承载力评价研究,验证结果与实际情况基本吻合,表明了所建立模型和技术方法的合理性和可操作性。     

资源与环境信息系统中模型方法元数据及其集成

资源与环境信息系统中数据的元数据标准业已产生 ,并在数据的组织与管理中发挥重要作用 ;但对于数据使用十分重要的模型方法元数据尚未有完整的描述 ,难以对现有的数学模型与方法进行查询、检索 ,从而限制了应用 ;通过对资源环境信息系统进行研究 ,提出元数据应包括数据元数据 (狭义元数据 )、模型元数据与方法元数据 ,提出并分析了模型方法元数据的概念与内容 ,提出了一套适用于资源环境系统的元数据库结构 ,以实现对模型与方法的有效管理 ;最后提出模型方法元数据同资源环境信息系统的集成方法 ,及其在该系统中的应用和发展方向 ;并得出基于元数据来实现模型和方法的集成管理与共享是切实可行的。     

基于Web Service的地球系统碳循环建模框架研究

在分析了现有地球系统碳循环模型后,提出了基于Web Services的建模框架方案。定义了地球系统碳循环建模框架的体系结构,设计了地球系统碳循环模型服务的元数据。最后,构建了地球系统碳循环模型服务耦合与兼容性校验方式。实验表明,基于Web Services的地球系统碳循环建模框架可以实现网络环境下异构碳循环模型服务的集成建模。     

耦合人群移动的COVID-19传染病模型研究进展

构建传染病模型可为疫情防控与公共卫生研究提供至关重要的规划与解析工具。由于宿主行为是传染病传播动态的决定性因素之一,有效耦合人群时空行为对以人为宿主的传染病建模具有重要意义。得益于人群移动大数据研究与应用的快速发展,新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的疫情建模研究中呈现出了耦合人群移动建模的显著特征。为系统深入理解该项传染病模型研究中的重要进展,本文对相关文献进行分析与总结。首先,本文分析了COVID-19疫情与人群移动的交互影响,说明了耦合人群移动构建COVID-19模型的必要性。然后,根据建模的目的和原理,从疫情短期预测与过程模拟2个角度,对耦合人群移动的COVID-19传染病模型进行分类梳理。其中,根据耦合人群移动的方式,本文将面向疫情短期预测的模型分为人群移动一阶量与人群移动二阶量的耦合模型,将基于过程模拟的模型分为群体级别和个体级别的耦合模型。最后,本文评述了耦合人群移动的传染病模型研究进展和未来发展方向,认为该领域研究亟需更加深入建模与疾病传播相关的复杂人群时空行为、提升模型的空间解析能力、突破精细化时空传播模拟的计算瓶颈、拓展与前沿人工智能方法的融合,并构建普适而开放的建模数据与工具以促进应用发展。     

基于构件环境的资源动态依赖模型研究

软件复用被认为是解决软件危机的重要手段,面对企业日益复杂的数据和业务环境,基于数据和业务构件化软件复用需求日益迫切。以提高在应用开发中的软件复用率为目的,应用结构化、模块化和面向构件方法,研究了构件的静态装配、运行环境、层次关系,以及在构件环境下资源的动态依赖,提出了基于构件环境的资源动态依赖模型,在基于Java平台企业版集成平台的环境下将本模型应用于制造业信息化应用支撑软件构件化开发平台,取得了较好应用效果。     

城市环境容量集成模型研究

本文针对我国城市化形势和信息时代的信息集成需求,分析了城市化集成模型的内涵。在研究城市化对生态环境各种影响的基础上,提出了基于巨量数据的子模型体系。阐述了现代信息技术条件下城市化集成模型的主要特点。     

基于ArcGIS Engine的旅游流时空分析系统设计与应用

 针对现有旅游流研究所面临的数据来源多样复杂、理论及模型分布分散、过程特征解析及重建复杂,以及表达困难等问题,以ArcGIS Engine为开发平台,从时空特征分析入手,构建适用于旅游流表达与分析的多源时空数据组织与存储体系,实现多源研究数据的整合与集成。同时设计了旅游流时空分析的模型集成框架,集成典型分析模型,实现了旅游流时空特征、过程,以及相互作用分析与可视化表达。另构建可反映旅游流研究思路与流程的旅游流时空特征解析与表达系统,并以江苏省13个地级市的旅游流为例进行实证分析。结果显示:本文所构建的系统可揭示旅游流及其相关要素的时空演化特征与相互作用关系,并能实现旅游流时空特征与过程解析结果的可视化表达。     

三维管网自动建模研究

管线三维建模是构建数字城市的重要内容,目前,管网建模技术主要是基于手工或标准连接件的半手工建模,而三维管网的全自动建模存在建模过程复杂、效率低、模型质量差等不足。针对这一问题,本文提出了一种基于管线路径扫略、形体放样及布尔运算的复杂三维管线模型自动生成算法。根据截面形状参数曲线,运用图形变换,沿路径确定内插截面法线实现管线路径扫略三维模型构建;形体放样则是以放样截面间以各自顶点组成三角形为基元的小平面来构造管线表面,采用逼近方式拟合三维管线的整体形状;布尔运算的联合、交、差几何计算实现管网交叉贯通复杂模型的三维建模。通过实例验证,表明了该方法能够快速、高效实现任意复杂管网高质量三维模型的构建。     

面向环境数据集的Spatial OLAP系统集成

SOLAP是以空间数据仓库为基础,针对特定问题的联机空间数据访问和分析,实现SOLAP的前提是解决空间数据与非空间数据在空间数据仓库中的集成问题。首先,论文结合混合数据仓库架构模式,采用多层体系结构设计,提出和构建了一种面向环境数据集的空间OLAP系统的体系架构,包括"生产数据库—数据仓库层(基础业务库-主题数据库)-中间件层—BI综合分析层"等4个层次。接着,分析了环境数据集成和空间数据仓库建模过程,采用Oracle 11g来构建环境空间数据仓库,通过使用ODI工具的ETL功能实现环境属性数据集成。分析和构建了环境数据空间维度扩展的方法和模型,通过扩展行政区划维度表,使用Oracle Spatial sdo_geometry抽象几何数据类型存储环境空间数据,实现了空间数据和数据仓库数据的一体化存储。分析了SOLAP系统中OLAP和GIS的集成问题,采用OBIEE作为OLAP工具,Oracle Mapviewer作为GIS组件、GIS服务和OLAP服务在Web服务器中进行业务逻辑集成,对外提供统一的访问接口,实现OLAP和GIS的完全集成。最后,实现了一个环境数据集SO-LAP原型系统,验证了论文的框架和模型。     

基于对象流的地缘环境时空分析模型

地缘环境时空分析是对地缘体、地缘关系及地缘结构进行的解析、评价和预测,是把握地缘环境空间特征、关联关系演化规律的重要途径。本文采用文献研究、类比归纳、建模研究等方法,提出地缘环境对象是地理信息世界中对现实地缘环境实体抽象后的数字化表达,地缘环境对象流是对象间物质、信息和能量数据交互过程的总称,与地缘关系间存在映射关系,对地缘环境态势和演化过程具有关键作用。在对地缘环境对象流相关概念和内涵解析的基础上,探讨了地缘环境对象流的数据表达与组织方法,构建了地缘环境分析模型,模型从地缘环境系统构成出发,将地缘环境对象流的分析逻辑和数据模型结合,分别建立地缘环境对象流分析原理的逻辑表达及地缘环境对象化数据组织体系,在数据支持下利用数据分析算法来确定地缘环境对象与地缘关系间的映射函数,实现面向应用场景和具体问题的地缘环境分析。本文对地缘环境分析模型进行了验证,以“印太地区”地缘经济环境分析为例,基于2009—2018年该区域经济水平排位前10的国家经济数据,进行了地缘经济实体特征的抽象、贸易对象流的数据表达与组织、数据分析及地缘关系测度,分析了贸易流的时空变化过程、地缘影响力以及地缘关系群组等,验证...     

GIS与地下水数值模型集成中面向对象法的应用

GIS与专业领域模型的集成面临着许多挑战,其中之一是GIS要适合专业模型的要求。地下水模拟模型需要一个专业的GIS数据结构,同时GIS应用的快速发展,为地下水资源管理提供了辅助决策功能。本文使用面向对象的方法(Object Oriented approach),建立地下水模拟概念模型和适合于地下水可视化模拟的GIS数据结构,并研究GIS与地下水模拟模型紧密集成技术。采用面向对象的思想,将数据、模型和用户接口统一集成到同一个GIS系统中,为模型管理和分析创造了充分的灵活性。     

矿体线框模型编辑器的设计与开发

矿体建模是矿山可视化的重要内容之一。在矿体建模过程中,模型编辑是建模的关键环节。本文从软件开发的角度,探讨了三维矿体线框模型编辑器的设计与开发方法。介绍了开发环境、建模方法、空间数据模型以及模型编辑等关键技术,并重点讨论了人机交互编辑的具体实现过程。该编辑器已经能够在三维可视化环境中交互绘制矿体剖面轮廓线,并通过轮廓线快速地构造矿体的线框模型。最后以矿体断面图为实例验证了该编辑器的有效性和易操作性。     

基于SGOG瓦块的数字地球真三维可视化技术与应用

以Google Earth为代表的第一代数字地球平台,利用球面剖分瓦片,构建了2.5维静态的数字地球表面,实现了地表空间数据的集成、建模和应用,但没有涉及地表上下的空间。本文阐述了球体大圆弧QTM八叉树剖分的规则、瓦块体系的几何特征及其编码原理,设计并实现了瓦块编码到空间直角坐标之间的互换算法,并利用C++和OSG等主流语言,构建了真三维数字地球可视化平台的雏形框架;实现了球面和球体的任意剖分、地表上下空间实体的可视化建模及简单三维空间分析。初步展示了球体瓦块的新一代数字平台在天地一体化空间大数据集成、管理、建模与应用中的优势及前景。研究表明,球体大圆弧QTM八叉树网格,具有简单、规整、几何特征明晰、适宜作为全球离散空间的坐标基准,利于空间实体建模与可视化等特点,可作为构建新一代数字地球平台的数据模型基础。     

面向网格环境的Java跨平台GIS系统原型实现的关键技术

针对传统地理信息系统在空间数据处理中无法有效进行数据访问与集成的问题,提出了面向网格计算环境下空间数据访问与集成的地理信息系统体系架构,并给出了面向网格环境的Java跨平台GIS系统原型的设计方案,以及地理信息网格服务化提升的关键技术。进一步整合Java拓扑模型、Eclipse富客户端平台与面向海量数据访问的数据网格组件,以标准规范的开发流程,给出构建面向网格环境具备可拓展结构的跨平台地理信息系统原型的实现过程。     

面向作战任务的战场环境仿真过程对象模型

针对目前战场环境仿真系统与指控系统之间互操作性还不完善,需要构建一种面向作战任务的战场环境仿真过程模型来有效解析指控系统的关键信息需求。分析了仿真过程结构化特征,采用面向对象的方法构建仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立仿真过程的逻辑语义模型;定义仿真过程对象数据结构,构建任务驱动下的仿真过程数据映射模型。最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证其合理性与可扩展性。     

工作流模型的分层建模法

工作流建模对工作流管理系统的实现具有重要的作用,目前大多数工作流模型在形式化语义描述、可视化、易修改性等方面难以均衡,健壮性和柔性不足.本文提出了一种基于层次结构的建模方法,将工作流模型的建立过程划分为对象定义、业务逻辑和工作流执行3个层次,同时给出了工作流的实现框架.实验证明,该建模方法在一定程度上增强了工作流系统的易修改性、容错性、自适应性和可扩展性.     

智能化空间决策支持模型库及其支持下GIS与应用分析模型的集成

通过对模型库及模型库支持下 GIS与应用分析模型集成方式的探讨 ,以及其它 GIS与应用分析模型集成方式的对比 ,作者指出模型库方式将是 GIS与应用分析模型集成的主流方向 ,提出了一种新的 GIS与应用分析模型集成的框架 :知识驱动的空间决策支持模型库体系 ,它将数据库、模型库和知识库技术三库合一融入到 GIS中 ,实现 GIS与应用分析模型的无缝集成 ,以进一步提高 GIS对复杂空间决策问题的决策能力。从服务于模型库的知识库建设、智能化模型库支持下的决策流程等方面进行剖析 ,展现了知识驱动的空间决策支持模型库支持下 ,GIS与应用分析模型集成的优越性、先进性。     

东北亚资源环境综合科学考察数据集成体系的构建

 东北亚区域是一个资源相对集中,生态环境格局复杂,气候地带性多样,人地关系对比显著的区域。集成该区域的资源环境综合科学考察数据,对于支撑全球变化等前沿科学研究和区域可持续发展等具有重要意义。针对该区域数据资源缺乏的现状,研究构建了包括三大体系的东北亚资源环境综合科学考察数据集成系统,即数据资源采集与管理标准规范体系、数据分类体系、数据应用平台软件体系。其中,标准规范体系包括数据采集规范、数据管理规范和综合考察规范3类共23项;数据分类体系包括4个大类、25个小类、128个要素;数据平台软件系统包括数据目录检索管理、元数据管理、数据发布与可视化、数据浏览与获取等5个功能模块;鉴此,用地理信息技术和网络技术,实现了东北亚资源环境综合科学考察数据集成原型系统。目前,已集成144个数据集(库),数据量超过2TB,为东北亚综合科学考察数据的深度集成和应用奠定基础。     

图文办公系统二次建模开发方法研究

采用传统工程方法开发图文办公系统存在开发周期长、维护困难的难题。分析了产生这些问题的原因．提出从具体业务特征中抽象共性特征,并对共性特征（包括独立特征）与具体业务特征分别建模的二次建模方法。应用实践表明,该方法增强了图文办公系统的适应性。