时空数据模型及时空地理信息系统功能架构

地理信息系统(GIS)就其实质而言,是现实世界的一种数据抽象模型。但现有的GIS数据模型缺乏跟踪现实世界实体变化的能力,因为它只保存实体的现势数据,而对于各种历史状态数据则无法保存,是一种快照数据模型。随着地理信息系统在行业应用的普及和深入,人们开始认识到地理信息系统应该具有描述现实世界中各种时空变化的能力,既可以分析其过去,又可以预测其未来(发展趋势)。这种想法导致了时空地理信息系统和时空数据模型概念的提出。本文分析了时空数据建模方面的技术问题;并讨论了主要的建模方法。认为历史接续关系和时序刻画是时空建模的主要内容。     

改进基于事件的时空数据模型

本文回顾了基于状态的时空数据模型和基于事件的时空数据模型。为了完整记录下时空的变化过程,有利于时空过程的查询,论文针对栅格数据提出了一种改进基于事件的时空数据模型。该模型完整地记录下地理现象的变化过程,并将地图数据的当前状态作为基图。由于大多应用中对现状图调用的最多,所以将现状图作为基图改进了系统的运行效率。最后,为了体现模型查询变化信息的优势,文章分析了一些时空查询实例。     

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。     

北极海冰范围时空变化及其与海温气温间的数值分析

本文利用美国国家冰雪中心提供的1989-2014年海冰范围资料,分析了北极海冰范围的年际变化和季节变化规律。分析发现,北极海冰范围呈减少趋势,每年减小\begin{array}{c}5.91\times {10}^4\mathit{k}{m}^2\end{array},夏季减少趋势显著,冬季减少趋势弱。北极海冰范围显现相对稳定的季节变化规律,海冰的结冰和融化主要发生在各个边缘海,夏季期间的海冰具有融化快、冻结快的特征。结合海温、气温数据,进行北极海冰范围与海温、气温间的数值分析,结果表明北极海冰范围变化通过影响北极海温变化进而影响北极气温变化。海冰范围的季节变化滞后于海温和气温的季节变化。基于北极考察走航海温气温数据,进行楚科奇海海冰范围线与海温气温间的数值分析,发现楚科奇海海冰范围线所在区域的海温、气温与纬度高低、离陆地远近有关。     

基于时空数据模型的导航电子地图增量更新技术

基于时空数据模型分析提出一种导航电子地图增量更新技术。首先根据传统的导航电子地图格式设计基本的导航电子地图的交换格式和分层分块的物理格式;然后使用增量包设计对实时导航信息的属性关系和空间关系进行增量存储,并根据导航电子地图增量更新服务框架设计了增量模式的数据编辑与检查;最后针对更新后的分块数据采用局部拓扑构建的方法,在编辑导航数据的同时维护导航数据的拓扑关系。增量更新技术平台的实现进一步验证了技术的实用性。     

基于浮动车数据的城市道路通行能力时空特征分析

针对城市道路通行能力定量度量指标,提出基于浮动车数据的道路基本通行能力评估方法;以道路通行能力指标来分析深圳市道路网通行能力的时空分异规律,结论如下：城市道路通行能力具有明显的时变特征和空间分布的不均衡性;各行政区域通行能力在工作日变化平缓,在休息日出现午高峰;通行能力余量无论在工作日和休息日都浮动较大,并在休息日中午显著下降;道路通行能力具有明显区域分类现象,人口密度和发展程度较高区域的道路通行能力整体较低,且一天内的变化较小;道路等级对通行能力和通行能力余量影响显著,较高等级道路一天内变化较大,低等级道路则较平稳。     

河北省活动积温时空分布规律研究

为了解河北省作物生长发育和产量形成的热量条件,利用1961~2009年河北省139个观测站的逐日气温资料,应用线性趋势分析、样条函数插值等方法分析河北省≥0℃、≥10℃活动积温的时空分布特征。结果表明:(1)49年来河北省大部分地区≥0℃(≥10℃)活动积温的最小值出现在20世纪70年代,≥0℃(≥10℃)活动积温的最大值出现在1991年之后。从整体看,河北省≥0℃(≥10℃)活动积温在增加。(2)1961~2009年的河北省≥0℃(≥10℃)活动积温空间差异较大,大部分地区介于2700~5016℃·d(2185~4526℃·d),其中冀南平原地区活动积温最大,沿海地区活动积温居中,冀北高原地区活动积温最小。(3)1961~2009年的河北省≥0℃(≥10℃)活动积温的相对变率南北差异较大,冀北高原活动积温相对变率明显大于冀南平原;≥0℃活动积温比≥10℃活动积温稳定。     

政区多粒度时空对象建模及其Geodatabase实现

全空间信息系统是将现实世界抽象为由多粒度时空对象组成的数据世界,对动态且复杂的现实世界中的各类时空实体对象进行表达、分析等。时空数据模型是时态地理信息系统（TGIS）核心,在一些特定领域上取得了较好的应用效果,对时空对象的时态信息进行了一定程度的表达,但仍旧无法完整地描述时空对象的变化以及联系。本文在分析时空数据模型的研究现状和存在问题的基础上,以全空间多粒度时空对象建模为指导思想,以北京近百年来的政区演变为例,分析了政区的基本特征,进而将政区看作是多粒度时空对象,探索了多粒度时空对象的建模方法,对政区进行了多粒度时空对象表达,并采用可视化表达的方法进行了实验验证。结果表明：多粒度时空对象建模能较好地反映政区的空间特征、属性特征和时间特征,反映其在时空上的演变过程以及便于更好地支持时空对象的查询、分析和可视化表达等。     

城市海量手机用户停留时空分异分析——以深圳市为例

识别海量手机数据中蕴含的行为模式,是地理学的一个研究热点与难点。目前,较多研究针对手机用户移动特征开展,而对停留及其模式的研究则相对较少;其时空分异规律对理解城市人群动态,甚至优化城市系统至关重要。本文根据人们日常时空约束条件定义了手机用户停留,提出了基于海量手机位置数据的手机用户停留模式的提取方法,以深圳市约790万个匿名手机用户一天的海量手机位置数据为例,识别出了覆盖约98%用户的典型停留模式,并结合该城市土地利用的空间分布与分异特征,剖析不同停留模式的手机用户空间分异特征和城市不同区域停留次数的时段分异特征。研究发现:(1)15种停留模式可覆盖约98%的手机用户,而且其一天不同的停留位置数量不超过4个;(2)15种停留模式手机用户在城市区域空间上的分布存在分异现象,严重受制于土地利用的空间分布;(3)城市不同区域停留次数的时段分异特征与该区域常住人口、人口密度,以及区域主要职能和性质存在较强的相关性。研究结论对理解城市手机用户行为模式的群体特征有积极的意义,对城市土地利用的科学决策和城市交通规划与预测有重要参考价值。     

河北省太阳散射辐射时空分布特征研究

为更好地利用太阳能资源,对河北省太阳散射辐射时空分布特征进行研究。利用1961--2010年河北省周边7个太阳辐射观测站的资料,计算河北省周边7个太阳辐射观测站的散射辐射误差,拟合得出河北省太阳散射辐射经验公式,分析其时空分布特征。结果表明：（1）河北省近50年太阳散射辐射年总量总体呈微小的升高趋势。其中,升高幅度相对较大的秦皇岛为4．0％,升高幅度相对较小的廊坊为0．7％。（2）河北省水平面太阳散射辐射年总量近50年平均值空间差异不大,〈2240MI·m^-2主要分布在张家口西北部和秦皇岛西南部,〉2480MJ·m^-2主要分布在保定北部,大部分地区介于2320-2480MJ·m^-2。     

城市生态地区规划的GIS分析应用

GIS(地理信息系统)是当前在城市规划领域广泛运用的新技术手段。本研究根据景观生态格局分析原理,构建数据模型,并通过GIS平台对模型中的变量参数进行空间还原,以栅格图表的形式对数据模型进行具体解释,实现了空间分析数据的图形化关联,使其突破了纯数学意义层面的定量研究,所得的分析图表作为生态分析研究的数据支撑,辅助决策于城市生态地区规划中关于规划结构、开发强度等规划内容的确定。研究进一步拓展了GIS在城市规划领域中的应用,丰富了规划的定量化研究。     

霞客GIS的探索与研究

《徐霞客游记》是展现我国古代地理学家注重空间、人文、社会有机融合的伟大成果.霞客GIS是利用GIS技术优势,以原著文本、徐学研究成果与GIS时空多尺度信息表达相结合的一次探索.本文介绍了霞客GIS构建与设计的基本理念、时空描述构架、数据模型及系统功能构成.应用结果显示,该系统的建立,可望为传统的地学经典著作《徐霞客游记》搭建现代GIS展示与分析平台,以利于地学分析优势的发挥、霞客精神知识的传播、徐学研究的深入及成果的共享.     

基于用户历史瓦片浏览记录的兴趣点智能搜索方法优化研究

在网上各种信息呈现爆炸式增长的背景下,传统方法往往难以顾及用户兴趣,而导致查询无法体现个性化。针对这一问题提出一种基于用户历史瓦片浏览记录的兴趣点智能搜索方法。首先对智慧城市平台下的用户历史瓦片浏览记录数据进行分析,并以热力图可视化形式展现出用户关注的热点区域,得出空间热度;然后根据属性查询中加入空间热度影响因子来影响兴趣点搜索结果,使搜索结果更加符合用户搜索意图,针对热点区域给不同用户以相应服务;以滕州市兴趣点为实验数据,使用Elasticsearch构建索引数据库,采用Web前端技术搭建搜索框架,经过实验对比分析发现,该方法能够有效地提高搜索的查准率,并且可随着数据量的丰富变得更加智能化。     

论地理信息系统概念与内涵的演变

简要论述了GIS的基本概念以及几个与GIS相关的概念,并进一步讨论了GIS与组织和社会的关系:如空间数据基础设施、地理图书馆、地理计算、地理信息科学、OpenGIS规范、数字地球等,着重阐述了GIS的组织属性和社会属性,并进一步从第三世界GIS应用、技术传播的角度指出GIS面对的挑战。作者认为:(1)学者对于GIS的认识非常多元化,其概念与内涵也处于不断演化之中;(2)在信息社会,地理信息系统仍然是一个充满未知的、值得深入研究的领域,GIS研究仍面临科学的、实践的挑战;(3)超越技术,从更宽的视野观察和研究GIS,如从GIS与组织、GIS与社会、技术传播等角度研究GIS,对于中国和发展中国家的GIS事业既有学术价值,又具备实践意义;(4)考虑到组织和制度因素的重要性,有必要站在中国的社会背景中,重新审视地理信息的概念、内涵和其社会属性。     

基于ArcIMS的铁路路网地理信息系统的构建与实现

通过实际应用，总结和阐述了用于WebGIS的强大工具——ArcIMS的体系结构。基于ArcIMS构建了一个铁路路网地理信息系统，阐述了系统的结构及模型，介绍了系统的功能，给出系统的实现方法。     

提升地理信息数据可获取性对促进我国经济发展的意义

本文在分析我国现有地理信息数据可获取性的现状和问题基础上,提出了对现行地理信息数据政策的一些看法和建议。在经济比较发达、对外比较开放的城市和地区设立“地理信息数据开放特区”的建议,可使GIS在民用和国民经济领域的应用更加合理合法化,使GIS技术在提高经济发展的同时,能够更多地为广大人民服务。     

Integration of GIS and multimedia information based on ORDBMS

GIS not includes only spatial data and attribute data, but also multimedia information. How to integrate and manage these data effectively is very important. With the development of the technology of Object-Relation DBMS (ORDBMS), it improved the capability of managing complicated information. With ORDBMS, GIS and multimedia information can be integrated together and can speed accessing files by using "buffer".     

GIS原理教学中的问题与初步思考

地理信息系统(GIS)原理是GIS专业或其相关专业的专业基础或必修(限选)课，对GIS人才培养具有非常重要的作用，但由于种种原因，GIS原理在教学方面仍存在多方面的问题与不足。本文首先分析了大学本科GIS原理在教学内容、实验与实习及教学手段等方面存在的问题，然后针对这些问题根据自己的教学体会提出了一些相应的解决办法与建议。     

Integration of GIS and multimedia information based on ORDBMS

GIS not includes only spatial data and attribute data, but also multimedia information. How to integrate and manage these data effectively is very important. With the development of the technology of Object- Relation DBMS （ ORDBMS）, it improved the capability of managing complicated information. With ORDBMS, GIS and multimedia information can be integrated together and can speed accessing files by using ＂buffer＂.     

基于GIS的泸水县易地扶贫搬迁安置地选择

易地扶贫搬迁是对生活在恶劣环境中的贫困人口采取的扶贫举措.泸水县尚有大量人口需要易地搬迁解决贫困问题,泸水县特殊的峡谷地理环境,使安置地的选择成为棘手的问题.将GIS技术应用于扶贫易地搬迁地选择中,可以方便地找出适宜的搬迁居住地,为当地政府易地安置提供决策参考依据.安置区的选择,主要考虑以下因子:交通便利、土地资源丰富、水源丰富、坡度较为平缓、海拔较低,避开地质灾害隐患点和自然保护区等.通过GIS技术,将上述因子图层叠加后找到适合的安置地.结果表明:泸水县难以找到成片的面积较大的安置区,安置区呈零星状分布在各个乡镇.