路网矢量地图数据生成实体对象的方法研究

新一代全空间信息系统提出了新的空间数据模型——多粒度时空对象模型,多粒度时空实体对象通过唯一实体标识、多元特征信息记录空间实体,能够较好地支持空间实体的空间和语义表达。矢量地图数据作为现有重要的基础地理空间数据,记录了地理实体具体属性和位置信息,为实体对象生成提供了强大的基础数据支持。本文提出了路网矢量地图数据生成实体道路对象的研究方法,通过地图数据特征分析、实体对象生成策略和关键技术研究、实体对象转换3个方面对矢量地图数据的实体对象生成展开研究,实验表明:本文提出的实体对象转换方法为矢量地图数据生成实体对象提供了一个可行的解决方案。     

基于地理特征语义单元的地理空间建模

基于地理特征的地理空间建模方式是为了解决传统分层模式存在一系列不足而提出的。本文在分析现有研究成果基础上,发展了基于地理特征语义单元的地理空间建模方式,它是完全建立在地理空间认知之上的,能够实现地理空间认知与表达的一致性,能够比较完备地保持地理空间的整体性、联系性和可认知性;并提出了3种特征语义对象用于承载特征语义单元在信息世界中的映射,通过实践证明:这3种特征语义对象能够实现任何复杂地理实体的对象化表达。     

地理信息图库一体更新方法

地图与DLG数据的更新方式之间既有区别又有联系,在研究DLG数据增量更新及地图与DLG数据一体化管理的基础上,提出一种地理信息图库一体更新方法,以地理实体为单位进行几何、属性和地图表达信息组织管理,获取DLG数据的增量信息并对增量信息进行地图表达得到符号图形增量信息。最后通过试验数据验证了该方法的有效性,且其具有易于计算机实现、效率高、可扩展性强、适于地图与DLG数据一体化更新等优点。     

一种基于关键帧动画的时空数据动态可视化方法研究

以时空数据可视化表达为研究对象,提出一种以地理现象真实时间为串联,以关键帧及线性插值动画为手段的动态符号逻辑模型。将地理实体不同时态的特征以图形符号表达并作为关键帧;在关键帧之间根据需要使用插补算法生成多个中间时刻的图形符号,并模拟表达该时刻地理实体特征,这个过程称为中间帧生成;采用地图动画时间串联各个关键帧和中间帧,并按时间顺序和一定约束规则连续播放,形成动画符号,实现时空数据的几何特征和属性特征随时间变化的动态可视化。     

Web环境下地理空间数据的开放式表达体系研究

对Web环境下的适合分布式异构地理空间数据表达的地理空间数据模型进行了研究 ,在此基础上提出了虚拟地图、实体地图以及可视化地图的概念 ,并分别基于XML、GML以及SVG创建了开放式地理空间数据的三层表达体系 ,该体系的建立为开放式WebGIS的数据互操作奠定了基础。     

一种面向地图对象的矢量地图数字水印方法

针对线状图层数据,面向地图对象,描述了一种能对2D矢量地图数据进行版权保护的水印算法。该算法把水印信息隐藏在地图对象的形状特征中,通过HASH排序和分组,把水印信息广泛地散布到图层中,并且实现了水印信息的盲检。实验表明,该算法具有很强的鲁棒性和实用性。     

序列状态的林业资源时空数据模型研究

对林业地理实体时空演变过程进行分析,认为林业地理实体的演变总体上是渐变和突变交替的时空过程,而且各专题属性和空间分布的演变类型和演变频率不尽相同。在此基础上,提出由序列快照和事件方法组合而成的序列状态时空表达方法,以状态集表达时空对象在生命周期内的演化历程,并针对林业数据的特点,采用面向对象的数据组织方式设计了林业资源时空数据模型。模型可对不同演变类型进行组合,并实现了对渐变和突变的统一表达,另外,模型也允许采用不确定数据以加强对渐变过程的表达。通过原型系统验证了模型的可行性。     

面向过程的时空数据模型研究

根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系,并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制,及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式,实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后,以海洋数据的过程化组织与分析为例,构建时空过程模型原型系统(海洋过程对象—关系数据库系统与功能分析平台),验证和评价该模型的实用性。     

移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型

泛地理信息时代来临及SoLoMo互联网模式盛行,如何高效管理移动对象位置数据、社交关系数据及地理空间数据成为GIS与移动对象数据库研究领域一项全新的技术挑战。首先基于图模型提出了移动对象时空轨迹及社交关系的一体化数据模型GSM,实现了移动对象所在地理空间、移动对象位置与轨迹、移动对象之间社交关系的时空一体化表达,并定义了该模型的四种基础操作算子;然后基于图数据库系统Neo4J实现了GSM模型;最后利用真实的Brightkite、Gowalla位置社交网络数据验证了GSM模型的有效性。所提出的GSM模型能够有效避免关系数据库中表连接造成的移动对象管理与查询效率低下的问题,具有良好的执行效率及稳定性,可为基于位置的社交网络应用提供核心技术支持。     

面向变比例尺的空间基础数据结构模型研究

从地理空间数据自动综合的角度出发，对不同比例尺中的地理对象的空间几何数据的特征进行分析，提出一种适用于自动派生相应中、小尺度地理信息数据的空间数据结构模型——复合对象。通过研究，认为这种复合对象为空间数据自动综合生成不同比例尺地图提供了可能。     

Analysing Product-Specific Behaviour to Support Process Dependent Updates in a Dynamic Spatial Updating Model

A scale‐independent database that allows derived maps to be dynamically updated from a centrally maintained data source is an appealing alternative to traditional map revision techniques, which by today's standards are costly and inefficient. This paper presents a dynamic spatial updating model that supports automated updating of non‐standard maps in a scale‐independent database‐centric map production environment. Maps derived from the database are not separate data sets, but rather active views of the database. Each derived map is displayed in a unique way by implementing cartographic operations at the map level. While the operations applied require user involvement for strategic cartographic decisions, and algorithmic initiation and control, the technique allows geographic data to be processed cartographically without affecting the geometric integrity of the database. Each time a derived map is opened it retrieves the spatial data (and updates) from the database and applies the unique cartographic representation methods that persist on the individual derived maps. Database updates are automatically triggered to cartographic products, as process dependent updates, according to their individual product‐specific behaviour. This paper investigates product‐specific behaviour (product multiplicities) and the cartographic processing requirements to support dynamic spatial updating techniques in an object‐oriented map publishing environment. These techniques are implemented in an off‐the‐shelf software environment using ArcGIS.     

一种面向对象的4层空间数据模型

针对“空间数据是否要建立拓扑关系并在数据库中显式地存储记录”一直是G IS领域争论的问题,给出了解决方案:融合拓扑关系数据模型和面向实体数据模型,进而在分析和总结现有数据模型的基础上提出了一种面向对象的4层空间数据模型。对模型作了4个层次划分:几何对象、基本和复杂要素、分层与分区以及多尺度表达。模型具有3个特点,即多尺度描述地理空间;能描述不同要素层、不同区之间的关系;用户可根据实际情况自定义要素层拓扑关系。最后给出了模型在自主开发的地理数据库管理平台Geoinfo中的应用情况。     

基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型

通过对现有的数据模型分析,针对其不足,使用基于特征的建模技术,将特征作为建模的基本单元,建立基于特征的虚拟GIS概念模型框架.基于概念模型,运用面向对象的思想,设计了基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型（FOVGISDM）.采用Oracle Spatial对象-关系型数据库管理模式实现基于特征的面向对象虚拟GIS数据管理.     

基于地理事件时变序列的时空数据模型研究与实现

首先分析比较了已有的时空数据模型的特点，针对其存在的不足，提出并讨论了一种基于地理事件时变序列的时空数据模型，阐述了该模型的时空语义概念和时空拓扑关系，并针对具体的实际应用，在现有成熟的GIS平台上进行扩展，验证了该数据模型的有效性。     

The Use of Spatial Cognitive Abilities in Geographical Information Systems: The Map Overlay Operation

Spatial cognitive abilities play an important role in the use of GIS, although they have yet to be examined in a controlled experimental setting. This study aimed to develop an experimental design which measures spatial cognitive abilities in the use of GIS, specifically the map overlay operation. Subjects ( n = 134) received three map overlay tests in which they were given two of the following: input map layers, logical operator(s), or output map layer(s). Subjects were required to select the correct logical operator for Test 1, to select the correct output map layer for Test 2, and to select the correct input map layers for Test 3. Each test contained a total of 16 questions, based on a 4 ('and', 'or', 'xor', 'not' operators) × 2 (one or two polygons per map layer) × 2 (three or five polygon edges) factorial design. Results indicated a significant main effect of logical operators and number of polygons on performance; however, there was no effect of the number of polygon edges on performance. Significant two-way interactions revealed an effect of the number of polygon edges and the number of polygons using various logical operators on performance. In addition, performance was not significantly different between males and females or between GIS users and non-users. Overall, results show that map overlays in which a visual correspondence can be made between the same polygons in the input and output map layers are cognitively less demanding than map overlays in which the shape of the polygons have been radically transformed between the input and output map layers. This study helps further develop our understanding of the spatial cognitive abilities which are required in the use of GIS, and whether certain sub-populations differ in these cognitive abilities. These results may contribute to more effective and efficient GIS teaching and interface design by taking into account individual spatial cognitive abilities.     

我国省级空间数据库的一种构建方案(英文)

In order to provide a provincial spatial database, this paper presents a scheme for spatial database construction to meet the needs of China. The objective and overall technical route of spatial database construction are described. The logical and physical database models are designed. Key issues are addressed, such as integration of multi-scale heterogeneous spatial databases, spatial data version management based on metadata and integrative management of map cartography and spatial database. Supported by the 863 High Technology Program of China (No. 2007AA12Z214), the National Natural Science Foundation of China (No. 40601083) and the National Key Basic Research and Development Program of China ( No. 2004CB318206).     

DEM及纹理图像的集成数据库研究

针对地形纹理叠加显示研究了数字高程模型和地形纹理图像的集成管理 ,讨论了基于文件数据库管理系统的栅格数据的组织方式 ,提出了基于关系数据库管理系统的 DEM和纹理图像的数据组织和访问操作模式 ,并对各种模式进行了比较分析。     

基于地图积分与空间嵌套关系的单库多比例尺半结构空间数据库模型研究

多比例尺空间数据库是地理信息科学的热点问题。本文研究了基于地理域的认知模式,以单一大比例尺空间数据为基础,实现多比例尺空间数据库的变焦显示;提出了一种基于地图积分与空间嵌套关系的单库多比例尺半结构化空间数据库模型,该模型针对半结构化空间数据的"嵌套"特征,运用非第一范式嵌套关系数据库实现对单一大比例尺空间数据的存储和管理,在此基础上,采用地图积分的递归运算选取不同的比例尺门限,构建不同的"嵌套关系"。实验表明,该模型简明有效,自适应性强。本研究为地图积分学与半结构化空间数据的综合运用探索了一条新的途径。     

Spatial Topology and its Structural Analysis based on the Concept of Simplicial Complex

This paper introduces a model that identifies spatial relationships for structural analysis based on the concept of simplicial complex. The spatial relationships are identified through overlapping two map layers, namely a primary layer and a contextual layer. The identified spatial relationships are represented as a simplical complex, in which simplices and vertices, respectively, represent two layers of objects. The model relies on the simplical complex for structural representation and analysis. To quantify structural properties of individual primary objects (or equivalently simplices), and the simplicial complex as a whole, we define a set of centrality measures by considering multidimensional chains of connectivity, i.e. the number of contextual objects shared by a pair of primary objects. With the model, the interaction and relationships with a geographic system are modeled from both local and global perspectives. The structural properties and modeling capabilities are illustrated by a simple example and a case study applied to the structural analysis of an urban system.     

GIS建库与地图制图一体化解决方案的设计与实现

GIS建库的目的是实现对空间数据的有效管理,满足空间分析、管理、规划和决策的需求,而地图制图关注的是地理要素的符号化表达,二者面向两种的不同需求。因此,在GIS建库的同时往往得不到符合制图规范的传统地图。本文深入分析建库数据模型和制图数据模型的特点,引入"建库与制图一体化"思想,实现从GIS数据到制图数据的信息补偿,基于SuperMap软件进行了实践,达到了"一库两用"的目的,避免了数据的重复建设。