应用于村镇信息自助平台的电子地图构件关键技术研究

从构件化村镇信息自助平台的低成本、易定制的特点出发,针对其中电子地图构件在地图浏览和交互查询中存在的网络负载大、响应速度慢等技术问题,研究了传统We-bGIS空间数据网络发布模式及其不足,探讨了基于AJAX、地图切片、多级缓存技术的电子地图发布解决方案,并实现了在村镇信息自助平台上的应用.     

基于Oracle Spatial的空间数据库缓存的关键技术

Oracle Spatial是目前发展得比较成熟的对象关系型空间数据库存储模型,它实现了空间数据与属性数据的一体化存储,可以定义特定的数据类型,具有开放的存储格式,为GIS数据共享提供新的解决方案;但由于其采用扩展结构的空间数据库模型,对空间数据进行间接存取,数据存储和获取的效率较低。本文在阐述了扩展结构空间数据库模型的优势和局限性的基础上,提出采用缓存技术来提高数据访问效率,重点研究了空间数据库客户端缓存的关键技术,包括缓存实现机制、数据编码方法、数据一致性控制等,并给出实验对比数据,证明了空间数据缓存技术对空间数据尤其是大数据量空间数据的读取上所取得的成效。最后,本文指出了这一技术尚存在的问题及初步解决思路。     

地图缓存技术显示模式的研究

地图缓存是快速访问地图服务的有效方式,目前流行的Google地图,MapBar地图,ArcGIS Online等在线地图都是通过地图缓存的方式提供高效的访问速度。JPEG格式由于其超强的压缩能力以及卓越的图像品质一直是缓存图片格式的首选。但是,在实际应用中也经常出现诸如"项圈"等差强人意的显示效果。针对这种情况,本文提出一种融JPEG与PNG32于一体的混合缓存模式,并通过验证表明,该模式有效提高了地图缓存的显示效果。     

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.     

区分服务链路中确保型数据流的性能分析

在区分服务(Differentiated services,DiffServ)体系结构中,确保型AF(Assured Forwarding)是一种根据相对带宽可用性和数据流丢弃特性定义的PHB(Per-Hop-Behavior).讨论了区分服务链路中AF组数据流在EF(Ex-peeIited Forwarding)组数据流影响下的带宽变化,以及网络节点对AF组数据流采用的WRED(weighted random early detecticm)缓存管理机制,提出一类基于随机环境且带有WRED缓存管理机制的排队模型.通过矩阵分析的方法得出稳态队长分布,并给出了平均队长、数据包丢失率,拥塞概率等性能指标,并结合数值例子验证了所提出排队模型的可行性.     

帧缓存在嵌入式图形用户界面中的研究与应用

首先介绍基于Linux的图形用户界面发展概况,然后简要分析了帧缓存的基础知识、开发的原理和功用,并设计出了基于帧缓存的液晶显示屏驱动程序,最后阐述基于帧缓存的实际应用——即基于Linux的帧缓存在开发板上直接写屏功能并显示图片的实现过程。     

帧缓存在嵌入式图形用户界面中的研究与应用

首先介绍基于Linux的图形用户界面发展概况,然后简要分析了帧缓存的基础知识、开发的原理和功用,并设计出了基于帧缓存的液晶显示屏驱动程序,最后阐述基于帧缓存的实际应用——即基于Linux的帧缓存在开发板上直接写屏功能并显示图片的实现过程。     

基于会话劫持的HTTP资源缓存系统设计

针对目前网络应用需求增长,网络带宽压力增大的问题,利用HTTP会话劫持技术,引导内网用户与缓存系统建立连接来获取所需资源,从而减少出口流量,缓解带宽压力。设计实现了基于HTTP会话劫持的资源缓存系统,能够监听内网用户通信,协议分析过滤,结合SQL数据库进行参数记录和流量统计,与客户端重定向劫持的功能。最后对缓存系统进行了功能和性能测试,结果表明系统是正确和有效的。     

空间数据计算模式分析与应用

随着传感器和其他数据采集技术的不断进步以及对地观测网络的建设和启动,空间数据的高性能处理和分析成为摆在地学工作者面前的瓶颈。本文以此为出发点,按照不同地学领域(陆地、大气、海洋)的空间数据载体的形态的不同,将空间数据划分为反映固态基质信息的陆地空间数据,反映液态基质信息的陆地水文空间数据,反映液态基质信息的海洋流体空间数据和反映气态基质信息的大气流体空间数据四类,并对每类数据的最小单元问题进行了初步的分析。本文详细阐述了地学空间计算的涵义,并根据计算行为模式及计算的侧重点的不同,将地学计算过程分为深度计算过程与主动计算过程(即“数据→特征→知识”的一般计算过程),并就此进行了阐释。以基于特征的遥感信息提取和目标识别工作为例,对上述理论进行了说明和验证。最后对空间数据计算模式相关问题进行了总结,并对以后的研究做了展望。     

一种基于多核CPU的矢量数据快速绘制方法

针对当前GIS软件矢量数据图层绘制方式,分析了大规模环境下多机并行计算体系,提出了一种基于单机多核CPU下的矢量数据的快速绘制方法.文中阐述了该方法内存位图池、本地缓存和线程组模型等关键技术.文中的实验结果表明:在单机多核CPU平台下,用线程组模型的并行绘制方式能够有效提高应用程序的绘图性能.     

分布式空间拓扑连接查询优化处理算法

针对传统分布式数据库查询应用于分布式空间数据库查询带来的传输和处理代价高的问题,本文结合已有分布式跨边界片段连接优化方法,深入研究了分布式空间拓扑连接查询处理,提出跨边界连接优化的空间查询优化算法,丰富了传统的分布式查询的关系代数等价变换规则。同时,针对不同片段连接类型的分布式空间查询全局优化策略,实现了分布式空间查询分解与数据本地化,从而优化分布式查询中的数据传输所付出的高昂代价。最后,提出了结点归并、连接归并树、执行结点、执行计划树等分布式查询优化方法,利用相应归并和优化算法将全局空间查询转化为各个场地局部空间数据库的具体执行计划,消除分布式查询中的冗余计算,优化查询计算策略,从而解决分布式空间查询中的处理代价高的问题。通过分布式空间查询实验表明,本文的算法能够较好地提高分布式空间查询的性能。     

全球六边形离散格网的矢量线数据绘制精度控制

全球离散格网系统是一种新型的地球空间数据模型,是平面格网模型在球面上的扩展。由于六边形的几何结构优势,经常被用于球面离散格网的构建。在平面格网向球面映射过程中,因球面的不可展性,格网上的距离和方向都会发生巨大变化,导致矢量数据球面格网化绘制的精度无法得到保证,这成为矢量数据在全球离散格网显示的一个重要瓶颈,直接制约了球面格网上空间度量关系的建立。本文针对全球六边形离散格网上矢量线数据的绘制问题,研究了平面-球面映射过程,对直线方向影响的统计变化规律,对矢量线数据的格网化表达进行了精度控制,使得平面格网上的矢量绘制方法,能在球面格网上进行高精度的绘制,并保证矢量数据的球面格网绘制误差严格控制在当前层次格网的一个单元内,为格网化数据的高精度显示和格网空间度量的建立奠定了理论基础。     

自组织双重空间聚类算法的城市扩张结构分析应用

双重空间聚类是能顾及空间连续性和属性相似性的空间数据分析,而常规空间聚类算法难以同时顾及2方面的约束条件。本文采用自组织双重空间聚类算法,对城市扩张结构分析进行了研究。通过改造自组织特征映射的最佳匹配神经元搜索的算法机制,在空间域和属性域进行迭代聚类搜索,实现了自组织双重空间聚类。以武汉市扩张斑块的位置信息和扩张程度指数为输入数据,使用自组织双重空间聚类算法,实现了城市扩张动态结构的识别。自组织双重空间聚类算法使得聚类结果,既在空间域上连续,又在属性域上相近,算法过程具有自组织性,减少了人为影响。     

基于资源环境数据格网化表达的关联模式发现

传统空间关联模式以空间谓词作为发现逻辑进行知识发现,会导致关联模式侧重空间位置关联,并且挖掘结果受所建立谓词表的限制,存在所发现模式固定、解释自由度差等问题。本文提出一种不依赖于空间谓词的关联模式发现方法,该方法将空间数据进行格网化表达,对格网化结果以平滑移动的N×N掩膜进行多约束事务化,将传统Apriori算法去除属性自连接,然后对所构建的空间事务化数据库进行关联模式探索,抽取有价值的关联模式。最后,以山西省晋城市长河流域为实证研究区,建立煤、地、水空间事务数据库,给出格网化表达的定量误差,探索其隐含空间关联模式,并以同位模式验证了事务化结果的精度。格网化生成覆盖研究区的64 m格网28 434个,各数据层格网化误差均在5%以内,以耕地为主因子事务化结果共有记录38 310条记录。对抽取的部分关联模式分析表明：发现结果符合长河流域矿农复合区背景下耕地相关的先验知识;该方法能有效提取空间数据及其属性信息中潜在的关联模式,提高了挖掘过程自由度和结果的兴趣度。     

Research on strategy marine noise map based on i4ocean platform: Constructing flow and key approach

Noise level in a marine environment has raised extensive concern in the scientific community. The research is carried out on i4Ocean platform following the process of ocean noise model integrating, noise data extracting, processing, visualizing, and interpreting, ocean noise map constructing and publishing. For the convenience of numerical computation, based on the characteristics of ocean noise field, a hybrid model related to spatial locations is suggested in the propagation model. The normal mode method K/I model is used for far field and ray method CANARY model is used for near field. Visualizing marine ambient noise data is critical to understanding and predicting marine noise for relevant decision making. Marine noise map can be constructed on virtual ocean scene. The systematic marine noise visualization framework includes preprocessing, coordinate transformation interpolation, and rendering. The simulation of ocean noise depends on realistic surface. Then the dynamic water simulation gird was improved with GPU fusion to achieve seamless combination with the visualization result of ocean noise. At the same time, the profile and spherical visualization include space, and time dimensionality were also provided for the vertical field characteristics of ocean ambient noise. Finally, marine noise map can be published with grid pre-processing and multistage cache technology to better serve the public.     

NSCT与GS变换的资源三号卫星数据融合方法研究与应用

资源三号卫星遥感数据是一种新型遥感影像,目前尚未有一种专门适用于资源三号卫星融合的方法。因此,提出了一种非下采样Contourlet变换(NSCT)与Gram-Schmidt(GS)变换相结合的融合方法,将非下采样Contourlet变换增强的空间信息用于补充具有高保真度Gram-Schmidt变换融合算法在影像清晰度方面的不足。采用线性回归的方法模拟低分辨率全色影像,将高分辨率全色影像、低分辨率全色影像及两者差值的细节影像分别进行非下采样Contourlet变换,对所得的高低频系数采取不同的融合策略进行自适应融合处理,得到新的全色影像。由低分辨率全色影像取代GS正变换第一分量,非下采样Contourlet变换得到的全色影像取代GS反变换第一分量,进行Gram-Schmidt正交变换,得到融合影像。与大多存在光谱扭曲的传统融合方法相比较,本文方法在光谱保真度、空间清晰度及地物分类精度方面都有明显的优势,说明该融合方法是一种适合资源三号卫星数据多光谱与全色影像融合的方法。     

顾及空间冲突的等级道路网变比例尺二次规划模型

变比例尺可视化技术被广泛应用于城市路网的地图制图,其基本思想是采用较大比例尺突出显示城区的密集道路,较小比例尺显示并不重要但对路网布局起辅助作用的周边道路。目前,不少研究是通过使用坐标转换公式及参数组合对路网进行变换,以得到较理想的变比例尺效果。然而,这类方法常难以避免路网较大的变形和道路要素的空间冲突。鉴此,本文结合顾及道路等级的形变约束规则和基于支持向量机的线相交约束规则,建立了二次规划算法的等级道路网变比例尺模型,动态优化道路网变比例尺的效果。本文以广州市增城区规划建设的“一核三区”道路网作为试验对象,分别与可调“放大镜”式地图投影和Focus+Glue+Context模型进行比较。实验结果表明,本模型能得到较为理想的变比例尺效果,且具有良好的自适应性和实用价值,为地图变比例尺可视化研究提供一种可控制地图变形过大和解决空间冲突问题的新方法。     

基于内存数据库Redis的轻量级矢量地理数据组织

矢量地理数据的高效组织管理是空间数据应用的关键问题之一。矢量地理数据服务作为一种重要的公众空间信息服务,已经得到广泛应用。公众对矢量地理数据服务性能提出了越来越高的要求,包括实时响应、高并发、高吞吐量等。当前的矢量地理数据服务后台数据存储组织,通常基于磁盘和关系数据库,其在面对公众日益增长的需求时已经显得力不从心。本文提出了一种以内存数据库Redis的轻量级矢量地理组织方法,能在高并发情况下有效提高矢量地理数据服务性能。论文首先分析了Redis的存储机制,设计了矢量地理数据库的分层组织模型,利用Redis丰富的数据结构对矢量地理数据及其相关元数据进行存储管理,然后,以网格索引为例,设计了Redis的空间索引,最后,设计Redis的矢量数据引擎原型系统,并进行了实验验证。结果表明,Redis的矢量地理数据库显著提高了响应速度,且并发性能更好,可广泛应用于大型空间数据库前端高速缓存和高性能空间索引库。