下期主要内容预告

空间数据的多尺度处理与表示是当今地理信息科学领域理论与方法研究的重要的和前沿性问题。本论文研究的总体目标就是通过对空间数据多尺度表达问题的研究，为建立并最终实现无比例尺的地理信息系统奠定理论和技术基础。本研究主要有以下内容。     

GIS发展存在的问题

通过理论分析与GIS发展的历程相结合的方法研究GIS发展存在的几个理论问题:空间数据概念的完整性、空间数据量、面向多维空间、动态分析的空间数据结构、3DGIS、空间数据质量、空间数据的及时更新以及GIS空间数据的初始化和空间尺度等。这些问题目前还没有得到很好的解决。文中对GIS的基本理论存在的问题进行了系统的研究并指出其重要性。     

多尺度矢量空间数据融合的基本问题研究

针对不同尺度的矢量空间数据在几何、属性和空间关系特征等方面存在诸多差异,严重影响了空间数据的共享集成与应用的问题,该文探讨了多尺度矢量空间数据融合的基本问题。通过将不同尺度的空间数据进行集成统一,经过空间数据匹配、制图综合以及空间关系处理等过程,使数据在属性和几何位置上相互印证、相互补充和相互关联,进而实现空间信息的融合和增强。该文深入分析了多尺度矢量空间数据的差异性根源和表现形式,明确了概念和研究范畴,从系统的角度进行了分类和数学上的形式化定义,并提出了具体的研究内容和技术框架。     

利用视距进行多源空间数据尺度集成

多源空间数据尺度集成是将不同类型的数据在空间尺度上集成统一的过程,是空间数据集成的研究难题之一。针对多源空间数据尺度集成问题,在自然法则的基础上,提出将视距作为空间尺度集成的标准,并深入探索了视距与比率尺度、级别尺度的转换方法,并以"对象-空间形态-样式"3层数据结构管理存储多尺度集成数据。实验结果表明:①以视距作为多源数据空间尺度集成的标准是符合认知规律的;②利用视距进行多源空间数据尺度集成是解决多主题、多尺度GIS数据集成与管理的有效方法;③多源数据空间尺度集成是一个综合性的问题,还需要空间尺度转换、多尺度空间数据索引等关键技术的支撑。     

城市规划空间数据的多尺度特征及其关键问题

分析城市规划空间数据的主要特点,指出城市规划空间数据多尺度可视化表达的关键在于建立一个多分辨率的空间以及相应的空间数据模型,其尺度效应及其尺度转换规律的研究必须考虑城市规划空间数据属性的语义层次,通过多尺度处理,新的空间数据集在一定条件下的产生应该是双向的。     

GIS环境下空间数据多尺度特征及其关键问题探讨

介绍了GIS环境下空间数据多尺度特征的基本概念，并对与空间数据多尺度表达相关的技术作了探讨，其中主要包括它们的最新研究进展、主要方法、存在的问题及应用前景。     

空间数据几何相似性度量理论方法与应用研究

相似性是人类感知、判别、分类和推理等认知活动的基础.空间数据相似性度量不仅是地理信息数据融合更新、空间数据检索和相似查询、空间聚类和异常探测、电子地图导航等技术的核心和基础,而且也是从更深层次探寻地理实体在不同历史时期的相似形成、演变与差异性规律,进而进行动态相似推理、相似预测和知识发现的关键.本文主要研究多源多尺度、多时相空间数据几何相似性度量理论方法及其应用,所做的主要工作及取得的成果有: (1)总结相似性科学与相似工程的研究进展,分析了几何相似性在计算机视觉和地理信息科学领域的研究现状和面临的挑战.提出了论文研究的基本思路,即:空间数据几何相似性度量模型的建立以相似性科学与工程为基础,借鉴图形图像处理方面的算法和空间关系理论,考虑到空间数据的特殊性,对上述理论方法进行大量的改进和创新.     

多源地理空间数据一致性处理研究进展

多源地理空间数据的处理和应用近年来受到广泛关注,多源地理空间数据一致性处理技术是消除多源、异构、多时相、多尺度地理空间数据之间矛盾和问题的关键技术,也是地理空间数据生产和更新的主要手段。本文讨论了多源地理空间数据不一致性产生的原因,从几何、语义、关系3个方面对一致性处理技术的研究进展进行分析和阐述,在此基础上分析地理空间数据一致性处理目前仍存在的问题,对未来的研究重点做出展望。     

地理信息科学基础理论的思考

目前人们对地理信息科学基础理论的认识尚未达到完全统一.从地理学、测绘学和信息学理论视角凝炼出地理空间和时空基准、空间认知、地理信息传输过程、地理信息计算机表达、空间数据可视化与尺度、尺度分级规律以及地理数据不确定性等理论作为地理信息科学的基础理论,旨在引起国内学者对地理信息科学理论问题的探讨和思考,关注地理信息科学基础理论研究,推动地理信息科学的发展.     

一种匹配分类的空间数据多尺度表达与变换模型

空间数据"连续"表达是多尺度表达与变换的理想状态。针对多尺度表达与变换中地理要素的不同几何形态和生命期特点,建立了动静态结合的尺度变换模型。通过空间数据匹配技术,根据生命期不同,将空间数据分为匹配数据和消亡数据。对于匹配数据,通过综合算法生成关键比例尺插值数据,并预先静态存储;对于消亡数据,依据重要程度的顺序统计量,动态"选取、化简"生成插值尺度数据。实验表明该方案可以缓解传统尺度变换的跳跃感问题,变换效率高,可以快速、动态实现连续的尺度变换。     

贵州喀斯特山区矢量数据栅格化最佳尺度选择

针对GIS空间数据尺度效应问题,通过对贵州喀斯特山区的矢量数据栅格化最佳尺度选择研究,提出研究对象的复杂性、空间分析与制图的精度要求和实际运算效率是影响尺度选择的最主要因素,进行多要素、综合性的空间分析时,25 m～30m的栅格数据是最合适的转换尺度。     

球面离散网格系统中地理空间数据集成的思考

随着对地观测技术、地理信息技术和计算机技术的快速发展,地理空间数据呈现出多源化、实时化和海量化等趋势,球面离散网格系统作为一种新的数字地球参考模型,它为多尺度、多源异构的地理空间数据集成提供了统一的框架。主要研究了球面离散网格系统为地理空间数据集成所提供的统一框架,并分别讨论了多尺度、多种格式和投影的地理空间数据的集成方法。通过特征归一化处理和构建地名索引服务,试图解决数据尺度不同所带来的挑战,实现海量地理空间数据的动态管理。     

本期导读

对空间数据多尺度表达有关问题的思考(艾廷华,等)一文指出,多尺度空间数据表达及数据库建立具有广阔的应用前景,在流媒体网络数据传输、自适应动态可视化、空间认知导航、互操作尺度匹配多个领域都有贡献,但实现该技术面临着数据存储量大、操作响应慢、横向空间一致关系难以维护、尺度变化难以达到真正的连续性等诸多问题。本文针对这些问题提出了实现多尺度空间数据表达的四种技术策略:多级尺度显式存储、初级尺度变化累积、关键尺度函数演变和初级尺度自动综合。其中,初级尺度变化累积模型借鉴了视频数据压缩的思想,是本研究领域的一种新…     

多维动态GIS空间数据模型与方法的研究

以地理空间实体及其相互间关系的抽象、表达与组织为主线,从三维、时空、尺度等角度出发,进行了多维动态空间数据模型研究。介绍了该项研究在空间铺盖建模、空间关系理论、多维建模、时空与动态建模、多尺度建模等方面取得的成果。     

基于感受综合的电子地图多尺度显示技术

电子地图多尺度显示的目的就是在不同尺度下形成正确的地图。在分析研究空间数据多尺度表示技术的基础上,提出了基于感受综合的电子地图多尺度显示的想法。并根据感受综合的理论,提出了将图中的内容分为地物、地貌、单位和地名四类要素分别对其进行分级的方法,并研究了对各级别要素符号的尺寸、亮度和密度进行分级设计的方法。     

面向空间数据仓库的空间数据集成研究

随着空间数据复杂性的增加,现有的空间数据库和空间分析工具已经不能提供足够的决策参考,迫切需要建立大量历史数据以及不同尺度的空间数据仓库.在研究了现有的空间数据库、空间数据仓库以及空间数据集成的基础上,充分探讨了空间数据仓库模型的建立过程,系统提出了面向空间数据仓库数据模型的数据集成的两个主要的方面:不同数据源的空间数据的集成和不同尺度维上的空间数据的集成.     

模式识别的空间数据联动更新技术研究

针对多尺度空间数据联动更新技术体系不完善的问题,该文提出了一套系统完善的多尺度空间数据联动更新技术体系。该技术体系以模式识别理论为基础,以"更新信息检测—自适应增量更新—更新信息多尺度匹配与传递"为主线,实现了模式识别理论技术与多尺度空间数据联动更新应用的深度融合,为空间数据快速更新提供了重要的技术支撑和保障。基于广州市增城区空间数据联动更新的实验结果表明:该文提出的方法对于复杂城市区域多尺度空间数据联动更新是非常有效的。     

空间数据尺度转换问题研究

空间尺度是GIS领域研究的一个热点问题,它几乎影响GIS应用的每个方面.本文首先提出了空间数据尺度转换的重要性和基本概念,总结归纳了常用的尺度转换方法;最后以河南理工大学为例,给出了不同尺度下的空间数据精度损失.     

基于关键比例尺的空间数据多尺度表达

已有的空间数据多尺度表达多为基于静态多版本机制的.其原理是通过不同的系列比例尺数据之间的尺度变换来模拟地理要素的连续显示,这在地图缩放过程中给用户视觉上造成了较强的跳跃感.这里在相邻的基础比例尺数据之间插入中间比例尺(关键比例尺)数据来进行空间数据的多尺度表达,给用户连续的视觉感受.     

剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。