基于可视化维度理论的泛地图知识推荐方法

信息通讯时代,科学技术的进步极大地降低了地图制图的门槛,大量非专业制图人员涌现到地图制图领域,地图的表现形式呈现出显著的泛化趋势。然而,由于专业知识的缺失,普通大众在专题地图选择时容易产生“制图困惑”,难以确定恰当的专题地图类型。针对上述问题,本文尝试提出一种基于可视化维度理论的泛地图知识推荐方法。首先,面向专题制图需求,建立以空间数据、数据特征、泛地图可视化维度、泛地图可视化形式、应用领域为核心要素的泛地图可视化知识本体,通过知识抽取、知识存储操作,构建泛地图可视化知识图谱。其次,对知识图谱进行知识嵌入,实现地图可视化要素的知识化表达。最后,基于泛地图知识要素建立相似度计算模型,计算用户输入数据与知识图谱内空间数据特征、可视化维度、应用领域等的相似度,得出综合相似度结果,实现泛地图可视化形式的精准推荐。结果表明：面对泛化的专题信息表达,本研究提出的泛地图知识推荐方法能够为用图者的制图选择提供较为准确可视化参考,一定程度上满足普通大众的寻图需求。     

综述与展望：地理空间数据的管理、多尺度变换与表达

多尺度表达是地理空间数据的重要研究内容之一。本文从地理空间数据管理、地理空间数据尺度变换以及地图多尺度表达3个方面对地理空间数据的多尺度表达研究现状进行归纳和总结,对研究成果进行系统分析与展望。主要分析包括：① 在地理空间数据管理的多尺度数据库与多尺度空间索引方面,多库多版本、一库多版本和一库一版本数据库能够帮助多尺度表达方法构建较好的数据支撑,层次化的多尺度空间索引也是主流的多尺度数据库构建结构。但目前多尺度数据库与多尺度空间索引方法还不具备解决不同层次数据的集成与匹配能力,对不同尺度数据进行实时一致性调整的能力不足;② 在地理空间数据多尺度变换方面,地图自动综合能够较好地与人工智能技术相结合,但由于知识获取的限制,距离实现完全自动综合仍有一段距离;且当前智能化的自动综合研究相关成果主要用于辅助决策,对综合知识的自主学习有待进一步研究;目前多数研究是基于离散的尺度变换模式,对连续尺度变换能力不足;且缺乏强有力的质量控制机制,自动尺度变换结果存在较大的不确定性;③ 在地图多尺度表达方面,地图数据类型多源、种类丰富且使用灵活,多尺度显示的复杂性较高,当前地图可视化对地理信息中隐藏的现象与规律有待进一步挖掘。最后,从智能化自动综合方法、连续多尺度表达模型、深度学习与制图综合及“新”时代多尺度表达等方面对未来发展进行了展望。     

逆向热力图的绘制方法

热力图是对数据的一种直观的表示方法,在空间大数据挖掘和知识发现的研究中具有良好的展示效果。本文研究了一种逆向渲染流程绘制热力图的方法,提出了将渲染器像素映射的地理空间作为计算分析的空间粒度,解决了热力图影响力叠加规则依赖于渲染器机制的缺点。逆向渲染热力图方法使用地理距离与绘制像素结合计算得到分析点缓冲区半径系数和影响力参数,以此来减弱在不同的地图尺度下热力图的形变程度。采用Kapur多级分割算法自动探测图像阈值得到色彩梯度,优化了热力效应的分级展示,在视觉效果上数据特征更加美观清晰。本文通过一组实验进行了验证,数据是由北京市交通委提供的公交IC刷卡记录,提取了其中某一时间段的刷卡数据作为样本,在相同的实验条件下,分别使用基于开源的Leaflet在线地图和Canvas渲染技术2种绘制热力图渲染方法,得到可视化结果后对比分析。在相同的实验条件下,逆向渲染热力图的可视化效果更符合现代的多尺度电子地图需求,更适用于地理空间POI点空间特征可视化。     

基于Web地理可视化分析系统的研究与设计

气候研究涉及海量时空数据集,其产生和存储在分布式计算资源中。科学家们需要一个直观且方便地工具去研究分布式时空数据。地理可视化分析工具可直观且方便地访问气候资料、探索各种气候参数之间的关系及交流研究成果。本文对基于Web的地理可视化分析系统的研究与设计做一些探讨,阐述该系统具有以下功能:1互联网上海量数据集管理;2时空数据的2D/3D可视化;3气候研究中各种时空统计分析;4交互式数据分析和知识发现。此外,本文也为管理、分发、分析大数据提供参考。     

网络空间隐喻Gosper地图表达与分析

网络空间地图是认识抽象、复杂网络空间的重要工具,也是地图学领域研究的新方向和热点问题。针对传统网络空间制图不能分析网络节点多级拓扑关系和存在要素重叠的问题,本文综合应用隐喻思想和Gosper地图技术研究网络空间要素的隐喻表达与分析,提出了网络空间隐喻Gosper地图和地形图构建方法。首先,结合网络空间节点的拓扑层级关系和地理学第一定律构建网络节点与Gosper曲线叶节点的映射关系;然后,基于Gosper叶节点构建具有面域嵌套关系的Gosper地图;最后,结合隐喻思想和地图视觉要素与网络空间要素的相似性关系构建多尺度网络空间隐喻Gosper地图和地形图。本文基于两套网络空间资产数据验证了本文方法的适用性,并从节点分布、拓扑结构和节点脆弱性3个方面分析和挖掘网络空间资产特性用以说明网络空间隐喻Gosper地图的表达能力与认知效果。基于层次分析法的定量实验表明,本文方法的综合加权指标（0.499 8）远高于节点链接（0.266 8）和地理空间图层叠加（0.233 1）可视化方法。本文提出的网络空间隐喻地图能够有效解决传统网络空间可视化中节点重复冗余、复杂抽象且无法支撑可视化分析的问题,能够为...     

山水画中三远法对三维地理场景表达的启发

针对信息时代地图可视化需求,提出了将山水画中三远法融入地图制图过程中的理念。首先,分析了中国山水画和地图在表现地理空间思维及信息传输中的异同;然后,通过例证详细分析了散点透视和三远法表达三维地理场景的方式;最后,基于深远法实现三维故宫建筑群卷曲可视化,兼顾第一人称视角和第三人称视角,实现从侧视到俯视连续变换的可视化。结果表明,融入深远思维的卷曲可视化可以有效解决建筑物间遮盖问题,且更具视觉吸引力。     

林业数据挖掘与可视化的应用分析

面对海量的林业空间与非空间数据,提取隐含的信息是"数字林业"急需解决的关键问题之一。数据挖掘和可视化是处理和分析海量空间数据的有力工具,利用它们可以有效地剖析隐藏在数据背后的信息与知识,为我林业规划与决策提供服务。本文将空间数据挖掘和可视化技术整合为一个有机的整体,集成两者的优势,阐述了可视化技术在空间数据挖掘研究中的意义。并讨论了空间数据可视化表达模式和可视化与空间数据挖掘的整合。针对林业资源数据的特点,提出在可视化表达空间数据的基础上对林业数据的多维信息进行综合分析。最后,开发了原型系统,初步实现了林业数据可视化挖掘。     

多维可视化技术在地理空间元数据检索中的应用研究

基于信息可视化技术的数据检索是一个新的研究领域。在地理空间元数据检索过程中,多维可视化技术将有助于显示检索过程,改进检索结果,提供数据间隐含信息来提高检索精度。本文基于地理空间元数据的特点,对三种可用的多维可视化技术:平行坐标、星状图和散点图矩阵的形式和特点进行了分析。同时研究了地理空间元数据检索的关键技术:可视化技术、交互浏览、数据组织和检索算法。最后探讨了可视化检索的评估理论和方法。     

CALPUFF模型模拟结果的时空多维可视化表达

大气污染扩散模型数值模拟结果的时空多维可视化表达,能有效展示大气污染扩散空间分布,为快速高效辅助后期污染分析与应急决策提供重要的参考。CALPUFF模型能高效模拟污染物在大气环境中时空变化的扩散过程,而现有大气污染扩散模型模拟结果可视化表达普遍存在不能有效集成地理信息、缺失部分重要维度特征等问题。论文首先分析了CALPUFF模型,及其与组件式GIS紧密集成的技术方案,为模型模拟结果与地理信息集成提供了技术支持。然后,基于CALPUFF模型的数值计算模拟结果,详细研究了风场数据预处理及其矢量绘制方法,浓度场的数据预处理及其栅格渲染方法。在三维地形场景下,探究了大气污染物的时空扩散模拟可视化表达方法,给出了CALPUFF模型模拟结果与三维地形场景的集成表达策略。最后,通过组件式GIS,构建了福州市三维地形场景,以大气污染CALPUFF扩散模拟结果为例,在WPF系统框架下,实现了风场和浓度场的时空动态模拟和空间层级多维可视化表达。实验结果表明,本文所采用的时空可视化技术方案能将CALPUFF模型模拟结果,有效集成三维地形场景,实现模型模拟结果在时间维度上动态扩散和在空间维度上的层级分布,可为大气污染模拟结果的时空多维可视化提供参考。     

综合局部莫兰指数和PageRank算法的网络空间资源节点隐喻可视化表达

可视化是一种非常有效的网络空间资源分析方式,通过借助点线面、符号、地形等形象映射抽象数据,可以更好地管理、维护和优化网络空间。考虑到网络空间资源节点在网络中的空间相关性和重要性,本文借助隐喻地图思想,将网络空间中资源节点视为本体,传统地理空间中山峰和等高线作为喻体进行可视化表达。首先,通过节点之间的拓扑关系构建空间权重矩阵和转移矩阵,以此计算出节点的局部莫兰指数和PageRank值。为了更全面地综合考虑节点在局部和全局范围内的空间相关性和重要性,使局部莫兰指数进行标准化处理与PageRank值达到相同的取值范围后将二者结合得到综合评价指标（PI值）;然后,将网络空间资源节点根据FR算法围绕重要程度最高的节点进行布局,通过PI值赋予节点高度值和大小;最后,借助隐喻地图的思进行可视化表达。实验数据表明,相较于传统的节点评价方法,该方法将用于衡量地理空间数据中是否存在空间聚集现象的莫兰指数引入到网络空间,可以突出节点中属性值较高并且与其相连节点属性值也高的节点;同时,基于隐喻地图思想进行可视化表达可以直观表现出节点在网络空间中的所处地位以及与其他节点间的相互关系,并且在针对格式化数据进行渲染...     

区域性地图集的设计创意——以《江苏省可持续发展地图集》为例

信息时代的地图集编制无论在理论上还是在实践上都有着巨大的创新空间。区域地图集旨在反映区域的主要特征,为区域研究和决策提供依据。在区域性综合地图集的设计中,我们把区域可持续发展的观念作为切入点,运用综合制图的概念对区域相关数据进行信息重组和数据挖掘,从而体现现代地图功能飘移的思路。同时应用数字地图集编制系统,为地图集数据的更新,多方利用创造条件。     

Progress of chinese regional geography studies in recent twenty years

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A STUDY ON COMMERCIAL ECONOMIC REGIONALIZATION IN CHINA

Commercial economic region (CER), or commercial geographical region, is the result of socialized production and development of commodity economy, characterized by system holisty, regional independence, interregional openness and relative steadiness. Commercial economic regionalization provides a scientific basis for organizing and building a commodity circulation network system with all directions, multifunction and openness, rational planning the direction of commodity flow. The principles of commercial economic regionalization are as follows: The principle taking a city business center as the core; the optimization principle of integrated function; the difference principle of physical geographical environment; the uniformity principle of human geographical environment; and the order principle of dissipative structure. According to the above-mentioned principles, China's CER can be divided into 4 1evels.     

环境保护地图集的设计创新——论《绍兴市环境保护地图集》的编制

环境保护地图集作为环境保护工作成果的系统总结 ,其作用越来越受到关注 ,认识到它是环境保护决策、环境规划、环境管理、环境监测与科研等必不可少的有效表现手段。本文从绍兴市环境保护地图集的编制研究着手 ,探讨数字地图制图技术与环境科学技术的结合形式.     

中国近代省区地图特色与价值的探讨

中国近代（明、清和民国时期）是中国地图编制史上比较有代表性的时期,反映了中国封建社会制图学后期向现代地图学转变的过程。中国近代省区地图具有其他类型地图所不具有的编制特色。本研究通过收集中国近代省区地图资料,从单幅地图、地图集、百科全书并存的出版形式和按行政单位分级分幅的图集编排系统2方面,分析了中国近代省区地图科学内容的编排体系特色;并分别探讨了单幅省区地图、百科全书收录的省区地图和地图集的设计和变化,以总结中国近代省区地图的制图特色,为现今地图制图学提供参考。中国近代省区地图具有较高的地学价值,通过研究中国近代省区地图,可印证省级行政区划单元的地理独特性,揭示省级行政区划单元的内部格局,有利于加强省和区域的管理。     

基于GIS的区域经济空间差异分析系统

区域经济差异是区域发展中的必然现象,也是现今区域经济领域中的热点问题。针对传统区域经济差异的研究方法中忽略空间因素影响和可视化不理想的问题,本文将GIS技术引入到区域经济的研究中,以区域经济统计数据为基础,采用VB+AE集成开发技术设计出以空间查询、区域经济差异分析、回归分析和预测分析等为核心功能的区域经济分析系统。结果表明,本文所构建的系统能揭示出区域经济空间差异的变化,并将结果可视化表达。     

试用“稳定流”评价区域化探异常

出露地表或近地表的矿体,在遭受风化剥蚀作用时,稳定地向水系补充矿化物质,形成在矿体附近具有浓集中心,含量向下游逐渐衰减的水系沉积物异常,对这种异常的形成作用称之为“稳定流”。应用这一概念,可以筛选化探异常。进一步根据“稳定流”的长度和强度,还能够近似定量地推断未知矿化区面金属量(Ps)以及建立典型矿床水系沉积物元素分带序列,为寻找隐伏矿体,评价区域化探异常提供了一种新的方法。     

新疆生态保育与重建区划图的设计与编制

为满足"新疆生态建设和可持续发展战略研究"项目的需要,设计并编制了新疆生态保育与重建区划图。该区划图是根据新疆"三山夹两盆"的总体地势特征、"三圈九带"的生态景观特征,以及"山地-绿洲-过渡带-荒漠系统-生态范式"可持续农业范式的认识,参考新疆地貌区划、植被区划、新疆生态功能区划、新疆维吾尔自治区综合自然区划等资料,确定新疆生态保育与重建分区。该区划图充分反映了新疆大的山盆结构下三圈九带的景观生态特征,体现了新疆水平圈层结构和垂直带结构的总体特征。     

面向地图集编制的地图可视化设计——以《中华人民共和国人口与环境变迁地图集》为例

地图集的地图可视化设计与单幅地图不同,需要以地图集的总体设计思想为依据,在地图设计与表达时反映指标体系的科学完整性,体现地图集的总体协调性。本文以《中华人民共和国人口与环境变迁地图集》为例,详细介绍了以多指标、长时间序列为特征的人口与环境变迁地图的可视化设计与表达方法,包括:系列地图、结构及其数量变化、构成比例变化、数量变化及其对比关系、累积数量变化、多指标数量累积及其对比、相对某一时间基点变化、单指标多年统计特征的变化、单指标两个时期数据的对比等。该方法以对相关指标现状的表达为基础,重点强调制图对象变迁特征,表达指标体系之间的联系和区别。相关地图可视化设计方法可广泛应用于其他类似专题地图的设计过程中。     

人地关系研究新模式与地理虚拟创新环境

从地球系统科学和地理科学研究内容与研究手段的角度出发,探讨数字地球对人地关系研究的影响,在新技术框架下,地球系统科学所研究的新人地关系,成为实现可计算的人地关系的现代地理学发展关键阶段所必需的理论与技术依托。研究认为在数字地球实验室框架下,可以实现为地理科学的原始性创新提供虚拟创新环境。地理科学虚拟创新环境以不同空间、时间分辨率的数据为基础,或以物质和能量的多种分辨率的有关资源、环境、社会、经济和人口等海量数据或信息进行数据融合后产生的数据,按照一定的地理坐标,从里层到外层,从岩石圈到生物圈、大气圈,从局部到整体,从区域到全球进行整合、融合及多维(如4维)动态模拟,从而为解决地理科学这个复杂巨系统现状描述、历史反演、未来预测研究提供知识创新的平台、技术开发与理论研究的实验基地。