基于HBase的矢量空间数据分布式存储研究

分析了分布式数据库HBase的存储模型;结合对HBase集群技术的研究,设计了基于HBase的矢量空间数据存储模型和一种基于MapReduce的并行构建网格空间索引方法,使得海量空间矢量数据的网格索引构建分配到各子节点进行,大大加快索引构建的处理速度;最后,利用HBase集群环境对所提出的方法进行验证,该方法具有较好的可行性和较高的效率.     

结合MapReduce和HBase的遥感图像并行分布式查询

提出了一种可扩展的遥感图像多维度并行查询模式,即利用MapReduce实现海量图像数据金字塔的并行构建,利用HBase实现图像的分布式检索,设计和实现了单张遥感图像金字塔的并行构建方法和图像索引系统。实验结果表明,随着Hadoop和HBase集群的增长,图像数据的导入和检索速度得到明显提升。     

一种基于形状特征的地理实体相似性查询方法

为适应矢量空间数据库的相似性查询的应用需求,提出一种融合区域和边界的形状特征提取算法。通过地理实体的坐标,求解地理实体的质心及离散的旋转角度和质心距离序列,然后等角度间隔重采样,通过线性内插求出所得系列边界点的质心距离,建立质心距离直方图,构造以质心距离直方图、紧凑度和面积的三元组构成的形状特征描述。在此基础上,提出针对矢量空间数据的地理实体相似性查询算法。通过自主开发的GIS空间智能查询与分析平台,以全国1∶25万县市级行政区划矢量数据为数据源,实现了地理实体的相似性查询。实验结果表明,改进图像分析领域的形状分析方法并应用到矢量数据相似性查询领域是可行的,提出的方法可以满足地理实体的相似性查询应用需求。     

基于地理本体的空间数据集成方法及其实现

为解决多源空间数据语义集成问题,在已有研究成果基础上,提出了基于地理本体的空间数据集成方法。该方法采用局部本体向标准本体集成的策略,在构建具有公共内涵属性模板的地理本体前提下,通过地理概念语义关系集合运算构建局部本体概念与标准本体概念间的语义映射关系,实现地理本体集成,并以这种语义映射关系及概念与对象类的关联关系为媒介,通过空间数据语义细化和空间对象融合 、分割等过程完成空间数据集成。在此基础上,设计开发了基于地理本体的空间数据集成原型系统,并以某土地利用数据为例进行了实证研究,结果表明:基于地理本体的空间数据集成方法能有效集成具有不同语义的空间数据集。     

基于树结构的数字遥感图像存储方法与应用

数字遥感图像一般是采用栅格结构来存储。图像中地物的结构特征是隐含其中的。该文从图像识别角度，重点研究了基于树结构的数字遥感图像存储方法。这种方法与遥感中常用的四又树等存储方法不同，它注重图像中地物本身的结构特征。通过树结构使像元按地物目标形成一个个的组合体。该文以机场跑道识别为例，介绍了基于树结构的数字遥感图像存储方法的应用以及将图像变为树的算法。     

基于Hilbert曲线层次分解的空间数据划分方法

针对现有空间数据划分方法普遍存在的不考虑空间对象自身大小和相邻对象空间关系对数据划分的影响等问题,提出一种基于Hilbert空间填充曲线层次分解的空间数据划分方法。该方法使用Hilbert曲线保持划分后空间数据之间的邻近性,利用少数子网格的层次分解避免对整个空间范围的密集划分,减少空间对象的Hilbert编码计算和排序时间;通过计算划分区域平均数据量和子网格内空间对象大小,确定合适的层次分解参数,实现各划分区域内空间数据量均衡。实验表明,该方法提高了空间数据的划分效率,能够保持划分后空间数据之间的邻近性和各个分区数据量的平衡。     

南极气象资料处理查询与统计系统的建立与应用

中国南极长城站自1985年成立至今,已经积累了近30年的气象观测数据,这些数据是研究南极和全球气候变化的重要依据。基于多种原因,数据中存在的不规范和错误,影响了其使用价值。在第29次南极长城站考察期间,建立气象资料审核纠错、查询统计等多功能南极气象资料处理系统,应用该系统对长城站的历史气象数据进行处理,实现了南极气象资料的共享。     

一种基于拓扑三角形集的地上下空间数据集成方法

地上下空间数据集成是数字城市、数字矿山与数字岩土工程建设中地上下无缝集成建模的关键.在空间数据集成内涵分析的基础上,讨论了地上下空间数据集成的机制与原理,提出地上下空间数据集成的初步方案.通过对Open GIS简单要素规范进行扩展,强调"体"的引入对三维空间数据集成的重要性,针对地上建筑、地形和地层建模分别采用CSG、CD-TIN和GTP模型的特例.提出了对CSG+CD TIN+GTP模型数据进行集成的数据组织结构;并且设计了一种基于拓扑三角形集(TTS)进行地上下空间数据集成的技术框架,提出集成模型数据表达的方法.结合某城市地上下空间建模应用实例,给出基于TTs进行地上下空间数据集成与建模的效果.     

基于OCI方式空间数据访问引擎的设计与实现

为使对象关系数据库更方便存储和查询空间数据,空间数据访问引擎的设计是关键。该文基于空间数据访问引擎的重要性,讨论开发和设计Oracle数据库空间数据访问引擎的关键技术和方法。以OCI方式设计空间数据引擎的系统结构,简单介绍几个核心类,并总结其设计时应注重的知识及需解决的问题。     

矢量空间数据渐进传输研究进展

渐进传输被认为是解决目前海量空间数据传输与实时用户体验之间矛盾的有效方法。栅格数据渐进传输的相关研究比较成熟,但矢量数据的渐进传输理论和技术还存在问题。为了推进矢量数据渐进传输的相关研究,该文对与矢量数据渐进传输密切相关的二维矢量数据、三维表面模型两种数据的多分辨率表达和渐进传输的研究现状进行归纳与总结,指出相关研究的发展方向,为海量空间数据适用于分布式网络传输提供参考依据。     

矢量数据向栅格数据转换的一种改进算法

地理信息系统的发展与空间数据结构的优化密不可分,栅格数据与矢量数据之间的高效转换是GIS的关键技术之一。由于栅格数据十分有利于空间分析中的叠置分析,因而通常需要将矢量数据转换成栅格数据。该文分析对比了地理信息系统的两种基本数据结构,在总结已往矢量数据转换为栅格数据方法的基础上,依据边界代数多边形填充算法的基本原理,结合绘图作业时采用的正负法,提出了一种改进的折线边界(数据串)跟踪方法。该算法原理简单,不需进行复杂的距离比较运算,运算速度快,并且通过简单的角度判断保证了填充的精度。     

空间数据立方体的多维数据组织及存储

定义空间数据立方体地理空间维、专题维和时间维分别包含的数据种类和内容;设计它们的维和维层次数据结构;表述地理空间维、专题维和时间维在概念层次和物理层次上构成空间数据立方体的方法;确定地理空间维、专题维和时间维数据的多维数组组织方法,以及多维数据的数据文件和虚拟内存存储策略;表达多维数组中记录间的关联运算和多维数组的压缩方法。     

基于格网索引的GIS矢量数据拓扑重建研究

GIS中对原始矢量数据进行拓扑分析和重建是对其进行存储和使用的前提。引入包括规则格网和四叉树格网在内的索引结构,将全局的矢量拓扑分析转化为单个格网范围内足够少的矢量线段求交过程,减少了运算的复杂度;并用一种重组算法实现将原始矢量数据转化为符合“逢交必断”标准的矢量数据。试验表明,该算法适合海量和高散乱度的矢量数据。     

一种面向大规模空间数据的拓扑关系检查算法

空间数据拓扑关系检查是GIS应用中空间关系分析及网络分析的重要基础。该文主要面向通用性GIS平台软件中的矢量数据拓扑关系检查,提出一种面向大规模空间数据的拓扑关系检查算法,介绍了算法设计思路、核心数据结构、处理流程等内容,并针对使用较为频繁的"线内无重叠"、"线内无悬线"、"面内无缝隙"3个拓扑关系检查规则进行了算法的详细阐述。最后,对这3个拓扑关系检查算法进行了对比验证和分析。实验表明,该算法在保证拓扑关系检查结果正确性的基础上,具有较高的检查性能,适宜于大规模空间数据的拓扑关系检查。     

基于对象关系数据库的矢栅一体化查询与操作研究

在分析矢量栅格数据特点的基础上,提出一系列矢栅一体化查询函数,基于PostgreSQL/PostGIS数据库,实现了支持栅格数据存储与组织的扩展数据类型,并对栅格数据类型与PostGIS矢量数据一体化查询函数进行了扩展实现。最后,通过实例验证了矢栅一体化查询函数的表达能力和解决实际问题的应用前景。