“全空间信息建模分析方法与应用研究”专栏导言

全空间数字世界是在计算机系统中由描述现实/虚拟世界各种实体与要素的时空对象数据所构成的综合数据体,是一种对从宏观到微观的现实/虚拟世界的对象化数据描述.传统GIS对地理空间数据的分块与分层管理方法,无法满足全空间数字世界中复杂、动态、关联的时空对象组织与管理的需要,因此,本文研究提出了一种基于时空域的全空间时空对象组织与管理方法.在分析了全空间数字世界的概念、内容和特点的基础上,提出了时空域的基本概念,明确了时空域的数据组织方式和本质特性;建立了面向时空域的子时空域、时空对象类、对象关系类和时空域时空对象生命周期序列的时空对象数据组织体系和管理方法,并进行了时空域数据的存储与管理实验,验证了基于时空域的全空间时空对象组织与管理方式在管理全空间数字世界中的实用性和可行性,为后续示范应用场景中时空对象的生成与处理、检查与校验、可视化与输出提供底层支撑.     

面向多粒度时空对象数据模型的网络电子地图生成方法

传统网络电子地图生成是以要素进行组织的,在表达地理实体动态变化、关联关系以及多粒度特征时存在一定的局限性。而多粒度时空对象数据模型旨在解决现实世界到对象所组成的事物空间之间的映射这一科学问题,为时空实体的可视化提供了新的思路,为展示地图要素间复杂关联、多维动态等特征提供了模型基础和数据保证。本文将多粒度时空对象数据模型引入网络电子地图生成当中,渐进得改变了以往网络电子地图依靠图层数据生成的模式,基于多粒度时空对象的概念、模型框架以及数据存储与管理方式,提出了2种网络电子地图生成方法。一种是利用多粒度时空对象数据重建图层,为现有网络制图工具提供“中间件”,使其能够调度和使用多粒度时空对象数据;另一种是将多粒度时空对象数据和地图符号进行绑定,使网络电子地图不再依赖于图层而能根据多粒度时空对象动态更新,同时便于将对象之间的关系、组成结构等非结构化属性特征进行可视化。同时,本文通过实验验证了2种方法的可行性,为多粒度时空对象在网络电子制图领域的应用进行了有效实践。     

基于互联网地图的矢量路况数据生成与应用方法研究

城市交通路况数据对交通治理、交通拥堵预测等研究具有重要意义,针对常规交通路况数据获取成本高、难度大等问题,本文提出一种基于互联网地图的矢量路况数据生成与分析方法.该方法通过互联网地图提供的实时路况信息,利用网络抓取、GIS空间数据处理和图像识别等技术,将互联网实时路况瓦片数据自动化处理成矢量路况数据,便于交通运行特征分析.最后以重庆主城内环范围为例,基于百度地图实时路况自动生成不同时间段的矢量路况数据,利用此数据进行出行时空特征分析.实验证明该方法具有可操作性、通用性和有效性.     

跨平台地图缓存一体化研究与应用

地图缓存技术是WebGIS中广泛采用的关键技术,然而不同平台的地图缓存应用给数据的生产和维护更新带来了诸多不便.针对此问题,本文从地图缓存的生成算法出发,研究了跨平台地图缓存一体化技术路线和实现方法,分别探讨了服务器端一体化和客户端一体化两种方式,旨在提高基础数据生成和应用服务的效率.结果表明本文的成果为实现跨平台缓存一体化提供了一种可行有效地解决办法.     

基于时空域的全空间数字世界时空对象组织与管理研究

全空间数字世界是在计算机系统中由描述现实/虚拟世界各种实体与要素的时空对象数据所构成的综合数据体,是一种对从宏观到微观的现实/虚拟世界的对象化数据描述。传统GIS对地理空间数据的分块与分层管理方法,无法满足全空间数字世界中复杂、动态、关联的时空对象组织与管理的需要,因此,本文研究提出了一种基于时空域的全空间时空对象组织与管理方法。在分析了全空间数字世界的概念、内容和特点的基础上,提出了时空域的基本概念,明确了时空域的数据组织方式和本质特性;建立了面向时空域的子时空域、时空对象类、对象关系类和时空域时空对象生命周期序列的时空对象数据组织体系和管理方法,并进行了时空域数据的存储与管理实验,验证了基于时空域的全空间时空对象组织与管理方式在管理全空间数字世界中的实用性和可行性,为后续示范应用场景中时空对象的生成与处理、检查与校验、可视化与输出提供底层支撑。     

浅谈土地勘测定界测量中数据处理的方法

文章提出以土地利用数据库建设的方式进行土地勘测定界测量的新方法,并介绍了以数据库的形式管理土地勘测定界测量数据的全过程.认为该方法对土地征收数据进行管理具有可行性和优越性,保证从外业到内业数据处理的一致性;实现内业数据处理的自动化,保证数据统计的准确性;可以方便地完成数据查询.     

地质调查数据容灾技术方案的研究

在公益性地质调查工作的逐步开展过程中,地质数据正以指数方式快速增长,大量优质的数据带来丰富信息的同时,数据丢失和损坏的危险性也在逐渐加大.文章从设计原则及总体规划、存储方案、容灾测试等几个方面探讨地质调查数据容灾技术方案,结合实际情况提出一些合理建议,旨在对现有的地质调查数据进行容灾管理及有效防止数据泄密和数据损失.     

数字城市地理空间框架城乡规划管理信息系统的设计与应用研究

本文研究在数字城市地理空间框架相关成果的基础上,通过共享地理信息公共平台基础地理数据,提出城乡规划一张图数据库组织结构及建设标准,在共享联合的基础上实现规划项目管理信息化、规划业务审批电子化、规划决策管理一体化的建设思路与方法,并以数字黄冈地理空间框架城乡规划管理信息系统建设为示范进行系统实践应用,替代有纯文本的办公环境,以一体化的数据管理方式为规划审批与决策提供信息化手段与支持。     

多源海量统计遥感数据集成管理技术研究

统计遥感业务是国家统计局基于统计业务对空间信息的发展和应用需求,将GIS、RS和GPS空间信息技术全面应用于统计数据的获取、管理与分析中,从而提高统计效率和统计科技含量,构建新型国家统计业务体系。统计遥感业务数据具有多源、海量的特点,实现统计遥感数据的集成与管理是新型统计遥感业务成功运转的基础。针对统计遥感业务及数据应用需求,通过对各类空间数据集成与管理技术进行研究,提出在建立统计遥感空间数据库基础上,将影像以县级为单位进行拼接、然后压缩存储到统计遥感空间数据库,同时结合影像编目技术实现海量遥感影像的管理;提出将元数据管理和数据转换、数据直接访问以及数据互操作方式,实现多源统计遥感数据的集成与管理。通过多种方式,从应用层面较好地解决了海量、多源统计遥感数据的集成与管理,提升了统计遥感数据的应用范围。     

基于百度地图的供地数据管理系统设计与实现

随着信息化办公时代的到来,国土自然资源的信息化管理成为一种必然要求,加快国土资源信息化建设,提高管理效率与水平成为普遍共识。国土资源挂牌出让供地一直是政府部门比较关心的事情,及时准确的供地信息和供地进展,为相关部门掌握供地情况,辅助工作决策。该系统通过在线方式管理维护供地数据,解决传统管理方式空间图形数据上图慢、过程繁琐等问题。同时结合百度地图提供的地理信息相关服务,使国土资源供地属性数据与空间图形数据相结合,使用Android系统移动终端进行数据展示,实现数据的实时便捷更新,确保数据现实性,为部门决策提供现实依据。     

山东省地质资料集成与应用研究

地质资料是极其宝贵的信息资源,也是开展地质工作的重要基础,利用大数据、云计算等技术,对地质成果资料进行集成与应用,有助于发挥地质成果资料的最大效能。通过全面系统收集山东省所有地质资料成果数据、成果图件、相关科研报告和地质论文,进行纸质资料扫描建库,利用ETL工具完成多源异构地质资料数据整合,完成山东省地质资料成果集成工作;研发"地质资料数据服务系统",实现地质资料共享应用,系统结合云平台的设计思路,采用SOA架构,基于Hadoop和Spark进行搭建,支持数据库、文件等多源数据导入,提供地质资料空间数据查询检索、资料数据统计、空间分析、数据发布等功能,为不同专题的地质系统产品提供基础服务。地质资料数据服务系统为建立山东省"地质云"奠定基础。     

中国西北生态-经济耦合资源环境信息系统的研制

本文重点分析建立西北生态-经济耦合信息系统的必要性与应用前景,探讨西北生态-经济耦合资源环境信息系统的构成与发展计划.     

古诗词文本的空间信息解析与可视化分析

解析文学作品中的空间信息并进行空间可视化分析,为文学研究提供了一个新的视角,对于理解文学作品具有重要的参考价值。本文尝试利用2类方法解析古诗词文本空间信息,即“基于古今地名关系的明确定位法”和“方位推测定位、近似替代定位、时空推测定位等近似地名定位方法”;设计了能表达古诗词作者、诗词文本、诗词地名和相关地理空间信息的数据库,以唐李白诗词为例,收集诗词967首,对其中563首的创作地、所描述的地名或景观进行了空间定位,初步建成了诗词地理数据库。在GIS中,对于李白诗词创作的地点、诗词中描述的地名及作者联想到的地名等位置信息进行地理制图,并归纳分析其空间分布特征,能清晰展现李白的创作空间和诗词文本表征的空间分布格局。研究表明：应用GIS技术对文学作品进行空间分析是可行的,从地理空间视角研究古诗词等文学作品具有重要价值。     

林木冠层光合有效辐射分布模拟的研究

简述了冠层辐射分布的常用研究方法,介绍了光线跟踪技术的原理及其在辐射传播中的应用。针对树木模型提出正向光线跟踪的辐射传输模型,并详细阐述了模型假设、处理流程与主要算法。该模型针对光合有效辐射在树木冠层中的传输过程,采用正向光线跟踪的方法进行模拟,最后利用HSV与RGB颜色空间转换的特殊方法,直观表达了冠层辐射分布结果。在叶片光学特征分析的基础上,将该模型应用于林木冠层PAR分布模拟中,以得到冠层的反射率、透射率和吸收率等重要参数。结果表明,模拟数据与实测数据偏差不大,验证了正向光线跟踪的辐射传输模拟是有效的。     

基于IHO S-57标准的海图数据库建设

IHOS-57标准是海洋地理信息的国际数据交换标准,本文从该标准的由来、现状、发展和关键点,较详细地分析了S-57的标准;从分析S-57标准与现行国家海图数据库的差异入手,给出了按S-57标准建设我国海图数据库的理论模型、数据模型、实施方法和具体数据结构设计上的实例。最后指出落实S-57标准,从面向制图的数据库到面向地理实体的数据库转换,是信息社会发展的必然。     

基于MapInfo的福建省经济数据可视化研究

通过信息可视化平台的多维显示数据,揭示数据之间的关联以及隐藏在数据后面的信息,使数据为人们提供更多、更有价值的信息,正是信息分析处理的发展趋势。本文结合可视化开发中集成地图的原理、方法和对象模型,对经济数据特点及其可视化系统开发的关键技术、功能进行了分析。     

基于SOA的税收征管网络GIS平台

 为了能直观、形象和动态地反映不同区域税收状况的空间分布规律和变化趋势,提高异构税收征管GIS系统的数据共享和互操作性能,采用GIS企业级中间件与开放地理信息联盟(OGC)规范的GIS Web服务(GIServices)相互集成的方式,构建一种面向服务架构(SOA)的税收征管WebGIS系统(STAXGIS)。STAXGIS是一致性的业务模型和信息模型,通过GIS企业级中间件提供空间数据转换、税收业务处理与税收空间分析等高级服务功能,并采用GIServices提供税源查询与定位、税收专题分析、税务查询与申报等方面的信息服务。STAXGIS采用J2EE 4层框架(即数据层、应用服务层、Web服务层和客户层)实现其部署与分层管理,这与传统税收征管GIS系统相比,STAXGIS的征管效率和可扩展性大大提高。以福建省福州市为例的研究表明,STAXGIS可增强现有分散管理的异构税收征管GIS系统在分布式环境下的信息共享能力和互操作性,提高异构环境下税收征管空间分析的整体效率,并向各级税务管理部门提供直接或间接的决策支持。     

我国地震信息系统卫星通信网建设

本文详细地讨论了正在建设中的我国地震信息系统卫星通信网的总体规划、组网方案、网络功能和系统配置,并且详细地讨论了各种数据的通信方式,认为由V-NET系统构成的地震信息卫星通信网具有传输地震数据、声码话音、图文传真、计算机数据的综合数据通信能力,能够为地震信息系统提供高速、可靠且价廉的数据传输服务。     

全息高精度导航地图: 概念及理论模型

本文提出了全息高精度导航地图的概念,它融合了多源数据,尤其是电磁传感器、声音传感器、热红外仪等传感器数据,从更多角度为导航提供信息。在此概念基础上,提出了一种融合多源数据的全息高精度导航地图理论模型框架,该框架包含4个步骤：① 全息道路数据采集,包含道路三维彩色激光点云、遥感影像、无人机航拍倾斜测量数据、摄像头图像、热红外图像、声场信号、电磁场信号;② 道路静态信息提取,从上述采集信息提取和标记得到,如车道线、路坎、栏杆、路牌、路灯、隧道等,作为无人驾驶车辆规划基础路线和车辆位置定位的数据基础;③ 道路动态信息提取,从上述采集信息提取和标记得到,如离前后车辆的距离、前方有无行人、道路施工护栏、泛在信息等,作为检测无人驾驶车辆周围的实时道路环境和规划无人驾驶车辆行驶路线的依据;④ 动、静态信息融合：融合道路静态信息和道路动态信息,丰富道路信息,提高道路线精度,提高全息高精度导航地图更新的效率,为导航和无人驾驶车辆提供地图服务。     

基于红外光谱的煤炭产地溯源技术研究

随着我国煤炭对外依赖程度的不断提高, 煤炭进口掺假、以次充好的问题日益严重, 因此建立准确、快速、便捷、安全、环保的煤炭产地溯源技术的工作势在必行。红外光谱分析技术近年来也已经广泛应用在医药、食品、工业等领域的原产地鉴别工作中。红外光谱中包含丰富的成分与结构信息, 不同国家产出的煤炭, 不同产地的煤炭在组分及分子结构上存在较大的差异, 可以作为产地溯源的特征指示信息。因此, 本研究应用傅里叶红外光谱分析仪对来自5个国家30个进口煤炭样品进行了光谱采集分析, 通过不同产地的煤炭在红外光谱上所表现出的特征性, 以主成分分析和判别分析等化学计量学分析方法创新性地建立了3个国家的基于红外光谱特征信息的煤炭产地溯源模型, 并对模型的准确性进行了验证, 得出的主要认识如下: ①不同国家产出的煤炭, 其测定的红外光谱曲线形状存在差异, 所含有的官能团种类不同, 同种官能团吸收峰的数量、峰位及峰强度也有明显的差异; ②基于3个国家23个煤炭样品的红外光谱测试数据, 建立了官能团的特征信息数据库, 对其进行主成分分析和判别分析等化学计量学方法分析, 建立了俄罗斯、印尼和澳大利亚的煤炭产地溯源模型; ③选取已知产地的煤炭样本对建立的产地溯源模型的准确性进行了验证, 溯源效果准确率达到100%。某一产地的样本量越多, 模型判别分类的准确率更高, 溯源效果也更好。