面向流媒体传输的空间数据变化累积模型

将流媒体技术引入到以矢量数据为主的网络GIS传输中,其关键是建立逐级精细化的多层次表达模型,并在服务器端数据预组织上建立线性索引结构.本研究针对该目标建立一种矢量数据多重表达的新模型,即变化累积模型,认为尺度空间中从粗到细的数据表达过程是一些"变化"的累积,"变化"表现为两个连续尺度表达间的差别,通过"变化"元素的逐渐增加或减少来实现渐进传输.基于该模型对面状数据渐进式传输进行研究,将多边形分级剖分为一系列凸壳或外接矩形的基础上建立变化累积模型,通过剖分元素的组合完成渐进式流媒体传输.

Abstract：

The streaming transfer method which makes data immediately available application during the progress of transfer becomes a welcome transfer way over Web. The progressive transmission of map data provides the users witha self-adaptive strategy to access remote data. It not only speeds up the Web transfer but also offers an efficient navigation guide in information acquisition. The key technology in this transmission is the efficient multiple representation of spatial data and pre-organization on server site. This paper aims at vector data offering a new multiple representation model called changes accumulation model, which considers the spatial representation from one scale to another scale as an accumulation of set of changes. The difference between two consecutive representations is recorded in a linear index and through gradually addition or subtraction realizes the progressive transmission. As an example, the progressive transmission of area feature based on changes accumulation model is investigated in the paper. The model is built by hierarchical decomposition of polygon into series of convex hulls or bounding rectangles and through component of the decomposed elements to accomplish the progressive transmission.     

云环境下海量空间矢量数据并行划分算法

空间数据划分是空间大数据索引方法及其数据存储的重要组成部分。针对Hadoop云计算平台在空间数据划分及其存储方面的不足,提出了基于Hilbert空间填充曲线的海量空间矢量数据并行划分算法。在数据划分阶段,充分考虑空间数据相邻对象的空间位置关系、空间对象的自身大小以及相同编码块的空间对象个数等影响因素;通过“合并小编码块,分解大编码块”的划分原则,实现了云环境下海量空间矢量数据的并行划分算法。试验表明,该算法不仅能够提高海量空间矢量数据的索引效率,同时也能够很好地解决空间矢量数据在Hadoop分布式文件系统（Hadoop distributed file system,HDFS）上的数据倾斜问题。     

环境监测信息空间表征技术研究与应用

随着环境问题的日益凸显及公众对环境问题的日益关注,如何将污染分布及发生规律、环境质量状况及变化趋势以科学、准确、直观的方式进行展示并以浅显易懂的方式传递给广大公众,是摆在环境管理者面前的一个问题.本文提出了环境监测信息空间表征定义,并介绍了基于GIS、大数据技术的环境监测信息空间表征的主要形式,包括:①点数据的空间表征;②线数据的空间表征;③面数据的空间表征;④三维可视化空间表征;⑤随时间变化的空间信息表征,以及各空间表征方法在环境监测中的应用.     

An address regional tessellation method for spatial subdivision and geocoding in digital earth system

With the increased use of locational information, spatial location referencing and coding methods have become much more important to the mining of both geographical and nongeographical data in digital earth system. Unfortunately, current methods of geocoding, based on reverse lookup of coordinates for a given address, have proven too lossy with respect to administrative and socioeconomic data. This paper proposes a spatial subdivision and geocoding model based on spatial address regional tessellation (SART). Given a hierarchical address object definition, and based on the ‘region of influence’ characteristics of an address, SART creates multiresolution spatial subdivisions by irregular and continuous address regions. This model reflects most of the geographical features and many of the social and economic implications for a given address. It also better reflects the way people understand addresses and spatial locations. We also propose an appropriate method of geocoding for standard addresses (SART-GC). The codes generated by this method can record address footprints, hierarchical relationships, and spatial scales in a single data structure. Finally, by applying our methods to the Shibei District of Qingdao, we demonstrate the suitability of SART-GC for multi-scale spatial information representation in digital earth systems.     

线与面目标间拓扑关系的层次表达方法

拓扑关系已广泛应用于空间查询、相似性分析、制图综合、不一致性探测以及空间推理等实际应用中。本文研究IR2中一条线与一个简单面目标拓扑关系的描述和区分方法,采用的基本策略是分解与组合方法。首先,将线/面拓扑关系分为两类:基本关系和复合关系。其中复合关系描述为若干个基本关系的组合,即基本关系的一个集合。然后,提出了基本拓扑关系分类和区分方法,建立了相应的层次概念邻域图。针对复合拓扑关系,从空间集合的角度提出了具有三个层次的拓扑不变量,分别是(a)集合层次上的分离数和维数,(b)元素层次上的交分量类型和(c)综合层次上的交分量序列。分析发现,在IR2中一条线与一个简单面目标间具有16种潜在的基本关系。其中,它们的13种是描述复合线/面关系的基本构成单元。     

基于规则知识的空间推理研究

在一般空间推理的基础上 ,提出了空间推理扩展 ,即基于规则知识的空间推理。该方法结合了人工智能的基本原理 ,继承并发展了空间推理的方法学 ,其推理过程建立在空间知识与模型集成的基础上 ,以规则知识为推理控制 ,因而更符合实际 ,具有更大的灵活性。实例验证了本方法的正确性。     

基于傅里叶级数的等高线网络渐进式传输模型

矢量地图渐进式传输的关键技术是建立连续的多尺度表达模型,并在服务器端将地图数据组织成线性结构。本文利用傅立叶级数对要素表达的多尺度特性,将傅立叶级数的参量引入到等高线要素的渐进式传输中：研究了地图尺度与曲线傅立叶展开项数的对应关系,并以此在服务器端建立了曲线多尺度表达的傅立叶描述子模型;客户端通过网络传输依次得到不同地图尺度的傅立叶描述子分量并进行曲线要素的重构,实现等高线要素渐进式的传输和表达。该模型的应用具有两大特点,其一,在网络传输的是由曲线要素提炼出来的特征向量而不是坐标数据,能起到了数据有效压缩的作用;其二,能够实现无极尺度的地图要素的表达。     

基于表面剖分的3DCM空间数据模型研究

３维城市模型（３ＤＣＭ）的研究近年来得到了飞速发展,但目前所开发的３ＤＣＭ系统大多属于３维可视化系统,所提供的空间分析与操作功能极为有限,究其原因,主要是缺乏能有效表达城市３维实体及其空间关系的３ＤＣＭ空间数据模型。尽管在３ＤＧＩＳ数据模型的研究方面,许多学者提出了很有价值的模型,但这些模型均难以灌足城市３维建模的要求。针对这一问题,本文首先分析了城市３维实体的几何特征及３ＤＣＭ系统要求,提出用外     

Fourier-based multi-scale representation and progressive transmission of cartographic curves on the internet

ABSTRACT

Automatic generation of multi-scale representations from the same spatial data source has been the research focus in map generalization for a long time. Based on the Fourier technique, this paper proposes a continuous, multi-scale representation model for progressive transformation of cartographic curves on the Internet. In our method, all the curves, whether closed or open, are depicted as periodical functions which are further expressed as Fourier series. The convergence degrees of the Fourier series are explored for different kinds of curves, and truncating frequencies are derived based on the similarity between the original and reconstructed curves. Using information theory and the Radical Law in cartography, the relationship between map scales and Fourier frequencies is established. Based on the proposed multi-scale model, we also introduce the principles and implementation of a progressive transmission method. Our method is evaluated using the contours from a topographic map. The results show that our model is a valid approach to multi-scale representation of cartographic curves.     

一种基于最优三角剖分的多分辨率地表描述结构

在Guibas平面剖分算法的基础上,采用一种称之为Delaunaypyramid的塔型分层结构模型来近似描述二维半地形表面,该模型能够记录离散高程点数据集的每个子集在XOY平面的最优三角剖分,对于地形数据压缩和多细节层次化描述有很大的便利。同时文中也分析了采用这种结构的内存开销和时间复杂度,讨论了离散数据点定位的方法,并运用该结构交互生成三维地形。     

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。     

剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。     

Simultaneous curve simplification

In this paper we present a method for simultaneous simplification of a collection of piecewise linear curves in the plane. The method is based on triangulations, and the main purpose is to remove line segments from the piecewise linear curves without changing the topological relations between the curves. The method can also be used to construct a multi-level representation of a collection of piecewise linear curves. We illustrate the method by simplifying cartographic contours and a set of piecewise linear curves representing a road network.      

基于尺度的GIS空间资料表达模型

介绍了基于层的GIS空间资料表达方法易于进行空间查询与空间分析处理的优点,针对其引起的地图难以进行扩展与图像显示转换困难的缺点,提出了基于尺度(比例尺)的空间资料表达新方法.在基于尺度的空间资料表达方法中,地图可以由空间对象,区域,尺度视图三级尺度模型表达.对尺度方法下的地图结构,地图组织,指标结构,地图扩展等在理论上作了探讨,提出了基于尺度的方法与已广为使用的基于层的方法的有效集合,将有可能成为地理信息表达研究的最重要研究方向.     

空间层次聚类显著性判别的重排检验方法

同时顾及空间邻近与专题属性相似的空间层次聚类是挖掘空间分布模式的一种有效手段。空间层次聚类方法虽然可以获得多层次的聚集结构,但聚类结果显著性的统计判别依然是一个尚未解决的难题。为此,本文提出了一种空间层次聚类结果显著性的统计判别方法,用于确定空间层次聚类的停止准则,减少聚类过程对参数设置的依赖。通过试验分析与比较发现,该方法能够有效判别空间层次聚类结果的显著性和确定层次聚类合并过程的停止条件,同时具有很好的抗噪性,避免随机结构的干扰。     

基于模糊贴近度分析的不确定拓扑关系表达模型

根据人类对模糊空间关系的认知层次性特点,将不确定拓扑关系的表达归结为求解不确定空间关系实例与基本拓扑关系概念之间的隶属度。基于贴近度分析的基本方法建立不确定地理目标之间空间拓扑关系模糊表达模型方法。结合具体的算例说明基于该模型方法的拓扑关系模糊表达推算过程,并通过与经典的Egg—Yolk以及宽边界模型方法表达的拓扑关系表达结果进行对比分析,验证模型的合理性。     

滚圆法用于空间点聚类的研究

空间点聚类依据空间点实体属性对其进行分类划分,挖掘对研究应用有价值的信息。目前,空间点聚类大多数方法能够发现多边形簇,但不能发现线状簇。针对空间点聚类现有方法在发现线状簇方面的不足,借鉴滚球法的思想,提出滚圆法用于空间点聚类的研究算法（spatial point clustering using the rolling circle,SPCURC）。针对研究区域的点实体,该算法用给定半径的圆从初始点开始按照原则进行滚动,直至满足条件为止;连接滚圆接触的点,从而形成多边形簇或者线状簇。通过模拟算例和实际算例验证了该算法的可行性。     

空间多维数据模型及OLAP的设计与实现

多维数据模型定义了数据仓库的度量和维度结构，是OLAP和某些数据挖掘模型的基础和数据仓库应用的重要手段，但用传统的多维数据模型和OLAP技术处理空间数据具有较大的局限性，文中尝试在传统多维数据模型中引入空间维度，在度量中引入指向空间聚合结果的空间聚合索引，并引入空间算子集合，从而构造出空间多维数据模型和空间立方体，在模型物理实现的基础上，试验了空间立方体的OLAP操作。     

基于超图的数据结构及其在GIS中的应用

空间数据是空间分析的基础,随着海量空间数据的增大,其之间关系的日益复杂,空间数据的组织就显得愈发重要。基于超图的数据结构以超图和集合理论为基础,可以表达空间数据之间的层次关系和横向关系,使GIS空间数据结构在空间分析中的完备性和适应性问题得到解决。本论文在对超图的层次数据结构和非层次结构进行详细研究的基础上,初步探讨利用面向对象的关系数据库系统实现该模型,并以海洋数据为例,利用HBDS组织海洋原始数据、等深线数据、特征线数据、地貌数据等。论文的最后对HBDS在GIS中的应用做简单举例,并期将HBDS和OLAP相结合的方法进行数据挖掘。