基于超图的数据结构及其在GIS中的应用

空间数据是空间分析的基础,随着海量空间数据的增大,其之间关系的日益复杂,空间数据的组织就显得愈发重要。基于超图的数据结构以超图和集合理论为基础,可以表达空间数据之间的层次关系和横向关系,使GIS空间数据结构在空间分析中的完备性和适应性问题得到解决。本论文在对超图的层次数据结构和非层次结构进行详细研究的基础上,初步探讨利用面向对象的关系数据库系统实现该模型,并以海洋数据为例,利用HBDS组织海洋原始数据、等深线数据、特征线数据、地貌数据等。论文的最后对HBDS在GIS中的应用做简单举例,并期将HBDS和OLAP相结合的方法进行数据挖掘。     

简单矢量数据多边形裁剪问题的图模型

无拓扑信息的矢量数据多边形裁剪问题是解决GIS叠置分析的基础。本文借鉴GIS中弧段结点模型的思想,建立描述两多边形集合间裁剪问题的图模型,以解决现有算法实现在处理大数据量裁剪时暴露的问题。本模型运用图中定义的顶点和边分别表示结点和弧段,使集合间实体的关联性得以增强,结果区域边界的重组过程得到简化。针对海量数据的存取特性,设计并实现了该模型的数据组织方式及其构建算法。最后以大数据量GIS叠置分析为例, 将本文实现与Vatti算法实现加以比较,实验表明,本实现在进行大数据量的两多边形集合裁剪时效率较高;同时,程序具有合理调配其内存空间中栈和堆资源使用的能力,这使其健壮性强于后者。     

遥感变化检测技术方法综述

遥感变化检测技术是当今遥感技术研究的热点问题之一,现有遥感变化检测技术方法很多,其分类方式也很多。本文在总结已有的变化检测方法的基础上,将变化检测方法分类为仅基于光谱的变化检测方法和结合辅助知识的变化检测方法。     

基于知识推理的影像处理服务链构建技术研究

随着知识图谱和语义技术的发展,计算机能够按需求自动构建Web服务的组合.影像处理任务通常包含多项服务的组合,本文提出一种基于知识推理的影像处理服务链构建方法,首先分析影像处理服务特征,基于Web服务描述方法构建影像服务节点模型,依据服务匹配规则进行节点间关系推理从而构建具有知识图谱特性的服务链图谱,在此基础上依据任务参数进行影像处理服务链的推导和筛选.最后通过影像镶嵌裁切示例验证影像处理服务链构建方法的可行性和有效性.     

面向知识服务的多媒体地图集设计

面向知识服务的多媒体地图集关注地理空间领域人员如何利用专业知识去组织和分析图集中地理特征间潜在的、深层次的关联关系。此处提出了基于知识网络的网状信息组织模型、本体驱动的基于特征和事件的数据模型。根据上述模型设计的多媒体地图集具有基于特征的地图分析功能、基于事件的自主制图功能以及全面性知识导航搜索功能等。该图集具有知识性强、直观、易于使用和便于导航等显著特点。     

构建复杂边的城市管网模型

本文改进已有的城市管网模型,在逻辑网络中加入几何位置信息,利用伪结点,表达复杂边在几何网络和逻辑网络中线要素与边元素的一对多关系。另外,模型利用触发器定义相应的触发机制来实现自动更新和维护,针对几种结点操作情况,进行了复杂边的具体维护分析。实验数据表明,构建的城市管网模型可以有效表达复杂边的拓扑关系,同时方便空间定位,模型维护不需要进行拓扑重构,符合管网管理的内在要求和应用模式。     

遥感影像CVA变化检测的CUDA并行算法设计

随着遥感影像数据量以及复杂程度的日益增加,遥感图像的快速处理成为实际应用过程中亟需解决的问题。为了实现遥感影像的实时变化检测,针对基于变化矢量分析CVA的变化检测算法,设计了一种基于统一计算设备构架CUDA的并行处理模型。首先利用地理空间数据提取库GDAL实现大数据量遥感影像的分块读取、操作和保存;其次将基于变化矢量分析的变化检测过程分为变化强度检测、映射表构建和变化方向检测,并借助CUDA C将变化矢量分析算法的3个步骤嵌入到CPU和GPU组成的异构平台上进行实验;最后利用该模型对不同数据量的遥感影像进行CVA变化检测并作对比分析。实验结果表明:与CPU串行相比,基于GPU/CUDA的遥感影像CVA的变化检测速度提高了10倍左右;在一定程度上,达到了实时变化检测的效果。     

领域知识优化深度置信网络的遥感变化检测

为提高高分辨率遥感影像变化检测精度,提出一种以领域知识为优化策略的深度学习变化检测方法。利用改进的变化矢量分析和灰度共生矩阵算法获取影像的光谱和纹理变化,设定合理阈值获得变化区域待选样本;引入领域知识中图斑形状特征指数与光谱知识,筛选得到高质量的训练样本;构建并训练了深度置信网络模型,使用优化策略对深度学习变化检测结果进行优化,以减少“椒盐”噪声和伪变化区对检测精度的影响。通过高分二号与IKONOS影像的变化检测实验表明,该方法较优化前准确率与召回率最大增幅分别为7.58%和14.69%（高分二号）、17.08%和23.87%（IKONOS）,虚警率和漏检率最大降幅为30.22%和23.30%（高分二号）、17.08%和23.87%（IKONOS）,能够有效提高变化检测精度。     

空间服务语义模式的地理信息服务发现

如何从大规模地理信息服务集合中快速且准确地发现目标服务是地理信息服务应用中的一个关键问题。当前基于关键字的服务发现方式缺乏语义支持,搜索效率低。本文在WSMO/WSML框架下,提出了一种基于空间服务语义模式的服务发现方法,将地理信息从语法模式转换为语义模式,明确表达空间数据中隐含的知识,有效克服数据源之间的语义异构。该方法能够显著提高地理信息服务发现的查全率和查准率。     

知识驱动下的水文模型参数智能化设置方法

水文模型的参数设置涉及专业领域的知识和繁琐的操作步骤,是水文建模面临的一大难题,在一定程度上限制了模型的应用和推广。基于知识驱动的方法,将水文模型参数设置知识分为参数提取知识和取值范围知识两类,分别对其进行形式化表达和自动推理,初步实现了水文模型参数智能化设置;结合Web Service、工作流和参数自动率定等技术,研发了水文智能建模原型系统;最后,以TOPMODEL模型的参数设置为例,对知识驱动方法进行了验证。结果表明,知识驱动的方法能在保证模拟精度的前提下有效简化水文模型的参数设置流程,降低水文建模难度。