基于基础测绘数字线划图成果的地理国情普查数据转换方法研究

地理国情是重要的基本国情,是从地理的角度分析、研究和描述国情,是国家制定发展战略和政策的依据;经过多年积累,基础测绘已经形成了较丰富的基础地理信息成果,特别是数字线划图的精度、现势性和覆盖范围都得到了较大的提升。将基础测绘数字线划图成果中符合地理国情普查技术要求的相关信息提取出来用于地理国情普查数据生产,可以减少地理国情普查数据生产的各种成本,提高生产效率。该文介绍了从基础测绘数字线划图成果数据中提取符合地理国情普查技术要求的基础数据的基本技术流程和实现方法,同时在商业软件的基础上进行了二次开发,研制了2种数据的转换软件,通过实践均取得了较好的效果,并在多家地理国情普查数据生产单位进行了推广应用,提高了地理国情普查数据生产效率。     

基于Web的人口普查地图标绘系统的设计与实现

本文根据人口普查地图制图的需求,从系统架构、功能设计等方面介绍了基于Web的人口普查地图制图系统的设计方案,讨论并解决了人口普查地理区域划分、人口普查地图在线绘制、人口普查地址编码等关键技术问题。该系统主要功能包括标绘底图制作、地图(点、线、面)标绘和符号化、标绘成果审核、地图打印、权限控制等,能够完全满足人口普查地图绘制中的区域划分及建筑物等地形地物和要素名称的标绘。如在第六次全国人口普查中得到应用,将能够首次实现全国"一幅图"的精细到调查小区级别的数字化人口基础地理数据框架,进而大大推进中国人口普查工作和数据分析的现代化进程,为充分发挥人口普查数据的作用和价值提升打下基础。     

中华人民共和国人口电子地图集系统设计

“中华人民共和国人口电子地图集”是我国最新的第五次人口普查数据的集成,是以地图、文字、数字、图表等多种信息表达手段,全面反映了中国人口发展基本现状和趋势的科学参考图集。它可以实现对人口数据的输入/输出、分类、存储、查询、统计、制图、分析和管理,提供给决策者和研究者分析人口问题和制定人口政策的辅助工具。本文详细介绍了图集的系统总体设计、主要功能模块设计、内容组成等。在总体设计上,提出了以电子地图制作子系统、图集管理与集成子系统、图集浏览查询子系统和人口数据查询子系统为四大主要部分的系统结构,并进而对系统中的主要模块进行了介绍.如专题制图符号模型、数据库的目录树管理、电子地图集的管理与集成,通过这些模块,分析了系统的运行机制和流程;在图集内容上,在分析“五普”数据和我国人口实际国情的基础上,选取涉及十项主题(环境、人口分布、性别与年龄、人口变动、民族、家庭婚姻、生育、教育、就业、住房)近200幅地图组成图集的内容,反映我国人口的基本现状、动态变化、地域分布、结构构成等;最后,给出了使用不同制图符号建立的人口地图实例,可以直观地反映各项人口指标的区域差异和变化规律。     

面向虚拟地理环境的空间信息共享研究

虚拟地理环境作为一种基于地理研究并提供地学分析的三维可视化的地理空间信息平台,需要解决物理存储分散、数据格式多样的空间信息资源的共享问题。本文研究了虚拟地理环境下的空间信息及其元数据的组织管理方式,定义面向对象思想定义简单的空间信息对象实体,通过对其进行迭代和组合来表达复杂空间信息对象,设计出具有元数据信息的空间信息对象XML描述方案。研究了如何构建集中式的空间信息对象管理与分布式的空间信息服务相结合的空间信息共享体系架构,通过提供对空间信息对象的浏览、分析、操作的Web服务,使得虚拟地理环境在网络中进行资源交换、信息共享、协同工作以及提供决策能得以实现。     

数字化城市管理一体化数据建设研究——以郑州市为例

依据数字化城市管理对数据建设的要求,以及郑州市基础地理数据及城市管理数据现状情况,结合郑州市国土、规划等部门对基础地理空间数据的需求,本文提出了数字化城市管理数据建设一体化作业流程,将1∶500航测地形图、1∶1 000正射影像制作、城市部件测量、地理编码调查、以及数据综合建库等内容,按照其关联性进行流程设计和一体化实施。它充分利用了数字化航测成图、城市部件采集与建库、地理编码采集与建库在作业工序上的交互性,为较短时间内完成大范围城市基础地理空间数据、城市管理专题数据采集与建库提供了保证,满足了数字化城市管理、城市地籍测量等对基础空间数据的迫切需求。实践证明,一体化数据建设方案充分反映了数据之间的逻辑关系和共享可能性,既加快了数据建设进程、拓展了数据建设内容,同时又保证了数据建设质量,是一种可供借鉴应用的数据建设方式。     

地理国情监测水面数据时空一致性优化方法

地理国情监测利用遥感、地理信息等技术,动态获取地表覆盖等多样化的地理要素,经统计、分析、评价和应用,服务于政治、经济、文化、资源、环境等多个领域,为政府提供全面、准确、基础的地理信息情报。针对地理国情监测在全国范围基于多时相遥感影像采集水面信息存在时空不一致性的现状,提出一种基于精细DEM的水面数据时空一致性优化方法。利用栅格图形区域生长算法,采用8邻域算子,对水面种子点进行迭代生长计算,得出基于精细DEM的区域生长结果;通过与地理国情监测水面数据对比分析,实现空间化结果的修正,从而达到时空一致性优化的目的。分析了典型研究区水面数据特征,利用该方法进行了优化处理,结果显示：研究区水面数据空间范围相对于时点监测修正了7.99%,满足了地理国情监测时点一致性需求。研究表明：该方法的应用,能够使得在全国尺度上统计的水面数据反映同一季节或可接受时段内的状况,避免或缩小了由于影像数据源的差异造成的时间和空间上的不一致性带来的误差,满足了地理国情监测时点一致性需求,能够在地理国情监测等地表覆盖水面信息提取、优化中推广应用,为政府有效决策提供客观、准确和基础的水面信息。     

倾斜摄影三维建模技术在不动产登记中的应用

2016年,不动产统一登记正式实施,不动产要素数据和属性的复杂性对空间地理信息提出了更高的要求。传统二维地理信息数据仅仅是平面的数据,无法实现对三维空间管理的需要。倾斜摄影测量是近年来发展十分迅速的一项高新测绘技术,能够以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景,获取高分辨率的数字地面模型、逼真的真正射影像和精细的真三维城市模型等测量产品,其中,精细化的三维模型作为城市地理空间框架的重要新型数据,为城市规划、建设、管理和信息化提供三维空间环境,更能反映真实的现实世界,目前已在许多行业得到应用。将该模型应用于不动产统一登记,对于实施三维不动产登记管理,提高不动产空间管理的能力具有重要意义。     

论地理知识图谱

网络文本蕴含大量隐式地理空间信息,为地理知识获取与知识服务提供了巨大潜能。地理知识图谱是将传统地理信息服务拓展到地理知识服务的关键,也是网络文本蕴含地理信息采集与处理的终极目标。本文系统评述了开放地理语义网、开放地理实体及关系抽取、地理语义网对齐、知识图谱存储方法等地理知识图谱相关主题的研究进展,从网络文本蕴含地理空间信息量与质量评价、地理信息语义理解、空间语义计算模型和异构地理语义网对齐等方面剖析了目前亟需解决的关键科学问题。     

青藏高原城镇化格局的时空分异特征及影响因素

研究青藏高原城镇化格局的时空分异及其影响因素,有利于推动青藏高原现代人类活动时空过程的认知,对青藏高原就地就近城镇化及可持续发展具有参考意义。根据历次人口普查数据,本研究构建青藏高原县市尺度城镇化空间数据集,参考城镇化发展阶段,采用LISA空间类型划分法和空间计量回归模型,系统分析1990-2010年青藏高原内部城镇化格局的时空分异特征及影响因素。主要结论包括：① 青藏高原整体城镇化水平偏低,2017年底,青藏高原主体部分青海省和西藏自治区的常住人口城镇化水平分别为53.07%和30.8%,低于全国同期水平的58.52%,但青藏高原内不乏高水平城镇化地区,而且各地区间城镇化水平的空间差异缩小;② 青海西部柴达木盆地是高水平城镇化集聚区,羌塘地区是低水平城镇化集聚区,地级行政中心所在县市多呈现自身高、周边低的城镇化格局;③ 与内地相似,第二、三产业从业机会是推动青藏高原城镇化发展重要因素,社会公共服务资源对城镇化拉动作用开始凸显。研究结果可以为青藏高原人类活动研究和青藏高原就地就近城镇化可持续发展政策提供参考。     

面向地理国情监测的变化检测与地表覆盖信息更新方法

常态化地理国情监测能够全面、动态地掌握地理国情信息及其变化,为经济建设和社会发展提供数据基础。地理国情普查成果是按照统一规范标准、经过内业解译和外业核查形成的矢量数据。如何在普查成果的基础上,利用多时相遥感影像实现变化信息提取与更新是地理国情监测的关键。针对地理国情普查成果的特点与监测需求,以多时相遥感影像处理分析为基础,构建了针对地理国情监测的变化检测方法体系,提出了像元—对象结合的多时相影像变化检测、基于对象实体统计分析的变化识别方法,实现了综合地理国情普查成果和遥感影像的地理国情变化检测与数据更新。基于像元—对象结合的多时相影像变化检测首先根据传统的变化矢量分析法提取基于像元的变化检测结果,再以地理国情普查的矢量对象为统计单元计算对象内变化像元的比例,以此判断该矢量对象是否发生了变化,并根据变化像元的比例计算其变化强度。基于对象实体统计分析的变化检测方法直接以地理国情矢量为对象进行特征提取和差异构造,再将差异影像进行阈值分割得到基于地理国情对象的变化检测图。最后,根据变化检测结果,对变化区域进行面向对象分割,并从上一期未变化区域选取训练样本训练分类器模型以得到变化区域的地表覆盖类型,将变化区域与未变化区域结合得到更新后的地理国情矢量图。选取江阴市地理国情普查成果和两期高分辨率遥感影像进行试验,结果表明本文提出的方法在准确提取和解释变化区域的同时,明显提高了变化检测和数据更新的效率,可用于常态化地理国情监测。     

新型三维测绘地理信息产品集成建库研究技术

随着测绘技术手段的升级,各类新型三维测绘地理信息产品不断涌现。在推进智慧城市建设的当下,各行业对空间数据资源的应用趋于交叉和协同,对数据服务保障能力提出了更高的要求。本文分析了大规模三维数字城市模型数据内容的复杂性、海量性、精细程度不同等特点,研究提出了新型三维测绘地理信息产品集成建库的技术体系,包括空间格网划分、地理实体编码、数据库设计和数据更新发布机制等,并探讨了三维城市数据库在规划设计、方案审查和建筑运营管理等方面的应用支撑案例。     

基于OGSA-DAI扩展的空间数据访问与集成

将网格技术应用于地理信息领域,构建实现地理信息资源共享与协同工作的网格地理信息系统,是目前地理信息行业研究的热点之一。OGSA-DAI(Open Grid ServicesArchitecture-Data Access and Integration)是网格环境下进行数据访问与集成的网格中间件技术,为了实现网格环境下地理空间数据的访问与集成,提出WSRF-SDAI(Web ServicesResource Framework-Spatial Data Access and Integration)的概念,并介绍了WSRF-SDAI的实现方法。WSRF-SDAI的含义是基于网格体系结构WSRF进行地理空间数据的访问与集成,是OGSA-DAI在地理信息领域的应用与扩展。     

资源环境综合科学调查多级格网系统的设计

地理格网系统借助特定方法将地球表面均匀剖分,形成无缝无叠的多分辨率格网层次结构。它既是一个空间框架,又是地理特征表达的一种模型。本文结合资源环境综合科学考察数据管理与共享的需求,深入分析了“地理格网”国家标准,指出其在多分辨率应用中存在孔径过大且不一致的问题。鉴此,将度与分、分与秒之间的进制在逻辑上由六十扩展为六十四,进而实现严格的四叉树剖分,直至秒级以下更高分辨率格网采用2的负指数幂表示。根据剖分特点,设计了兼容国标的编码扩展方案。在此基础上开发了多级格网生成与管理原型系统,通过资源环境综合科学调查数据三维实时浏览实验,验证了格网剖分编码方案的可行性和正确性。     

基于多元数据的中国地理空间疫情风险评估探索——以2020年1月1日至4月11日COVID-19疫情数据为例

新冠肺炎（COVID-19）在空间上具有一定的传播风险,对城市的安全健康构成了威胁,防止疫情传播成为紧迫的任务。在2020年1月1日至4月11日,COVID-19疫情经历了发生、迅速发展和趋于稳定的发展过程,利用初期的COVID-19数据进行宏观层面的疫情风险评估,为防疫控制措施提供一定的参考。因此本研究基于行政区划、定点医院、疫情小区以及道路交通等多元数据,在宏观层面提出并构建全国地理空间疫情风险性评估,对疫情风险分布探讨的同时进行评估效果验证,并根据构建指标揭示影响风险的因素及其机理,主要结论： ① 地理空间风险评估具有有效的可行性。② 地理空间疫情风险分布全局Moran's I指数为0.758,具有显著的空间集聚特征。同时,不同的省区市之间的局部LISA值呈现空间差异性,其中高—高聚类省区市占比全国25.81%,风险程度较高,主要分布在湖北、河南、湖南、江西、安徽、浙江、江苏、上海,低—低聚类省区市占比全国9.68%,风险程度较低,主要分布在青海、西藏、新疆。③ 地理空间疫情风险分布与地理区位、道路交通、医疗卫生、疫情现状指标均存在一定的相关性。根据统计学的Pearson相关性分析,其相关指标R ²存在差异,在数值上由高到低依次为疫情现状、地理区位、道路交通、医疗卫生,在属性上其相关因子存在正负2种效应,地理空间疫情风险与武汉市地理距离、定点医院密度以及居民-医院地理距离呈现显著的负相关,其R ²分别为0.813、0.545、0.436,与铁路网密度、公路网密度以及疫情小区密度呈现显著的正相关,其R ²分别为0.751、0.792、0.825。④ 地理空间疫情风险的构成因素错综复杂,其受到多种因子的共同作用,根据空间分层异质性分析,不同因子之间均存在交互作用,其中居民—医院地理距离与公路网密度、铁路网密度交互作用较强,q值分别为0.9842、0.9837。本研究在宏观层面为城市管理中重大疫情的空间资源分配以及区域空间的联防联控策略提供了相应的依据。     

地理信息公共服务平台建设与现代测绘服务模式

空间信息的共享既是信息化社会对空间信息的要求,也是地理信息技术发展的必然趋势。本文论述了地理信息公共服务平台建设的目的和意义,对平台的内容、关键技术、基本功能和作用进行了系统性的介绍,对未来测绘从信息获取的内容和面向信息化社会的服务模式提出了新的思路。     

多源地理空间数据同化的主动更新与应用分析

为提高数据更新过程中多源数据整合利用的效率和更新的自动化程度,将"数据同化"和主动数据库的思想与方法引入空间数据的更新。论述了"多源地理空间数据同化"和"主动更新"的概念、内涵和关键技术,提出了"地理事件-条件-动作"规则驱动下数据同化的地理空间数据主动更新机制。最后,将数据同化中常用的最优插值方法,应用于多源地理空间数据的合并,该方法与其他合并方法相比,能提高数据的精度;将主动更新机制应用于数据更新实践,结果表明,该机制可以提高更新的自动化程度。     

基于WCF的矢量数据服务安全机制的设计与实现

21世纪计算机技术和网络技术的飞速发展将地理信息产业带进了一个崭新的领域.地理空间信息服务成为解决数据异构、实现资源共享的有效途径.然而,随着地理信息服务在各领域的推广应用,传统分布式技术在开发地理信息网络服务中所面临的安全问题逐渐突显出来,已严重制约了网络服务在地理信息产业的发展.针对矢量数据服务在数据传输、服务操作...     

地理图斑智能计算及模式挖掘方法研究

在大数据时代,高分辨率对地观测技术实现了对地球表层地理现象和地理过程最为真实、量化、全面覆盖又快速更新的数据化记录,可为地理空间认知研究的新发展奠定时空信息聚合与挖掘计算的基准。地理图斑是影像空间映射到地理空间中对于地理实体的抽象化表达,是构建地理场景和承载地理空间各类信息进而开展模式挖掘的最小单元。本文以地理图斑为基本对象,通过分析其中视觉模拟、符号推测等几类机器学习的协同计算机制,从空间、时间与属性等维度构建了集“分区分层感知”、“时空协同反演”、“多粒度决策”三者于一体的地理图斑智能计算模型,并以在贵州息烽县、广西江州区开展的农业种植结构制图与规划决策为应用案例,探索了地理图斑分布、生长以及功能3种模式的挖掘方法,并进一步设计了动态视角下开展图斑动力模式挖掘的研究思路。     

面向多源地理空间数据的知识图谱构建

知识图谱广泛应用于人工智能领域,基于此融合多源地理空间数据并表示地理事物的语义和时空信息,实现“数据—知识”的转换成为人们关注的热点。但现有通用知识图谱的空间知识覆盖度低且存在错误,同时基于维基百科构建的地理知识图谱存在空间关系、中文属性和坐标信息等属性缺失问题。因此本文以地理空间数据和百度百科数据的特征分析为基础,提出了以地理空间数据提取地理实体为主,百度百科补充属性信息为辅的知识图谱构建方式。① 基于GeoSparql设计模式层的地理实体、要素、几何形状和空间关系的逻辑关系;② 通过地理实体提取、实体链接和属性信息填充,在数据层实现空间知识融合;③ 结合关系型数据库和图数据库,设计空间知识存储方式;④ 在实体和关系2个方面定量分析知识图谱的构建规模。结果表明,本文构建的知识图谱中地理实体覆盖度和链接百科成功率相对较高,扩充了地理实体的概念描述信息,并将地理坐标的覆盖率提高到100%,对地理数据到地理知识的拓展具有重要意义。     

面向服务聚合应用的地理信息服务质量评价

针对地理信息服务质量提升过程中的服务聚合评价问题,在现有服务质量评价模型基础上,考虑待聚合服务间的关联性,提出了主服务的概念,并在此之上构建了独立评价、关联评价等多类型评价指标体系,形成了以源服务数据质量、执行质量、成果质量、源服务与主服务的一致性、兼容性等评价指标的面向服务聚合应用的可扩展的地理信息服务质量评价模型。以天地图·四川为主服务,利用本文提出的地理信息服务质量评价模型,构建了在线地理信息服务质量评价系统,并对其中各评价指标的取值方案进行了探讨,分析与评价了该模型及指标的合理性,从而为地理信息服务聚合应用奠定了基础。