时空一体化框架下时空异常探测

：提出一种时空一体化的时空异常探测方法,首先基于时空统计学与聚类分析构建一体化时空邻近域。进而, 发展兼顾时空相关与异质性的时空异常度量方法。最后,采用一种3步骤的策略探测时空异常。应用本文方法探测中国 陆地区域33年(1970年—2002年)的年平均气温时空数据中的时空异常,探测结果具有较好的可靠性,反映时空数据的时 空一体化特征。同时,对时空异常的产生机理与实际意义进行分析和解释。     

拉普拉斯特征映射的时空数据划分方法

针对传统的时空数据划分方法造成地理对象时空关系的割裂、时空信息维护困难等问题,该文提出一种基于拉普拉斯特征映射(LE)的时空划分方法。选取空间位置、时间、属性及空间拓扑关系邻近性等主要时空描述信息作为表达时空关系邻近性的因素,分析各因素对时空查询的影响程度,采用多因素结合方法构建无向邻域图并建立Laplacian矩阵,通过对矩阵特征分解将时空信息映射至二维谱空间,并在此基础上进行时空数据的划分。实验结果表明,该方法能够较好地保持地理对象时空关系的完整性,能够获取数据在低维流形空间中的结构特征,使得时空信息的组织和管理变得更加容易。     

融合微波遥感与模型模拟的时空无缝土壤湿度数据生成方法

遥感反演与模型模拟是获取全球土壤湿度数据的两种基本手段,遥感反演可以获得相对较高的空间分辨率,但往往存在时空缝隙;陆面模型能够模拟土壤湿度的时空连续演进,但空间分辨率往往较粗。为此,集成二者的互补优势,提出一种融合微波遥感与模型模拟的全球无缝土壤湿度数据生成方法。具体地,针对SMAP(soil moisture active passive）卫星9 km土壤湿度数据的空缺区域,引入GLDAS Noah 0.25°的模型同化数据,建立二者之间的时空融合模型,通过对模型数据的降尺度实现对遥感数据的填补,进一步基于泊松方程方法进行残差校正,进而生成高精度的9 km日尺度土壤湿度无缝数据。实验结果证明,该方法可以有效结合遥感观测的空间分辨率优势与模型模拟的时空连续优势,提供时空无缝全球土壤湿度数据,更好地满足全球尺度水循环监测与水资源管理的需求。     

基于变点的时空异常模式研究

异常模式的探测具有很好的实用价值和生产指导意义,本文首先对目前国内外时空异常模式方面的研究工作做了介绍。然后基于时空变点的概念给出了时空异常的定义,在此基础上结合大气污染监测数据对基于变点的时空异常模式进行探测。     

时空数据插值的杨赤中滤波法

时空数据插值是时空数据分析的一项基础性任务,其核心问题在于建模时空自相关结构。当时空数据非平稳、分布稀疏时,现有方法难以准确建模时空自相关结构,直接影响了插值的精度与可靠性。本文基于空间域复合变量理论,采用几何学与统计学相结合的策略对时空自相关结构进行建模,提出了一种基于杨赤中滤波的时空数据插值方法。该方法首先耦合杨赤中滤波与时空积和模型,建立定量描述时空自相关结构的时空基本变化函数;然后,基于时空基本变化函数,构建满足最优线性无偏估计准则的时空数据插值模型。采用模拟数据、2000—2009年我国大陆区域年平均气温与2014年5月—2015年4月北京市日均PM_2.5浓度时空数据集进行试验验证,结果表明：本文方法的时空插值精度明显优于当前的3种代表性时空插值方法,且不需要时空平稳性假设,可以更好地适应分布稀疏的时空数据集。     

时空数据模型的研究

分析了现有的时空数据模型,包括时间——空间立方体模型、序列快照模型、基态修正模型、时空复合模型、基于事件的时空模型、面向对象的时空模型和图谱模型等,对各种模型进行了比较和深入探讨。     

运动目标轨迹数据管理的关键技术研究

运动目标的轨迹数据是空间信息系统的重要信息源。只有科学、合理、高效地利用运动目标的轨迹数据,才能更好地掌握多维动态变化的空间环境。在介绍运动目标的概念和国内外研究现状之后,重点分析运动目标时空数据模型(Moving Objects Spatio-temporal Data Model)相关的关键技术并提出相应的解决方案。     

运动目标轨迹的时空数据模型研究

运动目标的轨迹数据是空间信息系统的重要信息源。只有高效地利用运动目标的轨迹数据,才能更好地掌握多维动态变化的空间环境。本文在介绍了运动目标的概念和国内外研究现状之后,重点分析了运动目标的建模、存储、查询、索引及可视化技术并提出相应的解决方案。最终,实现对运动目标全过程的管理和应用。     

基于时空地理格网的空间数据融合方法

针对时空数据海量、多源、异构造成难以融合、难以深度挖掘数据知识等问题,文中提出时空地理网格概念,将空间数据的时间维和空间维度有效地结合起来,构建时空地理网格单元,通过时空地理网格单元为时空数据赋予时空属性,用以解决时空多源数据融合的问题。以基于北京市多源信息的人口分析为例,验证多源时空信息网格的可靠性,并进一步研究北京市人口发展规律,为智慧城市发展提供决策分析。     

全空间信息系统中对象的时空内涵与特征

随着人类研究领域的扩展,传统GIS的地理表征形式已经不能满足需求,本文在对比传统GIS的基础上分析了全空间信息系统概念的扩展,探讨了对象在描述全空间下的时空观,在此基础上总结了对象的多重多元时空特征和多重时空基准的特性,并使用多元组的方式对对象的时空参照进行了描述。最后就时空参照在多粒度时空对象建模的作用进行了论述,为全空间信息系统的数据模型设计奠定了一定基础。     

时空数据模型研究进展及其发展方向

时态GIS作为GIS理论和技术研究前沿领域的一个难点问题,越来越被重视,其时空数据模型的设计和实现一直是研究重点.在分析Gail Langran的4种典型时空数据模型基础上,重点讨论了时空数据模型的一些最新研究成果.针对现有研究存在的诸多问题,建议时空数据模型研究应主要从语义、通用以及实用3个角度出发.     

面向对象的时空数据模型

从存储管理和时空语义表现角度给出了时空数据模型的基本设计思想。同时，从时空对象类型及其数据结构、时空操作方面定义了一个面向对象时空数据模型的逻辑结构。     

片上时空系统及综合时空网管发展分析

针对面向泛在导航与位置服务的综合时空体系建设,各国都在探讨各类导航定位方式对卫星导航的补充和丰富,片上时空器件是其中一个重要的发展方向.通过分析万物互联时代的技术和应用发展趋势,提出了片上时空系统的概念,分析了其作为实现泛在时空服务的重要手段,将会随着大规模集成电路的不断发展在功能和集成度上快速提升,并且由于与物联网芯片天然的良好集成能力,拥有很大的市场需求,提出了发展综合时空体系网管系统支持片上时空系统信号融合集成以实现高性能,并提出了今后工作建议:应当加紧对微机电系统(MEMS)与高精度惯导融合、定位网络综合管理系统支持、多信号片上融合的研发,早日实现市场供给.     

时空一体化GIS-T数据模型与应用方法

在介绍与交通地理信息系统(GIS for transportation,GIS-T)相关的概念的基础上,归纳了GIS-T数据模型的发展和已经取得的主要成果,重点讨论了时空一体化GIS-T数据模型的基本框架。该模型着重解决了动态交通信息与道路网几何数据的一体化时空建模问题,并且进一步分析了GIS-T的基本技术方法,探讨了GIS-T的若干典型应用,并对该方向今后的研究进行了分析和展望。     

基于分层子网的时空索引机制

目前,已有的时空索引机制主要考虑时空对象,缺乏对显式表达的时空关系的索引,不便于因果关系查询,降低了图论时空模型的实用性。这里扩展了图的数学概念,提出了时空图的分割策略,构建了基于分层子网的时空索引机制,实现了时空对象与时空关系索引的一体化,增强了基于图论的时空数据库的灵活性,有利于因果关系的查询。     

地籍信息系统中的时空信息管理

在描述地籍管理中时间及其关系的基础上 ,提出了地籍信息依据变更频度对历史数据进行分割存贮的分频基态修正法 ,并在对时态信息处理分析的基础上阐述了基于事件的时空数据模型。     

一种基态修正模型的改进模型

介绍了各种常用的时空数据模型,并重点介绍了基态修正模型及其扩展模型,分析比较了各种基态修正模型的扩展模型的优缺点,在此基础上提出了一种新的基态修正模型的改进模型,并分析了该模型的优缺点。     

利用事件影响域挖掘时空关联规则

首先发展了基于事件影响域的时空事务表构建策略,提出了基于事件影响域的时空关联规则挖掘方法,给出了相应的挖掘算法(简称ECSTAR算法)。通过一个实际算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于事件的土地划拨时空数据库若干思考

业务化运行的图文办公系统给土地划拨时空数据库的设计提出了新的要求,即不但要记录时空地块状态的变化,还必须描述表达引起变化的原因（审批事件）与变化过程。本文针对这一问题分析了土地提事件及其与时空地块状态因果关系的方法,并借鉴主动数据库领域的研究成果对土地划拨事件及其发生过程进行形式化表达。该方法还为此类系统流程控制的实现提供了新的思路,并为其数据库ＣＡＳＥ工具的设计与实现提供了基础。     

基于分层子网的时空索引机制

目前,已有的时空索引机制主要考虑时空对象,缺乏对显式表达的时空关系的索引,不便于因果关系查询,降低了图论时空模型的实用性.这里扩展了图的数学概念,提出了时空图的分割策略,构建了基于分层子网的时空索引机制,实现了时空对象与时空关系索引的一体化,增强了基于图论的时空数据库的灵活性,有利于因果关系的查询.