基于GTP的地下工程与围岩一体化真三维空间构模

针对地下工程开挖体的基本特征及其真三维建模要求，在广义三棱柱(GTP)模型的基础上进行扩展，提出采用E—GTP模型来构建地下工程开挖体的真三维模型。通过与其围岩地质体的G—GTP模型的耦合，实现了基于GTP的工程开挖体与围岩地质体的一体化建模。该模型将地下三维空间实体抽象为点、线、面、体四类对象，通过结点、TIN边、侧边、TIN面、侧面和GTP体元共6个基本几何元素进行统一表达。该文重点讨论了E—GTP的建模原理与方法，并介绍了基于面向对象思想的一体化空间数据结构。     

面向数据集成的城市空间数据内涵与特征分析

GIS对空间对象及其关系表达能力的增强以及多源数据集成应用的需要,不仅扩大 了城市空间数据的内涵,而且推动了城市空间数据集成研究.城市空间数据涉及多个学科,主要来源于航空遥感与摄影测量、勘探量测、内插推算和社会统计,可分 为地上、地表、地下3个空间层次类型.城市空间数据具有离散非连续、构造约束、零散分 布、信息隐含和体特征等特殊性,并存在多语义、多尺度和实体拓扑特征.城市空间数据具有灰白二象性,地下空间数据可以灰、白相互转化.     

基于多维数据模型的城市建设用地数据挖掘研究——以北京市为例

针对城市建设用地数据的多源异构、多维、复杂度高等特点,探讨基于空间数据仓库理论挖掘城市建设用地潜在的空间信息,提出了面向城市建设用地利用的多维数据模型,并基于该模型构建了以城市建设用地利用为主题的空间数据仓库,实现空间数据挖掘过程.以北京市中心城区的建设用地扩展为例,研究了城市建设用地的空间格局及其演变特征,为城市建设用地管理提供决策依据,同时也为城市建设用地数据的集成、分析和高层决策支持提供了方法论.     

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。     

一种基于更新过程的空间变化信息描述方法

针对空间数据更新中变化信息与原数据库集成效率低的问题,提出了基于更新过程的变化信息描述模型(UPM-CIR),即将更新过程分解为更新事务序列,并采用适当的空间位置、几何、属性等信息对更新事务进行补充描述,基于这种定性、定量的方法描述存储变化信息,使得更新过程能够被复制、解析、回放.在空间数据的更新试验中,采用UPM-CIR模型实现变化信息的表达、存储,并将存储的变化信息集成到其他待更新数据中,试验结果表明该描述方法能够实现变化信息的自动回放、高效集成.     

数字城市集成建设的探讨

该文论述了数字城市集成建设的必要性，通过分析数字城市的应用特点，结合城市信息化的现状和趋势，分别就数字城市的网络、应用、数据的集成进行了探讨并提出了相应的集成方案：分析数字城市应用对网络传输的需求，指出网络集成应考虑的原则，依据此原则提出了网络集成的实现方案；将数字城市应用划分为客户端和服务器端，对客户端的用户群进行细化，并针对不同用户分别提出用户端应用方案，对服务器端开发数字城市集成应用平台，实现数字城市的应用集成；分析城市数据的现状，讨论了数据集成应注意的问题。     

多元统计回归及地理加权回归方法在多尺度人口空间化研究中的应用

对统计型人口数据进行格网形式的空间化可更直观地展示人口的空间分布,但不同的人口空间化建模方法和不同的格网尺度在表达人口空间化结果方面存在差异。本文在人口特征分区的基础上,引入DMSP/OLS夜间灯光对城镇用地进行再分类,采用多元统计回归和地理加权回归方法(GWR),开展人口统计数据空间化多尺度模型研究,生成1 km、5 km和10 km等3个尺度的2010年安徽省人口空间数据,并对3个尺度下2个模型结果进行精度评价与比较。结果表明：人口空间数据精度不仅与建模所用方法关系密切,还受到建模格网尺度大小的影响。基于多元统计回归方法的模型估计人口数与实际人口的平均相对误差值随着尺度的增加而降低,而基于GWR方法获得的人口空间数据误差值随着尺度的增加而升高。整体来看,基于GWR方法的1 km研究尺度的人口空间数据平均相对误差最低(22.31%)。区域地形地貌条件与人口空间数据误差有较强的关联,地貌类型复杂的山区人口空间数据误差较大。     

数字摄影测量技术在三维建模中的应用

本文阐述了基于数字摄影测量的三维建模技术特点,并以数字锡林浩特三维地理信息系统城市模型生产为例,详细介绍了运用数字摄影测量技术进行三维建模的数据生产流程。     

基于Web Service的空间数据共享平台

分析传统GIS软件存在的数据共享、集成困难和应用间互操作复杂的问题,提出了基于Web Service的数据共享平台的简单原型和实现技术。阐述如何基于开放的规范和协议构建开放的数据存储一体化模型,并在此基础上,提出了分布式环境下基于Web Service数据节点集群、互操作方案,以及上层充一的应用开发模式,包括提供以面向对象的思想定义的、构建上层应用的组件支持。重点研究了在空间数据文本化之后数据的索引、查询问题,提出了结合元数据和GML的两阶段数据查询方案。并对该平台下空间数据的语义共享方式做初步探讨。     

三维场景中无人机地理视频数据的集成方法

建立无人机地理视频数据描述模型的核心要素包括描述无人机位置和姿态的空间数据、与空间数据对应的视频数据以及描述地理视频基本信息的元数据。对空间数据扩充时间线性参照,使其对应指定的视频帧或视频片段,通过空间数据、时间线性参照解算视频帧地理位置,将视频数据与空间数据集成,实现地理视频的查询、更新、三维渲染以及视频帧定位。以乌鲁木齐市白鸟湖新区为试验区,通过采集视频数据,同时结合OSG图形引擎设计了三维无人机视频GIS系统。系统测试表明,该文提出的无人机视频与三维GIS集成方法是可行的,且技术实现简单。应用分析表明,将无人机视频与三维GIS集成可提高视频影像判读效率,有利于获取更多空间属性信息,在城市安全、灾害监测等领域具有重要应用价值。     

数字城市规划中基于SOA架构的SIT集成模式研究

针对空间信息技术(SIT)和数据库等技术在数字城市规划中的应用集成问题进行分析,提出数字城市规划中基于面向服务体系架构的空间信息技术集成模式。该集成模式以统一的数据中心为基础,消除了业务软件的异构与差异性,提高了数字城市规划中业务间数据传递和共享能力。建立的集成信息系统具有较强的开放性和可扩展性,实现了业务系统根据信息化技术的发展进行相应的变化和扩充需求,较好解决了企业级数字城市规划信息平台中数据交换和共享的难题。     

地球空间数据集成研究概况

数字地球空间数据的集成研究及应用始于本世纪 60年代 ,地理信息系统的出现及应用、多元数据的使用推动了地球空间数据集成研究及其应用。本文首先对地球空间数据概念进行描述 ,然后对地球空间数据集成研究状况及存在的问题进行了详细的分析。结合数据集成需求及存在的问题 ,论文分析了数据集成的发展方向。     

数字拓扑研究现状及其在GIS中的应用

数字拓扑主要研究栅格空间中离散几何对象的拓扑性质,这些性质在GIS空间分析和栅格数据处理中非常重要。该文从图论、混合拓扑和公理型3方面对数字拓扑的研究现状进行了分类和综述,并讨论数字拓扑在GIS领域的应用,指出三维数字拓扑和球面数字拓扑是数字拓扑在GIS中的两个发展趋势和研究热点。     

高分辨率遥感在城市发展动态监测中的应用

与传统的遥感影像相比，高分辨率遥感影像有着空间分辨率高、时间分辨率高、信息量大、所包含的地物的几何和纹理信息更加明显、能提取地物三维信息等优点。城市中的研究对象多属于一些尺寸相对较小且空间信息较为重要的地物，再加上已形成一套全新的面向对象的高分辨率遥感数据的处理和信息提取方法。这使得高分辨率遥感技术成为城市发展动态监测以及相关信息提取的最有效手段。动态监测中获得的数据还进一步运用于城市规划布局、市容市政管理、城市生态环境保护、城市交通建设规划、城市防震减灾以及数字交通和数字城市的建设等诸多方面。     

三维景观GIS几何建模方法——以无锡唐城为例

本文实现了以 4D测绘数据 (DEM、DOM、DLG、DRG)为基本数据源的无锡唐城古建筑三维数字景观GIS。同时 ,在三维GIS传统三维空间数据模型的基础上 ,提出面向对象的三维建模点对象的划分不同与二维GIS中的点对象 ;针对基于面状的三维GIS,提出有向曲线构建面状复杂单体的几何建模方法是较为简捷的途径。     

Spatial video and GIS

GIS elemental unit representations of spatial data are often defined in terms of points, lines and areas. However, another type of spatial data that is becoming frequently captured, but as yet is largely ignored in GIS, is that of video. While digital video recording is a commonly encountered medium in modern society and encompasses many forms, from simple personal camcorders through to sophisticated survey and surveillance systems, its geographical representation in a GIS has not been fully examined or realised. In the majority of cases the video footage is usually captured while the device and/or the objects being viewed are in motion. What is of particular interest is when video streams can be, or have been, associated with spatial data such as location and orientation to create geographically referenced videographic data, which, for simplicity, will be defined as spatial video. Fundamentally, the nature of video is to record space, so when spatial properties can be accurately acquired and associated with this footage, an important geographical element can be considered for integration and analysis within a GIS.

Existing spatial video systems, both commercial and research, are predominantly used in survey or LBS roles and are usually bespoke and application specific. These systems do not model spatial video to any recognised standards that is generalised to be both data and platform independent. They do not support GIS integration and/or analysis from a purely spatial content perspective. A video-image/remote-sensing centric approach prevails where usage options range from simple visualisation interfaces to interactive computer vision systems. What has been largely overlooked is a spatial approach where the inherent geographical extent recorded in each video frame can be modelled and used in a geo-spatial analysis context. While this modelling approach has not been fully realised, it does exist in a GIS form based on Open Geospatial Consortium standards, where the spatial context of video is defined in a structure called a ViewCone. However, a ViewCone only defines a 2D model of the geographical extent of each frame and is restricted to a three-or-five sided polygon representation.

Thus, this article examines the potential of modelling spatial video through the use of elemental data types within GIS; gives some examples of using this approach; describes some problems in using spatial video within GIS; and then demonstrates how these problems are being solved. This is done in three stages: Firstly, a detailed overview of spatial video in its current GIS role is provided – this is achieved through a complete introduction to the distinct elements of spatial video followed by a review of its use in both commercial and academic application areas. Secondly, a brief theoretical overview of an alternative GIS-constrained ViewCone data structure is given that defines a more flexible spatial video model for both 2D and 3D GIS analysis and visualisation. Thirdly, a selective sample of results is presented based on an implementation of this approach being applied to a constrained spatial video data source in a specific study area.     

空间信息分析技术

在GIS技术日趋成熟和空间数据极大丰富的今天,通过分析空间数据探索空间过程机理正变得日益迫切。空间信息分析技术至少包括以下六个主要方面:(1)空间数据获取和预处理;(2)属性数据空间化和空间尺度转换;(3)空间信息探索分析;(4)地统计;(5)格数据分析;(6)复杂信息反演和预报。本文提出了解决具体应用问题一般的空间数据分析计算、结果解释和反馈程序。认为空间过程的一般共性和作为共同的研究对象,各种不同的方法技术最终可能导致空间数学(spatialmathematics)的产生,同时发展鲁棒的空间分析软件包对于普及空间数学是必要的。     

空间运动对象与时空数据类型研究

当前时空数据模型多以描述空间实体的离散变化为主。该文中对空间运动对象在抽象层次的无限连续空间、离散层次的有限离散空间上的数据类型进行分析和定义，将其分别划分为时间类型、空间类型和时态类型来研究，并提出支持空间运动对象的表示方法和操作方式。该方法既能表示空间实体的连续运动，也能表示其离散变化，为空间运动对象时空数据模型的建立奠定了基础。     

卫星图像中不同水体类型识别研究

在具有高空间分辨率特性的图像上,城市中大型建筑物、道路、河流、湖泊和其他人工地物形状特征和纹理特征清晰可辨。针对高分辨率卫星图像的特点,文章以水体类型识别为例,从卫星数字图像目标地物波谱特征抽取入手,通过图像分类,将水体从背景中分离并予以识别,同时实现像素重组。在区域分割与边界跟踪基础上,对卫星图像进行水体形状特征的抽取与描述,实现不同水体类型的识别。