基于特征面向对象的地理网络模型研究

地理网络建模强调的是对逻辑网络中的节点和联线的网络拓扑和语义操作过程。而传统GIS矢量数据表达所采用的平面图原子级弧段-节点数据模型强调的是几何信息的表达。对此,作者讨论了如何将基于特征的GIS概念建模方法引入地理网络表达中,克服平面图数据模型的不足之处,发展基于特征的地理网络数据模型,并着重阐述了逻辑网络模型的特点和应用特征。在地理网络的表达方法中,作者分析了面向对象方法和数据库技术相结合的途径,比较了传统关系模型和面向对象模型在地理网络表达中的差异,以及面向对象方法在地理网络路径系统表达和动态分段及其网络连通性规则表达中的优势所在。     

基态修正模型的时空数据组织和快照查询方法研究

基态修正模型是目前应用较广的一种时空数据模型.本文分析了基态修正模型中的时空数据特点,采用shapefile文件作为基态数据文件,自主设计差文件格式来存储和组织变化数据.在此基础上设计了快照查询的算法、流程和查询结果的显示方法.为了给用户提供更直观、更充分的时空信息,本文提出了一种双屏幕多视图的时空数据显示模式.采用VC.NET从底层开发了一个时态地理信息系统平台,并以中南大学主校区的时空数据为实验数据对上述算法和模式进行了检验.实验表明,本文所设计的算法可行,快照显示模式能够提供更直观、更丰富、对比性强的信息内容,是时空信息显示的一种可行模式.     

面向对象数据模型构建GIS一体化数据库的应用研究

由于GIS是集图形、图像、属性等多种数据源于一身的空间信息管理系统,因此当前该领域研究热点之一就是如何构建一体化的数据管理机制。本文首先分析了现有GIS空间数据库管理机制的不足,然后介绍了目前数据库领域中一种新型的数据模型--面向对象数据模型,分析了采用面向对象数据模型建立GIS空间数据库的现实意义和优势,对开发基于面向对象数据模型(OODM)的GIS一体化数据库技术路线进行了初步研究,并对有关实现方法进行了比较,最后展望了面向对象数据模型在GIS中应用的两个拓展领域。     

MDA与事件驱动的面向对象时空数据建模研究

面向对象的空间数据模型更符合地理现象的本质特征,目前面向对象的数据库管理系统尚不成熟,在现有的关系数据库及对象关系型GIS平台下进行面向对象的数据建模研究很有必要。本文以模型驱动架构理论为基础,以事件驱动的方法建立面向对象的时空数据模型,探讨在关系数据库及对象关系型GIS平台下,进行时空数据面向对象建模的方法和技术路线。探讨了事件驱动的建模方法以及事件、对象的定义与组织,并应用UML建模语言建立了面向对象的动态行为模型、时态行为模型以及软件模型,对模型的可执行性进行了验证。在关系数据库及对象关系型GIS平台下,实现了面向对象的时空数据建模,并为GIS跨平台和跨系统之间的互操作探索了一条新的途径。     

基于面向对象的GIS制图数据与建库数据一体化系统的设计与实现

针对数据生产、建库、使用过程中,制图数据与建库数据矛盾问题,以及各项数据的采集、编辑所具有的工序复杂,工作量大,数据冗余,人工交互多,人为数据错误的可能性大等特点,本文提出基于制图表达的一体化建库模式,通过面向对象技术开发了制图数据与建库数据一体化系统平台,实现数据一体化编辑和数据库一体化管理。     

GIS与地下水数值模型集成中面向对象法的应用

GIS与专业领域模型的集成面临着许多挑战,其中之一是GIS要适合专业模型的要求。地下水模拟模型需要一个专业的GIS数据结构,同时GIS应用的快速发展,为地下水资源管理提供了辅助决策功能。本文使用面向对象的方法(Object Oriented approach),建立地下水模拟概念模型和适合于地下水可视化模拟的GIS数据结构,并研究GIS与地下水模拟模型紧密集成技术。采用面向对象的思想,将数据、模型和用户接口统一集成到同一个GIS系统中,为模型管理和分析创造了充分的灵活性。     

基于面向对象的瓦斯安全预警专家系统研究

为了预防和减少煤矿瓦斯爆炸事故,首先对基于面向对象的煤矿瓦斯安全预警专家系统进行总体设计,其次对系统功能进行了开发实现,包括建立知识库和综合数据库,通过综合推理使得系统中的信息能够更加准确地表达出来,最后对系统进行了仿真实验,结果表明系统的预测结果与煤矿安全专家提供的结果基本一致,达到了系统设计的要求,可以在煤矿中推广使用。     

面向对象的需求分析方法

通过实例,简要叙述了面向对象的需求分析以及在面向对象的需求分析中如何确定对象、结构、属性、主题和方法。     

基于OGC简单要素规范的面向对象时空数据模型

针对时空数据模型与时态地理信息系统研究中存在的几类问题,本文提出了一种通用的面向对象的时空数据模型,即GOO-STDM。该模型从时空对象的基本属性和行为出发,运用面向对象方法,将地学对象封装为空间、专题、时间的整体,满足地学对象的what/where/when语义。在此基础上,利用开放地理空间联盟(OGC)的简单要素规范(SFS)以及对象-关系型数据库设计了模型的时空类结构、时空拓扑关系函数、存储方案和时空中间件实现方法。GOO-STDM模型具有较好的扩展性、实用性和通用性,为时空数据模型的研究提供了新的思路。     

基于几何代数的矢量时空数据表达与建模方法

 针对现有矢量时空数据建模时空分离所导致的时空表达不一致、不统一的问题,运用几何代数理论和统一时空观,对时间、空间与属性进行一体化的表达与建模。构建了时空统一表达的层次体系,并基于面向对象技术和UML方法,探讨了时间、空间与属性等组件的逻辑关系。提出了矢量时空数据时空统一建模流程,定义了相应的数据组织结构与存储结构,实现了对几何代数空间的对象表达与存储,以及常见矢量数据的集成与预处理方法。对上述成果进行整合,建立了相应的原型系统。实验以中国东南地区级行政区演化序列数据为例,实验结果验证了本文提出方法在时空数据的统一建模与表达方面的可行性,能够有效支撑变化检测等时空分析方法的构建与实现,为时空GIS的发展提供理论参考与方法借鉴。     

基于对象变化矢量分析的土地利用变化检测方法研究

变化检测是资源和环境遥感应用的一个重要内容。在变化矢量分析法的基础上,本文提出采用变化矢量-主成分分析法提取研究区变化信息,首先,对不同时相的遥感影像进行差值运算得到差值影像,再对其进行主成分变换并选取主分量,最后,使用多尺度分割获取影像对象。在影像分割的基础上,采用变化矢量-主成分分析方法构建自动检测规则提取变化信息,并作精度评价。研究表明：基于对象的变化矢量-主成分分析方法不仅可克服传统的基于像元式方法难以利用空间信息的缺陷,有效避免了“椒盐”噪声,而且可将多波段差值信息经主成分变换后集中在几个累计贡献率较高的主成分分量上;同时,结合了变化矢量法与主成分分析法的优点,与单独使用变化矢量分析法相比提取精度明显提高。     

融合多源数据的局部重力场建模中线性化误差的研究

引入高阶重力场模型作为参考场,削弱局部重力场逼近中线性化误差的影响。以实测的陆地重力异常、船载重力异常及航空重力扰动为基础数据,基于泊松小波径向基函数分析不同参考场对局部重力场逼近的影响。结果表明,引入高阶全球重力场模型代替GRS80参考椭球正常场作为参考场,能更为准确地逼近真实的重力场,有效削弱线性化误差的影响。相比于基于GRS80正常场构建的似大地水准面模型,基于DGM1S重力场模型为参考场构建的似大地水准面的精度,在地形起伏较大的德国、英国及挪威区域分别提高了1.5 mm、3.3 mm和9.0 mm。     

面向对象方法和多源遥感数据的杭州湾海岸线提取分析

本文以1983-2011年的多源遥感数据为基础,利用GIS空间分析和地图代数功能,提取杭州湾海岸线,分析了其变迁的位置、长度,以及增加和减少的陆地面积。结果表明:受到自然和人为因素的影响,杭州湾南北两岸的海岸线变迁规律不同。杭州湾北岸1983-1993年共有60.2km的海岸线向陆迁移,最大迁移距离0.6km,减少的陆地面积共为23.5km2。1993-2011年由于围垦和工业填海北岸向海迁移。其中,1993-2002年最大迁移距离3.6km,新增陆地面积42.5km2,2002-2011年最大迁移距离2.9km,新增陆地面积61.0km2。由于淤积和围垦,杭州湾南岸海岸线不断向海迁移,1983-1993年、1993-2002年和2002-2011年向海迁移最大距离分别是1.8km、2.7km和5.1km,新增陆地面积分别为34.3km2、230.2km2及331.7km2。海岸线向海迁移的速度越来越快,规模越来越大。研究成果对于地图制图、滨海湿地生态资源管理,以及海岸线保护具有十分重要的意义。     

基于面向对象方法的Sentinel-1A SAR在洪水监测 中的应用

开展Sentinel-1A SAR数据在洪水淹没范围提取和水体变化监测方面的应用研究,对科学有效地管理洪涝灾害有重要意义。合成孔径雷达以其不受天气影响、能穿透云层、覆盖面积广等特点成为灾害监测的重要数据来源。面向对象的方法能有效解决影像的椒盐现象被广泛运用于信息提取研究。本文基于Sentinel-1A SAR数据,利用面向对象的方法构建洪水淹没范围提取流程,绘制灾前、灾中、灾后水体变化监测图,对比分析基于传统像元的提取方法,实现对广西临桂会仙岩溶湿地区域不同时期洪水动态监测。研究表明,Sentinel-1A SAR数据在洪水监测领域有巨大的应用潜力,相较于传统基于像元的方法,面向对象的方法能有效抑制杂斑生成,提高空间信息的利用效率,具有更好的提取精度。     

基于房产空间数据的楼宇空间疏散路径建模研究

紧急情况下人员快速、安全疏散是室内空间智能化导航和路径规划服务的研究热点.本文采用房产空间管理数据为数据源,以“路径”和“节点”为关键要素,设计了楼宇空间路径模型,用以表达楼宇内部的空间关系及拓扑结构.基于此模型进一步研究了用于紧急疏散的楼宇路径构建算法,论述了构建“单楼层”和“多楼层”路径过程中走廊(过道)路径提取、...     

顾及多分析尺度的地形部位面向对象分类方法

地形部位是地表形态的基本单元,其分类和提取在地貌发育、数字土壤制图、景观生态制图等领域有着重要的应用。康鑫等提出的多尺度Geomorphons地形部位分类法（简称多尺度Geomorphons法）利用高程相对差异信息和地形部位多尺度特征,可避免受地形属性计算及单一分析尺度约束而误分类,然而其存在分类破碎及分析尺度域难以确定的问题。基于此,本文以多尺度Geomorphons法为基础,提出了其适宜分析尺度域确定方法,建立了以初始地形部位数据层组合的对象多尺度分割和分类方法,进而构建了顾及多分析尺度的地形部位面向对象分类方法。以陕北黄土高原区域5 m分辨率DEM为实验数据,对面向对象分类方法进行了验证与评价。实验结果表明：①均值变点法可有效解决分析尺度域难以确定的问题,实验样区适宜分析尺度域为[5×5, 33×33]栅格单元;②以0,255为二值化的地形部位数据层组合适用于多尺度分割,尺度、形状及紧致度参数组合影响分割结果,且对于实验样区存在最优分割参数;③与多尺度Geomorphons法相比,本文方法得到的地形部位分类结果完整性较好,在地表形态对应和地理认知等方面更具合理性。     

多源数据融合实景三维建模关键技术研究

本文以某市政府大楼为研究对象,获取车载移动测量及倾斜摄影测量数据,进行了精度分析、多源数据融合,基于融合成果进行实景三维模型重建。通过比对单独基于倾斜摄影的实景三维模型效果,分析了多源数据的融合精度及模型的改善效果。创新性地采用了基于车载移动测量成果的特征矢量要素自动提取技术,结合国产北斗基站数据进行倾斜航摄差分解算,改进了实景三维建模技术的广泛应用。     

基于web的面向对象模型库系统

本文通过面向对象建模技术的引入和web的引入实现了模型库的共享。同时,本文构建了基于web的面向对象模型库系统,并给出了该系统总体结构、详细结构及各个模块的功能分析和设计细节。在此基础上,本文进一步讨论了GIS与模型库系统的集成问题。最后,本文以广东省水土保持管理信息系统中的模型库为例,作进一步说明。