基于遥感与GIS技术的土地利用时空特征研究

为了研究土地利用、土地覆盖的时空变化，本文在遥感技术与GIS技术的支持下，对土地利用的的时间动态特征和空间动态特征进行了定量分析。具体表现为通过数学建模，以湖北省为例，对湖北省近五年来的土地利用类型、土地利用程度、耕地状况、森林植被覆盖、城市扩展、水域湖泊状况等时空特征进行了动态分析，同时对湖北省土地利用变化的驱动机制进行了分析，为定性定量研究我国的土地利用、土地覆盖的时空演变提供了一种思路与方法。     

面向对象的规划道路中线时空数据模型

回顾了两种类型的时空数据模型，发展了面向对象的规划道路中线时空数据模型，进一步实现了对规划道路中线对象的查询及更新维护。该模型具有充分利用GIS已有的空间分析和方便实现时态分析的功能，同时也具有数据维护和历史数据恢复方便简单，空间信息没有冗余，时态信息冗余小，且能表达变化原因等特点。     

多粒度时空对象支持下湿地时空行为认知与表达初探

湿地作为一种活的空间实体,其时空行为错综复杂,认知和表达一直是该领域研究的重点和难点。全空间信息系统以多粒度时空对象直接对现实世界进行抽象和描述,比传统GIS更符合人的认知特点。因此,本文基于多粒度时空对象建模思想,分别对湿地数据组织、时空行为认知和表达进行了初探。结果表明：湿地时空行为可按对象粒度、数量和特征属性进行分类,且行为表达可通过动态展示,分析建模和模型预测层层递进,较以往表征方式具有动态关联近实时等优势,可为湿地资源的动态监测提供一种新的研究思路。     

可预测动态时空环境的最短时间路径规划

最短时间路径规划是一种典型的最小代价路径规划,也是GIS领域中非常重要的一项研究.传统算法较少研究包括气象、光照、电磁等随时间连续变化环境下的全局规划问题.针对这个问题,建立动态时空环境影响模型,对动态环境在时间和空间上的变化进行统一栅格化表达,并以此为基础进行全局最优的最小代价路径规划.实验证明,在环境预测准确的情况...     

溃坝洪水演进的光滑粒子流体动力学分析

传统GIS在实现溃坝洪水过程模拟时通常是采用无源淹没分析或有源淹没分析方法,这些方法忽略了洪水演进过程中的物理学与动力学因素,模拟结果的时效性、可靠性较差,表达效果也较为简单。针对此问题,该文提出结合光滑粒子流体动力学方法与GIS相关技术实现溃坝洪水演进的三维动态可视化及分析,以光滑粒子流体动力学生成的海量多维时空序列流体粒子数据为基础,研究了粒子数据的建模及时空数据的时空建模技术。最后在自主研发的系统中实现了溃坝洪水演进的三维动态可视化表达及分析,应用效果良好。     

基于 CA 模型的土地利用变化研究

土地利用变化趋势及驱动力分析研究是目前全球变化研究的热点问题之一,如何合理并准确地模拟预测出土地利用变化的趋势是研究的核心。土地利用动态变化十分复杂,传统的GIS模型能很好地解决部分空间相关问题,但对复杂的时空动态变化地理现象却难以模拟。元胞自动机（ CA ）是“自下而上”的动态模拟建模框架,其时间、空间、状态都离散,是一种空间相互作用和时间因果关系都为局部的网格动力学模型,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力。 CA模型的这些特点在土地利用演化的模拟方面较为合适,集成于GIS下的CA模型将会改善CA的模拟环境,使模拟分析的结果更加准确。     

基于变化映射的时空数据动态操作

在分析地理空间实体变化及其与信息空间对象标识状态变化间关系的基础上, 设计了一套将地理空间实体变化映射到其信息空间对象标识状态变化的时空数据动态操作(包括12个动态操作)。这些动态操作包括了以前TGIS学者针对单个实体(对象)设计的所有动态操作, 并且通过其组合能够表达涉及多个地理空间实体的各种演变操作。最后在Oracle Spatial平台上, 用VC++实现了这套动态操作, 并以一个应用实例说明了这套动态操作在空间数据更新中的使用方法。这套时空数据动态操作的提出与实现为时空数据库的更新与维护奠定了基础     

基于T-GIS方法的大学生时牢变化规律研究

T-GIS作为GIS的一个新兴研究领域,用于采集、存储、管理、分析与显示地理实体随时间变化的信息。结合T—GIS和时间地理学基本理论,以华中师范大学为例,分析了学生时空活动的动态表现,利用学生出行日志的问卷调查数据,开发了基于ArcGIS的大学生行为链时空分布工具,揭示了典型时间断面大学生的空间分布特征,为高校管理人员对大学生行为活动实施管理以及掌握校园相关设施、场所的利用情况等提供依据。该方法同样适用于其他与时态相关的领域。     

集成GIS和细胞自动机模型进行地理时空过程模拟与预测的新方法

目前商用地理信息系统（GIS）不能完整地表达地理实体的时态信息和时空关系，缺乏时空分析和时空动态模拟的能力，这已成为GIS界的一个共识，然而，未来GIS在各应用领域的深入发展以及在实现“数字地球”战略过程中，都要求发展新的时空分析和模拟方法，细胞自动机（Cellular Automaton)是一种“自下而上”的动态模拟建模框架，具有模拟地理复要系统时空演化过程的能力，首先将标准CA模型的4元组进行扩展以满足GIS环境下时空动态模型的要求，然后以城市土地利用演化这一动态过程为例，建立了土地利用演化动态模拟与预测模型（LESP），最后运用此模型对包头市城市扩展和土地可持续利用演化进行了比较成功的模拟和预测。     

几何代数在地理信息高维空间表达中的应用

以欧氏几何为基础的信息框架对地理信息科学的发展起着重要作用。然而,由于欧氏空间对地理信息系统(geographic information system,GIS)中地理对象和现象的表达依赖于坐标系统以及对象具体坐标,使得基于欧氏空间的地理对象表达、计算和分析难以形成多维统一的运算规则和运算框架,增加了GIS算法的复杂度,降低了GIS分析效率。几何代数是一种以维度运算为基础的结合代数,在几何代数中,空间被定义为向量集合间的运算,空间维数直接由运算法则确定,可实现高维几何计算和分析的统一。基于几何代数统一的计算与分析框架对现有GIS进行构造,能够更好地对高维对象进行表达与分析,提升对复杂地理对象与动态地理现象的表达、时空多尺度分析以及不同尺度地理模型耦合集成的能力,有助于奠定GIS向实时动态、虚实融合、全视角、全要素、全内容表达的全息地图方向发展的理论基础。     

土地利用动态监测中的时空数据模型研究

针对传统GIS数据模型存在的问题,开展了基于特征的时空数据模型研究.结合我国土地利用动态监测,提出了一个新的时空数据模型-基于变化特征状态的时空数据模型(SCFSTDM),该模型保持了地理现象的完整性,地理信息的完备性以及时空专题信息的有机集成,模型有利于面向目标定向分析方法的应用和时空分析与推理的实现,有利于地理数据的共享,设计和开发了基于SCFSTDM的时态土地利用信息系统,实现了基于特征实例的时空复合查询,时空推理以及动态播放等功能.     

时态GIS及其在艾滋病时空分布研究中的应用

时态GIS是GIS向多维化发展的产物。介绍了时态GIS的概念、特征、关键技术及主要时空数据模型。针对艾滋病传播的时空变化特性,提出了基于时态GIS的艾滋病时空分布动态监测的初步解决方案,较详细探讨了基于基态修正模型的艾滋病时空分布动态监测历史库与现时库动态更新方法。     

面向全空间信息系统的传感设备实时数据管理架构

传感设备实时数据已经逐步成为GIS对现实世界动态特征表达与时空大数据分析的主要数据来源之一.将传感设备与全空间信息系统结合,提出一种面向全空间信息系统的传感设备动态接入与感测数据流式管理架构.基于多粒度时空对象描述框架对传感设备进行动态时空建模,实现传感设备的动态接入与时空对象化一体管理;设计可伸缩的实时数据管理系统体...     

多时相空间信息的动态可视化方法的研究及应用

目前如何处理地理信息随时间变化的动态特性成为GIS的重要研究方向之一。本文设计和实现了用于多时相空间信息几何特征、属性特征、属性专题统计特征的动态可视化的一些方法,建立了一套矢量动态符号库用于在地图上展示时空数据的几何和属性信息随时间变化的动态特性,实现了一组专题统计动态图表用于展示时空数据的属性专题统计结果随时间变化的动态特性。     

基于历史拓扑和描述子的时空数据模型

针对已有时空数据模型在表达时空信息上存在的问题,提出基于一个新的历史拓扑和描述子的时空数据模型STORM.STORM采用结合显式表达和隐式表达的混合型方法来表示时空信息,其中历史拓扑显式表达时空对象间的历史关联,而描述子隐式表达单个时空对象的内部属性变化以及时空对象间的空间拓扑关系.该模型可以同时表达时空信息的静态语义和动态语义,并可通过扩展的关系结构和关系代数操作进行表示和查询.     

微博时空大数据疫情发展过程可视化与分析技术研究

2019年末,湖北地区暴发新型冠状病毒疫情,对人民生活和国内经济造成较大的负面影响。疫情期间社交媒体尤为活跃,大量用户通过它关注疫情的发展趋势、参与疫情相关话题的讨论,这也产生了大量带有时间、空间属性的时空大数据。针对新浪微博,采用自动化方法创建了疫情时空数据库;实现了基于WebGL与GIS技术微博数据的动态可视化表达;完成了基于微博话题的分析。最终构建了一套快速、可复用的疫情相关微博数据采集-处理-可视化-分析的技术流程。利用该技术流程,以疫情话题数量暴发前期为时间区间,实现了疫情微博数据动态可视化,分析了话题热度的变化过程。     

基于T-GIS方法的大学生时空变化规律研究

T-GIS作为GIS的一个新兴研究领域,用于采集、存储、管理、分析与显示地理实体随时间变化的信息。结合T-GIS和时间地理学基本理论,以华中师范大学为例,分析了学生时空活动的动态表现,利用学生出行日志的问卷调查数据,开发了基于ArcGIS的大学生行为链时空分布工具,揭示了典型时间断面大学生的空间分布特征,为高校管理人员对大学生行为活动实施管理以及掌握校园相关设施、场所的利用情况等提供依据。该方法同样适用于其他与时态相关的领域。     

黑龙江省干旱及植被分布的时空变化分析

干旱是影响社会经济系统和自然生态系统的重要气象灾害.本研究基于多时间序列的SPEI和NDVI栅格数据,利用GIS空间分析方法和统计分析方法,对比分析了2000—2018年黑龙江省干旱和植被分布的时空变化特征,从而揭示了干旱对植被分布的影响.研究表明:1)干旱具有明显的年际和季节特征,以及干湿变化的阶段性和趋势性,呈东—西干湿反向变化空间分布;2)植被分布具有明显季节特征,但年际特征不明显,呈西北、北部和东南部高,东北、西南部低的空间分布;3)干旱对植被分布影响具有复杂性.研究结果可为干旱防灾减灾和影响评估以及区域生态恢复提供参考依据.     

《Process Oriented Modelling Approach for Spatio-temporal Phenomena》内容简介

本书由辽宁工程技术大学徐爱功等所著,中文名为《面向过程的时空现象建模方法》。时间、空间、属性是自然现象时空过程演化的3个基本特征或GIS数据库的3种基本成分。在GIS框架内建立表达时空过程的数据模型是GIS的研究热点。本书引入π演算,提出并研究建立时空过程模型来表达和管     

事件驱动的城市公共交通时空数据模型研究

以模型驱动架构为理论基础,以事件驱动的方法进行面向对象的时空数据建模研究,建立城市公共交通领域的概念模型、静态结构模型、动态行为模型和时态行为模型,并结合软件模型实现时空数据面向对象的组织与操作。事件驱动的面向对象时空数据模型实现了关系数据库和对象关系型GIS平台下面向对象的数据建模,扩展空间对象的动态行为与时态行为特征,实现对复杂空间对象的操作并保证了其空间关系及时态一致性。本研究为行业空间数据建模提供理论和方法上的参考,通过在广州市公共交通规划管理地理信息系统中的应用对模型的实用性进行验证。