在线电子地图海量标注与表面注记的研究

基于地图标注数据和技术开发研究了海量地图标注分类查询和电子地图表面注记交互式查询。设计高性能的数据组织与存储方案,研究客户端快速显示技术和服务器端高并发访问技术,实现了电子地图海量标注与表面注记交互式查询,提高海量地图标注查询效率,改善电子地图查询与显示的用户体验,增强用户使用网站的粘性。     

基于Phoenix的地理空间大数据管理系统

NoSQL数据库HBase已被众多应用系统作为存储和管理海量数据的解决方案,但HBase并未提供对地理空间数据的直接支持,因此提出了名为GS-Phoenix的地理空间大数据管理系统,GS-Phoenix构建在开源项目Phoenix和HBase之上。在插入空间数据时,GS-Phoenix自动以主键索引或二次索引方式生成基于空间填充曲线的空间索引。利用该空间索引,GS-Phoenix实现了矩形范围查询、不规则范围查询和k近邻(k nearest neighbors,k NN)查询等复杂空间查询所需的基本操作。GS-Phoenix利用用户自定义函数机制和服务器端排序机制将空间查询中的主要运算任务放置在服务器端,有效降低了客户端的计算负担。此外,GS-Phoenix还设计了基于数据空间分布统计的查询优化方法,进一步提高了空间查询效率。实验表明,GS-Phoenix能够在小规模的集群上实现17万/s左右的数据插入速率,常用的空间范围查询和k NN查询都可以在几百毫秒内完成,因此GS-Phoenix能够适用于各类具有高数据吞吐和实时空间查询需求的位置相关应用系统。     

基于ArcGIS Server的动态电力空间数据优化显示

以ArcGIS Server网络地图服务技术为基础,结合Flex技术,探讨WebGIS环境下海量动态电力空间数据的优化显示方法。针对电力数据自身数据特性,实现了海量电力数据的自定义客户端缓存技术,并通过实验验证了该方法的可行性与高效性。     

矢量Web网络地图应用研究

矢量数据的分块组织和渐进传输是解决海量矢量数据Web应用的重要手段。针对当前大数据背景下,单一的渐进传输方法对减少数据量的效果有限,且不能满足根据可视区域进行数据传输,提出了分块渐进传输的方法,结合Google Maps瓦片切分方案对数据进行分级分块处理,得到多分辨率矢量瓦片数据,结合矢量要素的属性意义这一因子,对其进行重要性排序,分批次选取传输,然后考虑显示窗口大小的因素,在数据调用中最大限度地减少瓦片数据的拼接,提高可视化渲染效率。最后通过实验实现服务器端矢量数据的分级分块组织以及选取操作,建立数据的多分辨率表达模型,在客户端进行调度显示,形成一套矢量数据分块渐进传输体系,为矢量地图数据的Web应用提供了可借鉴方法。     

Oracle数据库空间数据类型和空间函数扩展实现

Oracle数据库是海量空间数据存储和查询的首选数据库之一,其对面向对象技术的支持和扩展为对象-关系空间数据库的实现奠定了坚持基础。这里详细介绍了Oracle数据库的对象类型、对象类型方法和其对继承、多态这两个面向对象核心概念的支持,并在Oracle92中参照OpenGIS矢量几何对象模型,扩展了空间数据类型和空间函数。并基于这些空间数据类型和空间函数构建了空间数据表,进行了空间查询试验。     

基于Internet的矢量数据远程查询设计

地理空间数据存储在文件或数据库中，对于在线服务的地理数据通常存储在空间数据库中，空间数据库已经能够管理海量矢量数据。然而由于空间数据库的远程查询在一个有限带宽的网络环境中执行有别于传统的空间数据查询，具有只能传输有限的查询结果集、会话时间短、无状态、长事务和不透明的特点。在详细阐述这些特点的基础上，重点介绍基于查询代理的海量空间数据远程查询和基于Web的几何对象属性查询的设计与实现，实践证明能够部分解决上述问题。     

Oracle数据库空间数据类型和空间函数扩展实现

Oracle数据库是海量空间数据存储和查询的首选数据库之一,其对面向对象技术的支持和扩展为对象-关系空间数据库的实现奠定了坚持基础.这里详细介绍了Oracle数据库的对象类型、对象类型方法和其对继承、多态这两个面向对象核心概念的支持,并在Oracle92中参照OpenGIS矢量几何对象模型,扩展了空间数据类型和空间函数.并基于这些空间数据类型和空间函数构建了空间数据表,进行了空间查询试验.     

一种面向并行空间数据库的数据划分算法研究

面向基于对象关系型数据库而构建的并行空间数据库系统，提出了一种基于Hilbert空间填充曲线的适合于矢量空间数据的数据划分算法。在充分考虑空间信息的海量特征以及矢量数据存储记录的不定长等特点的前提下，该算法可实现并行空间数据库中海量空间数据记录在多个存储设备上的均衡划分，以避免出现数据倾斜现象，从而提高了空间数据的检索与查询效率。     

云环境下海量矢量数据叠置分析方法研究

针对当前单机环境下海量矢量数据叠置分析效率低的问题,提出了云环境下海量矢量数据并行叠置分析方法;设计了海量矢量数据在云环境下的存储模型GeoWKT;基于该模型研究了云环境下海量矢量数据并行划分方法,有效避免了云环境下并行叠置计算中负载不均引起的计算效率低的问题,为数据密集与计算密集型并行叠置计算提供了新的尝试。实验结果表明,相较于传统的单机GIS软件,该方法在保证计算结果正确性的同时,显著提高了叠置分析的计算效率,证明了本文提出的基于云环境下海量矢量数据并行叠置分析方法的正确性和有效性。     

AJAX技术在网络电子地图开发中的应用

随着网络的普及,电子地图在互联网上的应用需求日益迫切;但是海量的空间数据对互联网的带宽、速度都有巨大的挑战。目前互联网上运行的电子地图绝大多数为影像数据。影像数据虽然解决了大数据量、结构复杂、客户端需下载插件的问题,但是对空间数据的查询量算等功能又有了限制.因此解决在互联网上运行数据量大、数据结构复杂的矢量数据问题被提上议事日程。本文描述了当前互联网上比较流行的AJAX技术的工作模式和技术特点以及该技术在Internet环境下的消息响应模式与应用,最后介绍了AJAX技术在电子地图开发中的应用。     

云环境下海量空间矢量数据并行划分算法

空间数据划分是空间大数据索引方法及其数据存储的重要组成部分。针对Hadoop云计算平台在空间数据划分及其存储方面的不足,提出了基于Hilbert空间填充曲线的海量空间矢量数据并行划分算法。在数据划分阶段,充分考虑空间数据相邻对象的空间位置关系、空间对象的自身大小以及相同编码块的空间对象个数等影响因素;通过“合并小编码块,分解大编码块”的划分原则,实现了云环境下海量空间矢量数据的并行划分算法。试验表明,该算法不仅能够提高海量空间矢量数据的索引效率,同时也能够很好地解决空间矢量数据在Hadoop分布式文件系统（Hadoop distributed file system,HDFS）上的数据倾斜问题。     

基于形状模板匹配的多边形查询

对矢量目标如建筑物、注记等形状的识别通常是基于栅格数据的,研究的基点是像素,其不足之处是准确率不高,运算量过大。对此,提出了一种新的研究思路,用矢量取代栅格(像素)作为研究的基点,识别算法以矢量为基础进行设计,采用的查询算子是傅立叶描述子。实验结果表明,该傅立叶描述子计算的查询算子区分度高,查询效果好,是一种稳健高效的识别工具。     

顾及地理矢量场空间变化特征的多分辨率纹理可视化方法

网络环境下海量、高维、动态、多尺度地理空间矢量场数据的在线高效可视化,一直是大规模密集矢量场数据集成与综合应用分析亟须解决的关键问题。地理矢量场数据蕴含大量非规则、多尺度、时空异质的变化特征与结构,传统矢量场纹理可视化方法,受全局统一采样密度的限制,存在典型的稠密遮挡、特征模糊的问题。针对上述问题,本文提出了一种顾及地理矢量场空间变化特征的多分辨率纹理可视化方法,引入复合信息熵定量显式描述矢量场的空间变化,以此驱动图像空间内多频噪声纹理生成、矢量场多分辨率纹理的构建与增强表达,有效克服传统纹理可视化方法的技术瓶颈。最后采用风场数据进行试验,验证了本文方法的可靠性与有效性。     

顾及分类器参数的全极化SAR图像特征选择与分类

全极化SAR获取的信息量远多于传统SAR,但信息量的增加并不能确保分类精度的提高,如何有效进行特征选择至关重要。针对自适应特征选择问题,提出一种顾及分类器参数的特征选择和分类方法。该方法以支持向量数为评估依据,结合遗传算法进行特征选择,并同时对分类器参数进行寻优;最后利用优选的特征集和模型参数进行分类。为验证算法的有效性,利用两组全极化数据进行了监督分类实验。实验结果表明,提出方法降低了SVM分类器对自身参数的敏感性,而且能在较少特征个数下具备良好的泛化性能,分类精度优于未经过特征选择和参数优化的方法。     

A virtual globe-based vector data model: quaternary quadrangle vector tile model

This study proposes a virtual globe-based vector data model named the quaternary quadrangle vector tile model (QQVTM) in order to better manage, visualize, and analyze massive amounts of global multi-scale vector data. The model integrates the quaternary quadrangle mesh (a discrete global grid system) and global image, terrain, and vector data. A QQVTM-based organization method is presented to organize global multi-scale vector data, including linear and polygonal vector data. In addition, tile-based reconstruction algorithms are designed to search and stitch the vector fragments scattered in tiles to reconstruct and store the entire vector geometries to support vector query and 3D analysis of global datasets. These organized vector data are in turn visualized and queried using a geometry-based approach. Our experimental results demonstrate that the QQVTM can satisfy the requirements for global vector data organization, visualization, and querying. Moreover, the QQVTM performs better than unorganized 2D vectors regarding rendering efficiency and better than the latitude–longitude-based approach regarding data redundancy.     

图象矢量量化器设计的研究

矢量量化是近年用于图象数据压缩的一种高性能的方法,它把信号作为矢量而不是作为标量来编码。在矢量量化器的设计过程中,过程的初始化对于整个设计的计算代价(收敛速度)以及所达到的指标(平均失真)有重大的影响。本文提出了一种“误差函数初始化”(EFI)的方法,这种方法直接针对失真准则,通过求“误差降低函数”的估计量的最大值而使“种子”的选择最佳化。实验结果以及在此基础上的分析表明了EFI作为初始化方法的优点,并且显示了其作为实时矢量量化器刷新算法的前景。     

城市规划管理信息系统中的图文一体化设计

城市规划管理信息系统(UPMIS)中涉及大量的图形数据和文档数据的操作,而这些文档数据和图形数据从存储、查询、显示、打印等多方面都有很大的不同,要想实现真正意义上的图文一体化,就要采用软件工程的方法来指导和辅助图文一体化功能的设计。本文给出了设计UPMIS中的图文一体化的基本思路和基本方法。     

WebGL在线动态地图服务框架设计

针对在线动态地图的交互性强、制图过程灵活、数据复杂多样、受众面广等特点及优势,本文基于WebGL技术设计了一种在线动态地图服务架构。该架构通过设计面向海量矢量数据的在线地图数据模型,定义在线地图切片的存储结构,并充分利用计算机硬件加速能力,实现了海量矢量切片数据的快速可视化和动态更新。为检验方法的可行性,利用该框架研发了某县的"多规合一"地理信息服务平台,结果表明,该框架提升了在线动态地图平台的实用性和操作性,为在线动态地图服务提供了可靠的理论和技术支撑。     

进化多核相关向量机的大坝变形预测

针对大坝变形系统的非线性、复杂性以及不确定等特点,提出一种优化多核相关向量机的大坝变形预测模型方法。通过对实验数据进行归一化处理,核函数的加权组合以及遗传算法对模型参数的优化,建立遗传算法优化多核相关向量机的大坝变形预测模型。实验结果表明:数据归一化能归纳统一样本的统计分布性,加快梯度下降求解最优解速度和提高预测精度;优化的加权核函数能有效提高模型预测精度;各项精度指标值均优于BP神经网络方法、多项式核相关向量机方法预测精度,证实优化的多核相关向量机模型是一种精度较高的大坝变形预测方法。     

WebGIS性能分析与优化

随着WebGIS的发展,用户对数据浏览、查询和分析等要求也越来越高。提高服务性能、满足用户需求已成为WebGIS发展的当务之急。本文在对WebGIS体系结构分析的基础上,主要从时间方面对其性能展开分析,通过实例进行验证。其实验结果表明,采取相应优化措施,对提高WebGIS服务性能取得了比较明显的效果,同时也达到了预期目的。