3D GIS与3D GMS中的空间构模技术

3DGIS和3DGMS是近10年来地学领域并行发展的两大领域,该文从研究对象,数据来源,空间参照,空间构模,拓扑描述,空间量算,空间分析及应用领域等方面分析了3DGIS和3DGMS异同,并从数学模型,高程特征,属性特征和构建方式等方面讨论并重新界定了空间维数问题,重点分析了空间构模技术,将3D GIS和3D GMS中的空间构模分为基于面模型,基于体模型和混合构模3大类,并进行了分析比较和讨论,指出3D GIS和3D GMS将殊途同归,并最终建立全要素的真3D地球信息系统。     

GIS空间索引方法述评

地理信息系统的主要任务之一是有效地检索空间数据及快速响应不同用户的在线查询。传统的索引方法只能解决一维查询问题,无法满足地理信息系统的要求。该文介绍了GIS中具有代表性的三类空间索引方法,即基于点区域划分的索引方法、基于面区域划分的索引方法和空间实体的地址编码索引方法,并且进行了分析对比。     

空间索引技术及其GIS应用综述

空间索引技术可提供高效的空间数据组织与管理方式,以支撑海量空间数据的挖掘与分析。针对当前空间索引存在的知识体系不明晰、选择难等问题,该文通过文献调查法和CiteSpace工具,依据空间划分及映射方法将空间索引划分为基于树结构、格网、空间填充曲线和地址编码的空间索引四大类,并综述其原理、空间结构、适用范围及在GIS领域的应用,最后对空间索引在数据组织、高效计算、可视化、可靠性等方面的研究进行展望。结论如下：基于树结构的空间索引最具普适性且可以处理多维度及多层次的数据,查询性能依赖于树结构的平衡性及数据的分布;基于格网的空间索引可以均匀划分空间以便于高效范围查询,却不适用于非结构化或动态数据集;基于空间填充曲线的空间索引可以在实现维度压缩的同时保持局部邻近性,但插入或删除数据可能导致整个曲线的重构难以频繁更新;基于地址编码的空间索引将语义地址信息转化为编码信息,便于高效检索,然而语义地址匹配仍存在较大误差和不确定性。研究结果可为空间数据组织和结构设计提供参考。     

体绘制技术在地学3D GIS 可视化中的应用研究

体绘制技术是目前科学计算可视化研究的一个重要组成部分，对地质体内部属性分布的可视化有重要意义。该文针对地学研究中几何建模和属性建模同样重要的特点，基于一种矢栅一体化的混合数据模型，对地质体表面采用三角面片描述几何形状，对地质体内部采用基于八叉树的自适应网格剖分技术描述内部属性特征。对网格剖分后的体数据，采用体元投射的体绘制技术进行地质体内部属性可视化，显示出很好的效果，具有实际应用意义。     

空间索引技术的应用与研究

1引言与传统的数据库管理系统相比,空间数据库涉及对现实世界大量空间目标的处理,空间目标具有不规则的几何形状、目标间的空间关系复杂,空间数据具有不可排序性、相关性和数据复杂性等特点.针对一维属性数据的主关键字索引而设计的传统数据库索引技术,不能直接应用于空间数据库的索引.空间索引技术一直是数据库技术及相关研究领域的热点问题,本文针对空间数据的特点,讨论了目前主要的空间索引方法,并对空间索引技术在商用数据库中的应用作了介绍。2空间数据及其特点空间数据是指带有空间坐标信息的数据,它不仅能表示实体本身的空间位置及形态,而且还包含实体属性和空间关系的信息。空间数据具有以下特点：     

GIS中的空间基准问题

GIS建设中空间基准的统一是GIS数据质量、数据共享、数据使用的基础。在我国GIS建设中普遍存在着空间基准不一致的问题。该文分析了我国GIS建设中空间基准存在的主要问题 ,并在此基础上给出了GIS建设中统一空间基准的方案、方法和步骤     

基于层次分析法和GIS的西昌市空间形态变化特征研究

城市空间形态变化研究涉及到自然条件、资源分布、人类活动、社会经济发展等诸多方面,运用层次分析法对复杂因素构成的整体问题进行层次分解和重新构造,建立多目标的综合评价指标体系和模型。以西昌市为例,将影响城市化发展和空间形态发展变化的特征因子概括分解为自然因子和人类活动因子两大类,并基于DEM数据分别提取出坡度、相对高程、坡向、地面粗糙度数据,利用两个不同时期的遥感数据求取出土地变化率数据,从而作为分析西昌市空间形态变化特征的驱动力因子。结合层次分析法计算出来的5个因子权重值,在ArcGIS 9.3中利用栅格计算器进行叠置分析,求取出西昌市空间形态变化模式趋势图和空间发展模式分类图。     

基于GIS的重庆地区气温空间分布研究

在观测资料的基础上,利用GIS技术,结合DEM引入天文辐射和高程,研究了重庆地区的多年月平均气温空间分布.并采用独立于观测站外的气象哨的多年月平均观测资料进行了验证.结果表明:天文辐射和高程的气温分布模拟,能够较好地反映地形遮蔽对气温分布的影响.天文辐射的引入较好地把地形对气温要素的影响进行了量化,是对气象要素空间分布研究的一次有益尝试,对山区气象要素空间分布的研究有一定的借鉴作用.     

基于R树的分布式并行空间索引机制研究

为提高分布式并行计算环境下海量空间数据管理与并行化处理的效率,基于并行空间索引机制的研究,设计一种多层并行R树空间索引结构。该索引结构以高效率的并行空间数据划分策略为基础,以经典的并行计算方法论为依据,使其结构设计在保证能够获得较好的负载平衡性能的前提下,更适合于海量空间数据的并行化处理。以空间范围查询并行处理的系统响应时间为性能评估指标,通过实验证明并行空间索引结构具有设计合理、性能高效的特点。     

基于RS和GIS技术下城镇空间变化分析及应用研究

城镇空间变化分析，是城镇发展趋势分析的基础，对城镇远景规划有十分重要的指导作用。它也是区域生态环境演变调控研究的重点内容和基础内容。本文将引用RS和GIS技术方法对城镇空间变化进行研究。其基本思路是，利用RS的TM卫片数据进行宏观监测，再利用GIS的空间分析功能，方便地进行城镇分布状况和迁移变化的空间分析与评价。该技术方法已被成功地应用于新疆城镇分布状况及动态变化研究项目中，收到较好效果。     

Spatial subdivision of complex indoor environments for 3D indoor navigation

As we realize that we spend most of our time in increasingly complex indoor environments, applications to assist indoor activities (e.g. guidance) have gained a lot of attention in the recent years. The advances in ubiquitous computing made possible the development of several spatial models intending to support context-aware and fine-grained indoor navigation systems. However, the available models often rely on simplified representations (e.g. 2D plans) and ignore the indoor features (e.g. furniture), thereby missing to reflect the complexity of the indoor environment. In this paper, we introduce the Flexible Space Subdivision framework (FSS) that allows to automatically identify the spaces that can be used for indoor navigation purpose. We propose a classification of indoor objects based on their ability to autonomously change location and we define a spatial subdivision of the indoor environment based on the classified objects and their functions. The framework can consider any 3D indoor configuration, the static and dynamic activities it hosts and it enables the possibility to consider all types of locomotion (e.g. walking, flying, etc.). It relies on input 3D models with geometric, semantic and topological information and identifies a set of subspaces with dedicated properties. We assess the framework against criteria defined in previous researches and we provide an example.     

基于空间推理的巷道三维拓扑建立

基于空间关系和空间推理理论,结合MGIS领域的需求建立巷道三维拓扑网络模型,研究巷道三维空间关系推理的算法及业务逻辑实现;开发巷道三维拓扑自动生成系统,实现了巷道空间与属性数据管理、三维拓扑自动处理、多尺度成果输出及基于三维拓扑的路径查询,为基于巷道的通风、运输、避灾、多尺度变换等应用奠定了基础。     

基于Web Geocoding的三维GIS快速定位方法研究

三维GIS技术已经逐渐发展成熟,其对客观世界的表达能给人以更真实的感受,然而三维GIS软件所需数据是海量的。由于遥感技术的发展,纹理数据的获取和处理已经变得容易和快速,而对于矢量数据的采集、存储是一个非常艰巨的工作,如何在短期内获取海量、精确的矢量地理信息数据,减少数据采集的费用和时间成了一大难题。通过基于网络的地理编码来查询获取矢量点状地理信息,将地理信息存储到本地数据库,并且将数据应用到系统中进行快速定位显示,实现地理位置的实时定位和查询,为各种专题三维GIS软件开发提供服务和扩展功能。     

面向国土资源调查的地理信息系统集成方案研究

分析国内外国土资源调查中GIS方法研究和应用的现状和趋势 ,提出基于多层次GIS集成的国土资源大调查思路 ,介绍和总结在大调查中应该关注的地理信息系统方法和应用。同时指出我国国土资源大调查的重点在开展微型化嵌入式GIS、三维 /四维GIS、网络GIS等方面的研究。     

Spatial video and GIS

GIS elemental unit representations of spatial data are often defined in terms of points, lines and areas. However, another type of spatial data that is becoming frequently captured, but as yet is largely ignored in GIS, is that of video. While digital video recording is a commonly encountered medium in modern society and encompasses many forms, from simple personal camcorders through to sophisticated survey and surveillance systems, its geographical representation in a GIS has not been fully examined or realised. In the majority of cases the video footage is usually captured while the device and/or the objects being viewed are in motion. What is of particular interest is when video streams can be, or have been, associated with spatial data such as location and orientation to create geographically referenced videographic data, which, for simplicity, will be defined as spatial video. Fundamentally, the nature of video is to record space, so when spatial properties can be accurately acquired and associated with this footage, an important geographical element can be considered for integration and analysis within a GIS.

Existing spatial video systems, both commercial and research, are predominantly used in survey or LBS roles and are usually bespoke and application specific. These systems do not model spatial video to any recognised standards that is generalised to be both data and platform independent. They do not support GIS integration and/or analysis from a purely spatial content perspective. A video-image/remote-sensing centric approach prevails where usage options range from simple visualisation interfaces to interactive computer vision systems. What has been largely overlooked is a spatial approach where the inherent geographical extent recorded in each video frame can be modelled and used in a geo-spatial analysis context. While this modelling approach has not been fully realised, it does exist in a GIS form based on Open Geospatial Consortium standards, where the spatial context of video is defined in a structure called a ViewCone. However, a ViewCone only defines a 2D model of the geographical extent of each frame and is restricted to a three-or-five sided polygon representation.

Thus, this article examines the potential of modelling spatial video through the use of elemental data types within GIS; gives some examples of using this approach; describes some problems in using spatial video within GIS; and then demonstrates how these problems are being solved. This is done in three stages: Firstly, a detailed overview of spatial video in its current GIS role is provided – this is achieved through a complete introduction to the distinct elements of spatial video followed by a review of its use in both commercial and academic application areas. Secondly, a brief theoretical overview of an alternative GIS-constrained ViewCone data structure is given that defines a more flexible spatial video model for both 2D and 3D GIS analysis and visualisation. Thirdly, a selective sample of results is presented based on an implementation of this approach being applied to a constrained spatial video data source in a specific study area.     

摄影测量三维重建中多源信息融合方法探讨

分析摄影测量三维重建中不同数据源的特点,针对现有多源数据融合存在的有限数据源低层次融合问题,提出一种基于影像特征、GIS信息和3D TIN模型融合的层次结构与算法流程 .该算法主要包括多边形区域增长、几何推理和建筑物几何模型平差等处理,为基于摄影测 量的三维城市模型自动重建提供了一种新的思路与方法.