面向地理空间信息的轨迹模型及时空模式查询

轨迹数据处理与分析是目前空间信息和数据库等相关领域的研究热点之一。本文从Stop-Move轨迹模型出发,通过集成地理空间上下文信息来建模轨迹数据,并研究轨迹时空模式的查询处理技术。首先分析Stop/Move对象与点/线/面地理空间要素之间的时空关联关系,据此提出显式表达该关联语义的地理关联轨迹模型,在此基础上利用关系-对象数据库技术,为地理关联轨迹模型设计独立于应用的关系模式,接着定义轨迹时空模式查询,并提出基于地理关联轨迹关系模式的SQL处理框架,最后以典型性检索请求为例,讨论分析位置-时间、位置-顺序和位置-关系等三类轨迹时空模式查询的纯SQL处理技术,并以样例轨迹数据验证了本文方法的可行性。     

数字城市地理空间框架中市县一体化公共服务云平台的设计与实现

针对数字城市地理空间框架建设中存在县域建设缓慢、应用程度不高、运行维护困难等问题,提出了采用市县一体化建设模式,基于云环境和高性能地理计算技术,研究和设计实现市县一体化云平台。采用Hi GIS的并行化和可扩展技术,设计实现海量空间数据组织与管理、大规模空间分析与处理、大范围空间数据并行可视化与制图等GIS核心功能,构建基于高性能地理计算的数字城市地理空间框架中市县一体化公共服务云平台,为公众、政府和企业提供了高效、实时、动态的市县一体化地理信息共享交换和应用服务,为数字城市地理空间框架中市县一体化建设提供了切实可行、高效优势的解决方案。     

Global GIS及其关键技术

Global GIS(全球性地理信息系统, GGIS)的研究近年来变得日益重要,基于对目前研究现状所做的分析和评述,指出了构建基于统一三维地心参考系并以地球椭球体模型为依托的多层次格网框架是GGIS研究的基础,并且在全球性多源多尺度空间数据集成、三维椭球面空间数据表达以及多层次格网编码与索引技术等方面均存在着一系列理论与技术问题有待解决,分析了这些问题的难点所在,并给出了一些参考性的解决方案.     

北京市基础地理信息框架数据初探

结合北京市基础地理信息产品应用现状,提出北京市基础地理信息框架数据概念,开展基于框架数据的制图与可视化表达技术及数据更新机制研究,生产满足不同用户需求的地理信息产品,促进基础地理信息在各行业更加深入应用,为提高北京市地理信息公共服务水平奠定数据基础。     

监控视频中动态目标与地理空间信息的融合与可视化方法

监控视频的动态前景目标智能分析是平安城市、智慧园区等安防建设的重要基础,将监控视频与地理空间数据融合可为静态的地理数据赋予动态属性。针对传统监控视频与地理信息数据集成仅仅将视频数据投射至地理空间,造成存储难、视频内容理解难度大等问题,本文提出了前景动态目标与地理空间信息的融合模型,通过推导出的映射模型将图像空间中的动态前景目标及跟踪轨迹映射至地理空间中,达到将监控视频与地理信息有机融合的目的。根据不同的应用需求,本文设计了4种多图层融合显示模式,实现了监控视频中的动态前景目标在地理空间的可视化。     

轨迹数据的非关系管理及相似性分析

针对高动态、半结构化的轨迹数据,充分利用文档型非关系数据库MongoDB的特性,本文首先提出了一套分层、分区、分片的存储策略,设计了以整条轨迹为基本粒度的非关系组织模型,能够有效应对轨迹数据的海量性和动态性挑战。然后据此开展轨迹相似性分析的研究,提出了一种兼顾时间维和轨迹形状的轨迹相似性度量方法DTWEUCLI,可计算长短不一且含有噪声的轨迹数据之间的相似性。最后基于轨迹的非关系存储和相似性计算,开展了轨迹簇生成的试验与分析,设计实现了基于轨迹相似性计算的轨迹聚类计算框架。基于3个轨迹数据集的试验表明,DTWEUCLI算法能够对多源轨迹数据集进行有效聚类,输出轨迹簇。     

一种基于条件生成式对抗网络的道路提取方法

基于车辆轨迹数据的道路信息提取是地理信息领域的热点也是难点之一,传统方法面临着轨迹数据源要求高、道路提取算法复杂、不同道路提取模型参数适应性不强等问题.针对以上问题,提出基于条件生成式对抗网络的轨迹地图向道路地图转换的轨迹-道路转换方法.该方法以轨迹数据与道路数据的对应关系为先验知识,通过"生成-博弈"的不断循环逐渐逼...     

面向在线服务的地理框架数据体系构建

分析了在线服务对地理信息的需求,阐述了面向在线服务的地理框架数据体系构建技术实现方法,设计了适应多源数据协同服务的数据集成方式和满足多样化应用需求的地理框架数据内容构成与建模方法,并说明了其在国家地理信息公共服务平台公众版＂天地图＂中的应用。     

一种基于复合金字塔模型的三维模型数据组织方法

针对异构三维模型数据的统一组织和集成管理问题,本文以目前主流金字塔模型、三维场景瓦片的数据组织方法和地图服务规范等相关技术为基础,提出了一种基于复合金字塔模型的三维模型数据组织方法。该方法首先构建覆盖测区的地理格网模型,以此作为异构三维模型数据集成的空间框架。其次,建立三维模型数据与地理格网单元的映射关系,从而构建复合金字塔模型,实现异构三维模型数据的统一管理。最后,在数据结构上对现有数据格式进行扩展,设计了一种面向网络传输的数据格式储存三维模型数据,完成异构三维模型数据的一体化存储。试验结果表明,该方法能够实现异构三维模型数据统一组织与集成管理。     

地理空间智能研究进展和面临的若干挑战

随着地理空间科学、人工智能、高性能计算技术的迅速发展,地理空间智能已成为处理和分析地理空间大数据的主要手段,并将在地球科学、空间认知、智慧城市、智慧社会等科学研究、工程建设和社会发展中发挥越来越重要的作用.地理空间智能作为地理空间科学和人工智能深度融合的交叉领域,其发展受到多学科的驱动,目前已在算力增强软硬件研制、系统开发、数据与模型共享、服务与应用方面不断取得进展,显示出巨大的活力和潜能,同时难题和挑战也相生相伴.本文首先阐述地理空间智能的概念演进、若干技术系统构建思路和国内外科学研究现状,然后梳理地理空间智能的典型应用,分析地理空间智能面临的问题和挑战,最后对其重要的发展方向及趋势予以展望.     

正二十面体球面菱形离散格网的编码模型及其映射方法

全球离散格网为全球尺度的空间数据组织与管理提供了基础环境,而全球离散格网的编码体系,则可屏蔽不同坐标参考框架下的坐标转换,减少空间分析的复杂度,有利于数据的多尺度表达和统一建模。相对于其他类型的全球离散格网,基于正二十面体所构建的球面菱形离散格网具有更均匀的几何性质,有利于球面空间数据的集成与表达。但基于正二十面体的球面菱形离散格网的初始菱形边线并不贴合经纬线,这导致相对于基于正八面体的球面菱形离散格网,其格网结构更为复杂。这对构建正二十面体球面菱形离散格网的层次编码模型和建立其与地理坐标间的映射关系转换带来了新的挑战。针对这一问题,本文基于Hilbert曲线构建了正二十面体球面菱形离散格网编码模型,并在此基础上设计了格网编码与地理坐标的相互转换方法。研究表明,利用球面菱形离散格网与平面规则格网的相似性,基于Hilbert曲线构建的正二十面体球面菱形离散格网编码模型能够隐式表达空间尺度与位置信息,且在地理坐标与格网编码转换方面兼具效率与精度,可以支持全球海量空间数据建模、集成管理以及各类空间分析。     

时空数据的组织与应用研究

时空数据是智慧城市各个领域实现智能化的关键性支撑技术,智慧城市的建设离不开时空数据。本文以智能应用为导向,提出了时空数据的组织模型,构建了智慧城市时空大数据计算、分析、服务框架,实现了时空数据全生命周期的高效管理与智能应用。     

全国土地利用格网数据生产技术方法探讨

本文在全国多尺度土地利用格网数据需求分析的基础上,基于土地利用矢量网格化生产工程实践,分析和阐述了国家土地利用格网参数选择依据、格网内地类面积的算法、格网综合和批量化处理等主要技术方法。研究结果表明:利用本研究开发的土地利用矢量网格化软件,对县级土地利用矢量数据进行网格化处理,可快速生产合格的全国土地利用地理格网数据,并将极大的促进全国土地调查数据成果的社会化共享应用。     

一种矢量瓦片地图离线部署与架构

时空数据规模的急剧增长、泛在时空信息服务模式的发展,对在线地图的表达和性能提出了更高要求。矢量瓦片具有数据量小、渲染速度快、交互性强的优势已经成为地图应用的首选。本文基于Mapbox矢量瓦片地图框架,以构建高性能技术框架和离线部署为目标,围绕矢量瓦片数据模型、瓦片渲染、应用路线、离线部署、集群架构设计方面展开,提出了一种支持离线、计算资源动态扩展的集群架构,并以空间地理数据对其进行了验证,为地理信息系统工程项目提供了高效可靠、成本低廉的矢量瓦片地图应用框架。     

美国国家格网的现状与应用

美国联邦地理数据委员会认为需要有一个全国性的格网系统，并于2001年制定了美国国家格网标准。详细介绍了美国国家格网，对其在基于位置服务和地理信息领域的应用进行了分析和探讨，并总结了美国国家格网的特点，指出了美国国家格网对我们的借鉴意义。     

GIS支持下基于遗传优化神经网络的溃坝生命损失评估

针对溃坝生命损失评估涉及众多地理空间对象且影响因素多而复杂的特点,提出了GIS支持下基于遗传优化神经网络的溃坝生命损失评估方法。引入GIS与空间信息格网,提出了基于GIS空间信息格网模型的溃坝生命损失评估计算模型。分析了溃坝生命损失的影响因素,通过灰色关联度模型评判,建立了评估指标体系。开发了GIS支持下的溃坝生命损失快速评估系统,分析了系统的集成方案以及GIS空间信息格网模型的实现方法。应用表明,该评估方法精度较高,效果较好。     

基于统一地名地址的地理实体自动赋码关联系统设计与研究

针对行业专题数据实时空间化及深度融合应用需求,本文提出了基于统一地名地址的地理实体自动赋码关联系统建设,构建地理实体与统一地名地址数据关联体系,设计了服务接口、计算提取、语义关联、手动识别等系统核心模块,形成了完整系统技术框架,通过地理实体编码构建形成“块数据”,实现了各行业数据逻辑汇聚,为推进行业数据跨地域、跨部门有效便捷共享提供了技术支撑。     

智能遥感深度学习框架与模型设计EI北大核心CSCD

近年来,随着遥感技术的快速发展,遥感对地观测数据获取量与日俱增。在对海量遥感数据的特征提取与表征上,基于深度学习的智能遥感影像解译技术展现出了显著优势。然而,遥感影像智能处理框架和信息服务能力还相对滞后,开源的深度学习框架与模型尚不能满足遥感智能处理的需求。在分析现有深度学习框架和模型的基础上,针对遥感影像幅面大、尺度变化大、数据通道多等问题,本文设计了嵌入遥感特性的专用深度学习框架,并重点讨论了其构建方法,以及地物分类任务的初步试验结果等。本文提出的智能遥感解译框架架构将为构建具备多维时空谱遥感特性的深度学习框架与模型提供有力支撑。     

四、P229 海洋测量学

正CH20121436基于Web服务的多源Argo数据共享与可视化应用研究=Multisource Argo Data Sharing and Visualization Based on Web Service/杨峰(中国科学院地理科学与资源研究所),周建郑,杜云艳,肖如林//测绘科学.-2011,36(5).-62～64分析了当前海洋Argo观测数据在数据和模型共享与应用方面存在的不足,结合WebService技术,提出在分布式网络环境下将海洋Argo数据与应用模型封装为Web服务的方式,实现多源海洋Argo数据集成与可视化应用的方法。基于该方法构建了"多源海洋Argo数据动态集成与远程可视化系统平台"。通过该平台的构建,为用户提供海洋Argo数据的透明的Web应用,实现了基于网络对多源海洋Argo数据的集成与交互式可视化表达。图6参8     

基于WGS-84椭球面的退化四叉树经纬线格网剖分

针对数字地球的发展和解决全球问题的需求,给出了一种基于WGS-84椭球面的全球离散格网剖分方法——退化四叉树经纬线格网;分析了格网剖分的特点,明确了格网单元行列定义和经纬度坐标;计算出不同剖分层次格网单元面积、边长的变化情况并与基于正球面的剖分进行了对比。结果表明该格网系统具有粒度相对均匀性、层次嵌套性、方向一致性、地理条带性和对称性、广泛数据兼容性等许多优良特征,对构建全球地理信息系统具有一定的实用价值。