基于过程对象的地表覆盖变化时空过程表达模型

时空过程表达是时空数据分析、规律发掘等研究热点的基础。本文从土地利用/地表覆盖变化(land use/cover change,LUCC)时空数据分析和规律发掘应用角度出发,提出了一种基于过程对象的时空过程表达模型,阐述了该模型的时空过程判定方法和存储管理方法。该模型将地表覆盖斑块看作时空对象,将斑块自身变化和相互转化以对象时空过程的形式表达;通过时空过程的组合来表达空间范围更广的时空变化,使斑块变化与景观格局总体变化联系起来。该模型可用于面状地理实体的时空演变模拟和变化规律挖掘等。通过对黑龙江大兴安岭地区地表覆盖时空过程对象的建立、检索与分析,验证了模型的有效性。     

黄河源区土地利用/覆盖变化（LUCC）研究

利用遥感（RS）监测手段和地理信息系统（GIS）技术,获取了黄河源区在1975、1990、和2005年3个时期的土地利用/覆盖数据,并通过叠加分析,获得了该地区土地利用/覆盖的时空转移特征. 此外,通过县级行政区对源区各县域内的土地利用/覆盖变化特征进行了统计分析,以期为该地区的环境管理提供科学依据. 结果表明：在1975-2005年间,黄河源区的环境退化非常明显,土地利用/覆盖变化主要表现为耕地、沙地、滩地和水库、坑塘面积增加;沼泽地面积减小;高覆盖度草地面积减小,中、低覆盖度草地面积增加. 从县级行政区划上来看,耕地的增加主要分布于贵南、同德和泽库三个县;林地面积在玛沁和甘德两县有大面积的减小趋势;新增的沙地主要分布在玛多、共和、曲麻莱和若尔盖县;新增水库、坑塘则主要分布于共和、和贵南两县;沼泽地面积的减少绝大部分发生在若尔盖县;高覆盖度草地在甘德和玛沁两县增加非常明显,但在玛曲、玛多、达日、兴海、阿坝、若尔盖、红原等县均有大面积的减小趋势. 因此,在黄河源区开展环境保护或环境治理工作,应根据不同区域的具体环境问题采取相应的治理措施.     

中国土地利用变化现代过程时空特征的研究──基于卫星遥感数据

为实现土地利用变化现代过程的卫星遥感研究,须建立时间序列完整的空间型遥感数据平台。在此基础上,通过建模分析,可以有效地研究土地利用变化的现代过程,其中包括土地利用变化的时间动态特征和空间动态特征。为探讨基于卫星遥感数据的中国土地利用变化现代过程研究的方法论,采用陆地卫星TM分层抽样方法,对全国土地利用类型区域组合、土地利用程度变化和土地利用动态度进行了分析。     

中国土地利用变化现代过程时空特征的研究：基于卫星？…

为实现土地利用变化现代过程的卫星遥感研究,须建立时间序列完整的空间型遥感数据平台。在此基础上,通过建模分析,可以有７效地研究土地利用变化的现代过程。其中包括土地利用变化的时间动态特征和空间动态特征。为探讨基珩卫星遥感数据的中国土地利用变化现代过程研究的方法论,采用陆地卫星ＴＭ分层抽样方法,对全国土地利用类型区域组合、土地利用程度变化和土地利用动态度进行了分析。     

过程——一种地理时空动态分析的新视角

地理世界中存在一类具有产生、发展和消亡的地理现象/对象,综合对地观测技术和多源信息获取技术的发展提升了获取这种动态地理现象的能力。现行的地理时空分析方法以点、线、面、体为基本单元,以数据获取尺度为分析尺度,割裂了地理现象的时间连续性,限制了地理时空动态的分析能力。把产生、发展和消亡的动态演变抽象为地理过程,从演变过程的尺度,提出一种新的地理时空分析方法。首先,提出“地理过程—演变序列—时刻状态”的分解抽象和逐级包含的地理时空过程语义,并基于“节点—边”的图思想建立地理时空过程图表达方法和存储模型,实现地理对象（节点）和对象演变行为（边）一体化表达和存储;其次,以地理过程为基本单元,设计“地理状态对象提取—演变序列追踪—过程对象重构”的过程对象提取方法,并基于节点的出度（该节点引起其他节点变化的边的个数）和入度（其他节点引起本节点变化的边的个数）实现过程对象演变行为的识别;再次,以地理过程为分析尺度,拓展时空邻域为过程邻域、时空相似性为过程相似性,设计面向过程的地理时空挖掘方法,开展地理对象及其演变行为的时空模式挖掘;最后,以1950—2019年月尺度的太平洋海洋表面温度异常变化过程对象...     

吉林省西部地表蒸散与土地利用/覆盖变化关系

地表蒸散作为地表水分平衡和能量平衡的重要组成部分,是土地利用/覆盖变化的一个关键驱动因素。地表蒸散量的大小影响土地利用变化过程;反过来,土地覆盖类型又控制地表蒸散量的大小。为了弄清它们之间的相互作用关系,揭示地表蒸散在生态环境变迁中的作用,基于地表能量平衡理论,计算了研究区1986、1996和2000年的蒸散量,并与对应年份的不同土地类型数据进行了叠加分析。结果表明,从1986年到2000年,研究区草地、沙地和盐碱地的蒸散量都在变大,其中以沙地蒸散量增长最快,草地次之,盐碱地增长最小,为土地类型向盐碱地和沙地转化提供了有利条件,在一定程度上说明了地表蒸散加剧了研究区生态环境恶化。     

中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述

人类活动引起的土地利用/覆盖变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)是重要的外强迫之一,但是LUCC对全球及区域气候影响的研究仍然薄弱,至今无法对LUCC的气候效应问题做出系统的评估。研究针对人类活动比较剧烈的中国区域问题,首先回顾了近几十年来中国LUCC的特征,接着从观测和数值模拟2个方面系统地讨论了过去LUCC的研究成果,主要针对LUCC通过生物地球物理过程影响区域气候的工作,总结和归纳了LUCC对中国区域气候的影响问题,进而探讨了LUCC在未来气候变化中可能扮演的角色、亟待解决的问题,以及国内外在这方面的研究动态和未来发展方向。     

渭河流域1980~2010年土地利用变化的时空异质性研究

土地利用变化是地球关键带地表过程演变的重要表征。本研究基于渭河流域1980年、1995年和2010年3期土地利用数据、地形数据及河流汇演关系将研究区划分为渭河上游段、泾河段、北洛河段和渭河中下游段4个空间区域,综合利用土地利用动态度、类型动态趋势和土地利用转移矩阵的方法,定量分析了该流域的土地利用变化时空异质特征,并结合地形分布分析了其变化规律。结果表明：渭河上游段地形以丘陵为主,中下游段以山地和平原为主,而泾河段和北洛河段均以丘陵和平原为主。各空间区域土地利用类型均以耕地、草地和林地为主,土地利用转移也主要发生于这3种类型之间。1980~2010年间,渭河流域的耕地面积整体呈减小趋势,草地和林地面积整体上呈增长趋势,而建设用地面积持续增长。其中,耕地面积减少以渭河中下游段最为明显,减少498km²,草地面积在渭河上游段与北洛河段减少,而在中下游段和泾河段有所增长,林地面积在4个区域中均呈增长趋势。在研究时段内,地形分区影响着土地利用类型的转化特征：山地区以耕地向林地和草地的转化为主;丘陵区以草地和耕地向林地的转化为主;平原区则主要以耕地向林地、草地和建设用地三者的转化为主,其中建设用地为主要转入类型。

     

基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型设计与原型系统实现

针对现有数据模型的不足,结合GIS数据模型的最新进展,在CAD、虚拟现实和仿真等领域得到应用的相关数据模型的基础上,提出使用基于特征的建模技术和面向对象的方法构建一个全新的基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型。采用Oracle ORDB管理模式实现其面向对象的虚拟GIS数据库,并依据该模型设计了Client/Server层次结构的分布式虚拟GIS原型系统。     

基于InVEST模型的辽宁省海岸带碳储量时空变化研究

陆地生态系统碳储量与全球气候变化密切相关,研究海岸带地区土地利用变化对生态系统服务碳储量的影响,对于区域生态系统保护及社会经济可持续发展具有重要意义.以辽宁省海岸带地区为例,分析了1995—2018年海岸带地区的土地利用变化特征,运用InVEST模型碳储量模块估算了1995—2018年区域生态系统的碳储量,结果表明:(...     

A Survey of the Spatio-Temporal Data Model

Traditional GIS(Geographic Information System)mostly can only describe the transient state data and does not have the ability to deal with the temporal dynamic data. When the data changes, new data will take the place of the old data, namely the transient state change into another, and the old data will disappear. Therefore, it is unable to make an analysis of the updating changes of the data and predict the development trend of the future. In this case, TGIS (Temporal Geographic Information System) emerges and expands the time dimension on the basis of traditional GIS. Spatio-temporal data model is the key to TGIS. Spatio-temporal data modeling is not only related to dynamic expression of spatio-temporal objects, but also gives an important support for spatio-temporal analysis and reasoning. This paper summarized the theories and applications status at home and abroad of spatio-temporal data model in detail, illustrated family tree of spatio-temporal data model for the nearly fifty years, discussed improvement and application status of Base State with Amendments Model, Event-based Spatio-temporal Data Model, Object-oriented Data Model and other spatio-temporal data models, and raised the existing problems of spatio-temporal data model. The current existing problems mainly includes: ①There are a lot of spatio-temporal data models put forward, but some of them only focus on semantic design and neglect the verified; ②Most of existing spatio-temporal data model are for vector data, only the Event-based Spatio-temporal Data Model is raster data structure; ③At present, the expression the time-space information of geographic entity is relative separated with spatio-temporal data model; ④Spatio-temporal data model is mainly used in cadastral management, land use and forestry data updating, less application in other fields. In the end, the future development direction was put forward of spatio-temporal data model. In the time of big data and “Internet plus”, it is necessary to explore the big data spatio-temporal data model that supports multiple data formats.     

面向实体的空间数据模型

空间数据模型是地理信息系统(GIS) 研究的基础内容.为适应新一代大型GIS的数据量大, 拓扑关系复杂, 数据种类多等特点, 提出了一种新型GIS数据模型---面向地理实体的空间数据模型.它以实体为基本表达对象, 具有较强的空间和语义表现力, 支持语义表达和转换, 便于实现等优点.从空间数据管理, 概念数据模型等方面详细地介绍了该种数据模型.实践表明, 采用该数据模型, 系统对真实世界的实体表现力将大大增强, 数据组织更加合理.      

非结构化地质数据内容存储方法研究

地质工作已迈入大数据时代,但地学信息被记录成的报告、图件等非结构化数据,仍按照较为简单的方式组织归类到一起并存储在文件系统中,形成很多个内部构成复杂的数据集。这种方式不能很好的表达非结构化数据承载的丰富地学信息,也不便表达信息之间的复杂关系,更不利于发现跨数据集存在的深层知识。为尝试解决这个问题,笔者提出了多粒度级别内容树模型和支持演化的数据建模方式。这些特性使得通过模型可以对数据内容进行不同尺度的拆分,对信息的精确定位,还可以使模型根据数据主体需要,拓展主体特征描述的维度,逐步发现数据包含的信息和建立信息与信息之间的关系。考虑到地质大数据的特点,设计了以HBase为核心的数据模型持久化方式,以达到使用大数据技术体系下技术分析处理数据的目的;最后给出了对成果地质数据进行建模的实例,将文档、图件等非结构化数据以内容实体为最小单元进行拆分和重构,达到了较好的内容组织和信息表达效果。     

中国岩石圈数据模型总体设计

基于GIS的中国岩石圈三维结构数据库包含了数据类型各异的12个专业子库内容。存储和管理这些复杂的数据需要一个合理有效的数据模型,以确保数据库中的所有数据对象得到精确和完整的表达。本文讨论岩石圈数据模型的总体设计问题,基本思路是采用当前成熟的面向对象的软件开发技术和面向对象的地理数据库模型。总库数据模型需要满足扩展性和扩充性的要求。开发中用UML协助分析子库数据,在面向对象的地理数据库中用一个要素数据集来容纳一个子库的空间数据,用数据库表、要素类、关系类、子类、域等概念描述岩石圈研究中的各种概念和信息,形成统一的、空间和属性存储管理一体化的岩石圈数据模型。     

三维地质模型的数据模型研究

三维地质模型在计算机中的数据表达就是三维地质模型的数据模型,它具有确定性、可视性和可修改性的特点。文章介绍了表达三维地模型的几种典型的三维数据模型,即体元充填模型,ＴＩＮ表面模型、矢量模型、混合模型和面向对象的模型,体元充填模型根据采用的体元又可分为４个亚类。     

网络存储技术在石油地震数据处理中的应用

针对油田局域网的特点,利用网络存储技术中的SOCKET编程方法,结合Linux或Unix系统中的常驻进程及输入输出控制技术解决海量地震数据交换的问题,这个方法可以实现远程磁带或磁盘数据的读取。对常用的地震数据SEGY格式及其存储特点进行分析,在SEG-Y格式的地震数据的读写技术中,采用位运算的方式解决移位及浮点数的读写操作。网络存储技术的应用实现了远程海量地震数据的存取,位运算方法提高了地震数据输入输出的速度。     

分布式流域水文模型的DEM数据处理

分布式流域水文模型从DEM数据中提取河流,由于地图数据的比例尺、DEM网格的分辨率等原因,生成的河流可能与真实的河流不重合,流域内的径流可能汇集不到出口断面,必须对DEM数据进行处理。目前GIS软件中常用的处理方式是将河流经过的网格高程普遍降低,这种方法还不够理想。理想的DEM数据处理方法应满足以下原则:修改后生成的河流与真实的河流重合,流域内的径流能够汇入河道到达流域出口断面;DEM数据中网格的高程来自实测地图,最能代表网格的高程,只是由于对网格高程的插值滤掉了一些地形细节,因此高程修改的网格数目应达到最小。基于这个原则,提出DEM数据修改方法,平滑掉河流经过的凸起网格并且填充流域内的洼地,修改最少的网格高程,使由DEM数据生成的河流能够与真实的河流重合,达到模拟真实的径流流动路径的目的。     

多参数统计定值模式及其在标样定值中的应用

本文用多参数统计定值的新模式进行标样定值。对离群值的处理提出了新方案。采用11种统计参数对原始数据进行处理,并将这11种参数的算术平均值、中位值、几何平均值、选择平均值、Hampel M估计值和主族众数的平均值作为最佳定值。在NCR TOWER-1632多用户高档微机UNIX操作系统下开发了多参数模式定值软件MPDPS,对6个新研制的标样进行了定值。