发展时态GIS的可操作性时空数据模型

当前GIS广泛采用的空间数据模型不足以满足时态GIS发展的需要。该文探讨时态GIS所需的、可操作性时空数据模型,并且以土地利用和交通发展的时空相互作用为例,说明如何设计和实施相关的时空数据模型,用于支持发展时态GIS。     

计算模式驱动下GIS体系结构的发展分析

计算模式是信息时代特有的解决问题的方法范式,它综合反映了信息科学的理论、软件与硬件等因素在解决实际问题中相互作用的形式,是与相应阶段主流信息技术相对应的信息系统体系结构的规律模式或构筑范式。该文分析了计算模式驱动下GIS的体系结构从单机模式、局域网模式、广域网模式(WebGIS)到网格模式(GridGIS)的发展过程,指出单机、局域网和广域网模式本质上都具有集中封闭的性质,不同程度地存在着理论、技术、物理、功能和逻辑思维等五大边缘,是典型的空间信息孤岛。网格计算模式是一种彻底的分布式计算模式,GIS的网格模式直接打破了传统模式的技术、物理、功能和逻辑思维限制,并面向理论边缘的解决,具有开放、均质、扁平的结构性质,升格为空间信息网格基础设施。     

发展时态GIS的可操作性时空数据模型

当前GIS广泛采用的空间数据模型不足以满足时态GIS发展的需要。该文探讨时态GIS所需的、可操作性时空数据模型，并且以土地利用和交通发展的时空相互作用为例，说明如何设计和实施相关的时空数据模型，用于支持发展时态GIS。     

网格空间数据库副本管理研究

网格GIS的研究重点在于利用网格技术,基于空间数据库实现空间资源共享。网格环境下,用P2P模型解决副本管理问题,可增强系统的可伸缩性和动态性。在网格GIS中,逻辑层与物理存储层分离,采用水平非交叠分片策略,依照空间区域把逻辑层划分为物理片段层。网格GIS应用系统应用GT4部署和实现,在网格上使用JXTA协议建立虚拟网络覆盖层,实现由门户节点、聚合点和物理存储节点组成的层次型全局副本目录结构。为提高空间数据发布效率,采用三层分布式索引结构,物理片段层和逻辑层分别采用R-tree索引和四叉树索引,通过软状态协议维护副本目录的一致性,并讨论副本目录原型GridSRC的实现和性能评价。     

基于对象的GIS时空数据模型设计方法

GIS时空数据模型是描述空间实体的时间特性和空间特性的有机体,是GIS存储、再现、分析动态的现实世界的基础.该文采用面向对象的思想将地理实体抽象为空间对象,对空间对象的空间几何信息、属性信息、时间信息进行封装,提出了基于对象的GIS时空数据模型的构建方法.重点探讨了基于对象的地理实体描述方法、空间对象的时态特征和时态数据的存储方法,为时空信息的有机集成、共享管理、决策分析与应用提供了关于时空数据组织与管理模式的新思路.     

基于P2P的空间数据操作分布技术研究

分布在不同节点的空间数据库通过P2P协作共同完成复杂的空间应用任务。提出一种基于P2P的空间数据操作分布的引擎设计:引擎根据空间应用任务的解析,在P2P网络中动态地选择最佳的执行引擎,通过P2P的消息和通信机制进行协作,共同完成复杂的空间计算和空间查询任务。P2P的执行机制避免了集中式执行引擎带来的网络拥塞和单点失效问题,提高了空间数据资源和计算资源协作的可靠性和可用性。     

网格GIS及其在数字油田中的应用探讨

数字油田是解决当前油田智能化管理问题的最好途径。该文分析了当前油田建设中所面临的问题,结合油田在勘探开发中的实际需要,特别就当前数字油田建设中所面临的共性问题,在分析现有油田技术及发展需求的基础上,指出了基于中间件的分布式网格GIS技术是解决当前数字油田领域中所存在的问题的最佳方式,并讨论了其实现过程。     

面向问题的空间应用表达与实现

讨论空间应用的一种面向问题的表达方法与实现机制。为解决空间应用的描述问题,在建立时空一体化空间数据模型基础上,定义了对SQL进行扩展的时空复合查询语言,实现了对空间应用问题的非过程化描述;研究复杂空间应用的表达问题,讨论时空复合查询语言的限制,并在语言中引入流机制,通过空间应用问题的组合实现更为复杂的空间应用,并支持空间数据分布式计算;最后给出若干空间应用实例及其面向问题的表达。     

P2P环境中的全局空间数据目录研究

P2P计算通过大量自治的节点协作共享资源与计算,为空间数据和空间操作的分布提供了新的分布式计算模式。分布在不同Peer上的空间数据库节点通过P2P协作构成一个超级全局空间数据库,全局空间数据目录是P2P环境下快速定位空间数据资源和空间计算节点的关键技术。Peer数据库节点的数据模式、元数据、资源状态参数等抽象为一系列关键词集合。全局目录基于Peer空间数据库节点的外包矩形进行动态聚类并建立P2P环境下的空间索引,支持Peer空间数据库节点的动态加入和退出,支持复杂空间查询和关键词查询。该文给出了全局空间数据目录的组织模型、P2P空间数据索引及空间资源发现算法。     

格网技术对GIS发展的影响

格网技术作为新一代的Web技术,必将深刻影响GIS的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及GIS互操作问题的解决提供了一种新思路。格网中的智能体组件动态组装应用软件将对GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现中国GIS产业的跨越式发展。     

探索性空间分析及其与GIS集成模式探讨

探索性空间分析基于让数据说话的理念,可以避免野值或非典型观测值的误导。在对探索性空间分析的基本原理和概念界定的基础上,探讨交互式和动态空间数据分析、地学可视化及可视化空间分布、确认性空间分析、空间数据挖掘等探索性空间分析的主要技术。由于统计分析软件和GIS的数据格式差异很大,直接将二者简单集成存在一定困难,因此切实可行的集成方式是采用对象连接和嵌入(OLE)技术,分别调用统计分析软件的探索性分析功能(或者函数)以及GIS的地图显示和空间分析功能,并进行必要开发,实现二者的集成。最后对探索性空间分析的发展方向进行展望。     

田野考古地理信息系统研究与建设

基于地理信息系统(GIS)技术建立“田野考古地理信息系统”(FAGIS),为田野考古发掘、研究以及文化遗产保护提供了一种数字化的手段与方法。针对用户“个性化服务”的应用需求,进行了系统柔性平台的框架设计,并分别介绍了基于摄影测量技术的数据采集与处理、考古知识获取与管理、空间决策支持、体视化与虚拟考古环境构建四个主要功能及其研究与实现的途径。     

GIS与地理分析

GIS与地理学的结合 ,有助于地理学家分析区域性或全球性一系列的地理问题 ,研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等圈层内部的结构特征、分布规律、演化过程以及彼此之间物质流、能量流、信息流的传递方式及动力学机制。     

GIS支持下不同生态背景的土地利用空间特征分析

在遥感与地理信息系统技术支持下 ,分析了不同生态背景下的我国土地利用、土地覆盖特征的空间分布。具体表现为对不同温度带、不同降雨带、不同高程带上的土地利用的时空特征进行了研究分析 ,结果表明 :总体上我国的土地主要分布在寒温带以下、降雨<2 5 0 mm的干旱带、高程在 1 0 0 0～ 3 5 0 0 m的地区。其中耕地主要分布在中温带、降雨在 40 0～ 80 0 mm的半湿润带、高程在 1 0 0 m以下的低平原区 ;林地分布在中温带、降雨为 40 0～ 80 0 mm的半湿润带、高程在 1 0 0 0～ 3 5 0 0 m的中山区为最多 ;草地主要分布在寒温带以下、降雨 <2 5 0 mm的干旱区、高程 1 0 0 0～ 3 5 0 0 m的中山区 ;建设用地则主要分布在暖温带、降雨 40 0～ 80 0 mm的半湿润带、低平原区 ;未利用地主要分布在寒温带以下、降雨 <2 5 0 mm的干旱区、高程在 1 0 0 0～ 3 5 0 0 m的中山区。     

A GIS data model for landmark-based pedestrian navigation

Landmarks provide the most predominant navigation cue for pedestrian navigation. Very few navigation data models in the geographical information science and transportation communities support modeling of landmarks and use of landmark-based route instructions for pedestrian navigation services. This article proposes a landmark-based pedestrian navigation data model to fill this gap. This data model can model landmarks in several pedestrian navigation scenarios (buildings, open spaces, multimodal transportation systems, and urban streets). This article implements the proposed model in the ArcGIS software environment and demonstrates two typical pedestrian navigation scenarios: (1) a multimodal pedestrian navigation environment involving bus lines, parks, and indoor spaces and (2) a subway system in a metropolitan environment. These two scenarios illustrate the feasibility of the proposed data model in real-world environments. Further improvements of this model could lead to more intuitive and user-friendly landmark-based pedestrian navigation services than the functions supported by current map-based navigation systems.     

地理格网模型研究进展

地理格网系统起源于早期的制图研究,并发展成为表达复杂地理现象、综合分析自然与人文数据、模拟地理系统功能与行为的基本方法。地理格网系统的组成包括格元、格边和格点,格元代表了区域面状特征,格点确定了格元的基本位置和点状特征,格边用于度量格元间的通量关系。在现代地球测量技术驱动下,地理格网系统的功能从传统的地图定位框架与地理现象表达,进一步拓展出多源地理空间数据融合、地理综合分析等新功能。研究椭球空间下的地理格网系统构建模型、误差分布、地学计算等是地理格网系统研究的前沿和基础性科学问题。     

云GIS的内涵与研究进展

云计算将是下一代计算平台,云计算的发展必将带动与计算科学密切相关的地理信息系统学科的发展.本文采用文献分析方法综述了云计算的特征、云GIS内涵、关键技术和科学问题,指出云GIS是利用云基础设施获得大规模计算能力来解决GIS中海量空间数据的分布式存储、处理任务划分、查询检索、互操作和虚拟化等关键性科学问题,提高GIS 数据处理与管理能力,为计算密集型和数据密集型的各类GIS 服务提供高性能处理的技术.其基本内涵是空间数据的云特征,空间数据管理中的云计算特征.同时指出云GIS 将彻底突破GIS 既有的“专业圈子”,实现GIS自身的革命性突破,极大地扩展其市场规模.然后,本文介绍了云GIS平台,指出云GIS发展中的优势与不足;最后,从云GIS模式技术发展趋势、应用需求及教育专业需求3个方面展望了中国云GIS的研究进展.     

基于GIS的水文地质空间信息系统研究与应用

以区域水文地质信息化与空间分析为目标，以GIS软件ARC／INFO为平台，开发了以水文地质空间数据库为基础，以应用模型体系为支撑的水文地质空间信息系统。以中国西部典型区域的水文地质实际勘查资料为基础，对系统的功能及稳定性进行应用与验证。结果表明：系统具有速度快、准确性与自动化程度高、动态性与可重复性强和可视化程度高等优点，可极大提高水文地质空间分析的有效性、可靠性以及水文地质工作效率，实现基于GIS环境下的地下水预测、模拟、分析与评价的一体化。