一种分布式架构的空间大数据服务平台

随着位置信息在各行各业中的广泛应用,空间大数据得到迅猛发展.空间大数据除具有数据量大的特点之外,还具有复杂性,同时,越来越多的应用对数据的实时性也有较高的要求.传统的GIS软件在承载和处理空间数据时,也面临越来越多的挑战,如难以对复杂多样的空间数据进行一体化存储和管理;传统GIS软件架构和单机处理能力,无法对较大体量(10亿条记录或更大)的空间数据进行分析.本文从分布式存储技术、分布式空间处理计算技术和分布式计算协调技术三个方面阐述如何应对上述问题,并提出了将Spark分布式框架和Su-perMap iObject for Spark空间处理引擎相结合的分布式空间处理计算技术,以及数据库的一体化管理和监控技术,实现对多种数据库如PostgreSQL集群、MongoDB和Elasticsearch的统一管理和监控.     

Building Web-Based Spatial Information Solutions around Open Specifications and Open Source Software

Geographic Information Systems (GIS) are moving from isolated, standalone, monolithic, proprietary systems working in a client‐server architecture to smaller web‐based applications and components offering specific geo‐processing functionality and transparently exchanging data among them. Interoperability is at the core of this new web services model. Compliance with Open Specifications (OS) enables interoperability. Web‐GIS software's high costs, complexity and special requirements have prevented many organizations from deploying their data and geo‐processing capabilities over the World Wide Web. There are no‐cost Open Source Software (OSS) alternatives to proprietary software for operating systems, web servers, and Relational Database Management Systems. We tested the potential of the combined use of OS and OSS to create web‐based spatial information solutions. We present in detail the steps taken in creating a prototype system to support land use planning in Mexico with web‐based geo‐processing capabilities currently not present in commercial web‐GIS products. We show that the process is straightforward and accessible to a broad audience of geographic information scientists and developers. We conclude that OS and OSS allow the development of web‐based spatial information solutions that are low‐cost, simple to implement, compatible with existing information technology infrastructure, and have the potential of interoperating with other systems and applications in the future.     

SuperMap 3D Designer关键技术及应用

三维数据采集技术及其在房产、建筑、水利、电力、交通等行业的不断发展和深入应用,对三维地理信息系统提出了新的挑战,三维空间信息在GIS平台中不再只停留在"看一看"的阶段,而需要从数据接入、处理、渲染到分析结果的输出,形成完整的闭环,为相关行业应用提供坚实的技术基础,为管理和决策提供可靠依据.本文以SuperMap GIS平台中三维地理设计(3D Designer)为基础,介绍多源异构的三维空间数据在地理信息平台中处理和应用的关键技术.首先,介绍了多源异构三维空间数据的主要来源和主要特征;然后重点阐述空间数据在三维地理信息平台中处理的和应用的难点及关键技术,包括采用快速建模方法解决传统二维数据资源在三维地理信息平台中的应用问题,采用实例化技术提升BIM数据的渲染性能问题,采用空间数据处理和分析关键算法解决模型和大场景的精确匹配问题等;最后,介绍了SuperMap 3 D Designer的主要应用方式.     

GIS中属性不确定性的处理方法及其发展

属性数据的不确定直接影响决策的准确性和可靠性,特别是对侧重于属性分析的领域,在研究属性不确定性的基础上,分析了GIS中的主要处理方法及其研究进展,具体地就基于GIS的模型,概率论及数理统计学,模糊集合,云理论,粗集等方法及进展进行讨论.     

数据共享与电子政务

近年来,中国的电子政务建设在政府政策导向和市场需求的推动下,取得了一定的成就,但是随之也沉淀了一些问题,其中信息资源无法得到有效的利用和共享的问题尤其突出。最近出台的《行政许可法》为电子政务建设的顺利发展扫除了法律上的主要障碍。3S的应用越来越广泛,差不多涉及到国民经济的各个领域;随着国家的经济发展和现代化的城市建设,3S技术还将在城市信息系统、特别城市智能交通(ITS)中发挥越来越大的作用,GIS成为政府业务的必需品的局面正在形成。下一代网络计算技术将开辟信息服务的新时代,GIS技术将在国家的信息化建设中发挥更大作用。     

CAD/GIS集成方法在土地利用数据管理信息系统中的应用

随着信息技术交叉快速发展,多种技术相互借鉴并走向融合,是当前信息科学应用领域中的必然趋势。本文首先分析了CAD/GIS集成应用的必要性,接着阐述了CAD/GIS数据集成与功能集成的一般方法,以及在应用中存在的主要问题。然后,给出了一种数据解译器组成结构,可以有效地实现CAD/GIS数据的无缝集成。同时,提出了以组件技术实现CAD/GIS功能紧密集成的概念模式。最后,以土地利用数据管理信息系统开发为例,验证了CAD/GIS集成能明显提高信息系统的整体效能。     

Overview and preliminary idea for building Digital Earth with Grid computing technology

Abstract

Digital Earth is an important field of information technology and a research frontier of geosciences in the 21st century. So far, the Grid computing technique is one of the best solutions for Digital Earth infrastructure. Digital Earth can only be realised through the interaction of people, heterogeneous computing resources, information systems, and instruments, all of which are geographically and organisationally dispersed. Earth observation (EO) includes information acquisition, processing and applications. Information acquisition provides a vast amount of spatial data for building the fabric resource infrastructure. Information processing means that spatial information processing middleware is used with large amounts of secure Grid computing resources for real-time processing of all kinds of spatial data. We are currently working on the development of core-middleware for EO data processing and applications for the Digital Earth Prototype System, which is available in the Institute of Remote Sensing Applications (IRSA), Chinese Academy of Sciences (CAS) The further results will be available soon.     

基于粗集理论的GIS属性数据挖掘

粗集理论作为一种新的处理含糊和不确定性问题的数学工具，可以有效地分析和处理不完备信息，已经在模式识别、机器学习、决策支持、过程控制、预测建模等众多科学与工程领域得到成功的应用，并具有相当的发展潜力。本文在深入研究粗集理论基础之上，讨论了基于粗集的知识表达系统，提出了属性约简的数据分析法，并利用此法对信息表中的海量信息进行简化，提取出有用特征，并相应评价各因素的重要性。本文最后以GIS属性挖掘为例进行实例分析，考察出它们的相互依赖性与相对重要性，取得了明显的效果。     

The Hidden GIS Technocracy

The trend toward geographic information systems that are more powerful, less expensive, and easier to use seems to be unequivocally a democratizing, counter-technocracy trend, but goes hand in hand with a centralization of the geographic modeling programming that underpins the GIS. These paradoxical trends give the illusion of growing democratization of GIS technology, while in reality, there is a growing danger of a hidden GIS technocracy, owing primarily to the lack of recognition that such a technocracy exists. While the decentralization of the technology is likely to prevent any major widespread cataclysms, individual organizations implementing a GIS may experience problems caused by the implementation of geographic modeling programs that may be inappropriate to their needs. The remedy for such problems is awareness of the hidden technocracy and of the potential for trouble. One way to increase this awareness is to promote the use of lineage information for the geographical models embedded in geographic information systems in the same way that the GIS community has pressed for lineage information on databases.     

一种基于Rough集的图像滤波算法

Rough集理论是一种新的处理含糊和不确定性问题的数学工具。它作为一种软计算方法，与模糊方法、遗传算法、神经网络等一样，是有发展潜力的智能信息处理方法。文中将Rough集理论应用到图像滤波中，提出了一种基于Rough集理论的图像中值滤波算法；给出了该算法与标准中值滤波算法的比较实验。结果表明，该算法去噪能力强于标准中值滤波算法，且能较好地保持图像的边缘细节信息。     

数字地球网格计算雏议

数字地球将为人类提供关于我们地球的海量自然和人文数据与信息 ,是我们生活的行星的一个多分辨率 ,四维虚拟表达。网格计算被认为是解决数字地球问题的最好方法。数字地球问题的解决必须通过异构的计算资源 ,信息系统 ,设备 ,人之间的相互协作 ,而这些都是地理位置或组织结构分散的。本文介绍我们在生成用于解决数字地球问题的核心中间件的研究工作以及结果。因为网格计算本身是一门比较新的领域 ,网格计算与数字地球的有机结合将为数字地球提供一个全新的计算工具     

论广义空间信息网格和狭义空间信息网格

从近年来兴起的网格(grid)技术和信息网格(inform ation grid)出发,研究地球空间信息(Geo-spatialinform ation)领域中如何在网格环境下实现从数据到信息再到知识的升华以及基于网格的空间信息服务。提出广义空间信息网格和狭义空间信息网格两个层次的概念。广义空间信息网格是指在网格技术支撑下空间数据获取、更新、传输、存储、处理、分析、信息提取、知识发现到应用的新一代空间信息系统。狭义空间信息网格则指在网格计算环境下新一代地理信息系统,是广义空间信息网格的一个组成部分。文中试图给出这两个层次的空间信息网格的定义、任务及其组成。并对需要解决的关键问题进行一些初步的探讨。     

云计算在GIS系统模型中的应用

云计算是基于网络的计算模型,通过构建云计算基础设施来为上层的云端应用提供支撑环境。将GIS与云计算相结合,能够为GIS的信息存储、处理及其应用提供新的发展前景。结合云计算与GIS,提出了基于云计算的GIS系统模型。以云计算的数据存储和透明化用户服务为基础,构建以GIS基础服务设施为服务支撑平台和以GIS基础信息数据与GIS应用程序为应用支撑平台。从而使GIS能够在通过云计算进行底层数据和服务的网络化资源分配,同时为用户提供稳定高效可靠的GIS服务。     

顾及学校特色与学生能力的GIS专业人才培养模式——以北京建筑大学GIS专业为例

随着地理信息科学（GIS）专业技术的飞速发展,该技术已经应用到社会各个方面,使人们的生产、生活发生了巨大变化,我国不少行业和研究领域开始应用GIS来解决科研、生产,以及经济与社会发展中的实际问题。面对当前社会多层次应用的需求,迫切需要一大批既掌握GIS技术,又懂管理,且能够将GIS技术深化应用的复合型人才。然而相对社会需求的新特点,我国高校GIS专业培养的毕业生面临诸多限制和不足,很难满足社会的需求。这就需要高校改革现有的GIS专业培养模式,从社会多层次需求出发,结合当前社会发展的客观实际,建立突出学校特色与学生能力的GIS专业人才培养模式。     

基于互联网的地理信息系统

讨论了基于互联网的地理信息系统的技术构成与解决方案 ,它将成为GIS发展的大势所趋     

基于云端一体化技术体系的云GIS系统研究

GIS系统因其与生俱来的空间属性,正面临着数据密集、计算密集、高并发、海量时空数据运算等挑战.云计算具有资源池化、弹性伸缩、按需使用等优势,可实现更高性能、更高并发的应用,从而协助解决GIS面临的问题.本文提出了基于云端一体化技术体系的GIS系统架构,包括集约化的GIS云、多样化的GIS端,以及云端互联的GIS系统三个部分.集约化的GIS云平台集成了高性能跨平台、智能集群、并行切图、并行空间分析等技术,可集约利用云计算资源,并提供高效的GIS服务.多样化的GIS端集成桌面、Web移动端技术,可构建跨多端设备的GIS应用.云端互联的一体化系统通过云端一体化、云端协同技术,实现云端之间高效互联、协同工作的GIS应用模式.云端一体化GIS系统致力于让GIS充分利用云计算的优势,应对大数据时代的数据密级、计算密集等挑战.     

Methods and applications of a geomorphological GIS: a case study in the Ordos region of China

An information system designed for geomorphology has been established employing GIS tools, statistics, fuzzy mathematics, digital image processing and finite element analysis. In addition, we have reorganized and proposed a series of quantitative geomorphic analysis modules (quantitative analysis, information compound, division and assessment, dynamic simulation and prediction), and developed new technology in computer-aided geomorphic mapping.Then, by the methods mentioned above, we have made a quantitative analysis in a case study and worked out a map series which consists of about 100 maps on morphotectonics in the Ordos region in China.This work contributes to the development of geomorphology, the theory and applications of GIS, and research on regional morphotectonics, which shows that a GIS-based approach to geomorphic modelling has distinct advantages over traditional methods.     

GIS-BPM引擎的设计与实现

在分析传统GIS应用系统不足的基础上,引入业务流程管理(BPM)的技术方法,提出采用业务流程建模与标注(BPMN)模型,根据业务需求对地理信息的处理流程进行动态建模。设计开发GIS-BPM引擎,对流程交换文件进行解析,与关系型数据库建立映射。通过活动和GIS功能组件之间的关联,形成可执行的GIS业务流程模型,并支持对流程执行的监控与分析,实现地理信息处理的流程化和自动化,解决了面向功能的GIS系统和具有流程特性的业务应用系统之间的矛盾。最后,基于GIS-BPM引擎设计开发实例系统,采用业务流程驱动的方式,降低了GIS业务系统的操作难度,并有效地提高了工作效率和成果质量。     

基于XML和CORBA的网络虚拟GIS设计

虚拟GIS是随着计算机图形技术和人机接口技术的发展，在传统多维GIS系统基础上发展起来的新型GIS系统。虚拟GIS在扩展GIS应用领域的同时，也给GIS设计带来了新的问题。根据当前计算机技术的新发展，特别是在网络信息表达技术和网络平台技术的最新发展，来设计面向Web的网络虚拟GIS。结合XML技术来解决网络虚拟GIS中多种信息在网络空间中的表达和传输，结合CORBA技术来设计网络虚拟GIS的网络结构。通过与这些新技术的结合，为开发有着丰富功能，完全开放的网络虚拟GIS建立了新的途径。