利用MapReduce进行批量遥感影像瓦片金字塔构建

在分析面向瓦片金字塔并行构建任务分解的基础上,提出了一种利用MapReduce进行批量遥感影像瓦片金字塔并行构建的方法.实验结果表明,该方法不仅在集群上快速、有效地解决了单机上难以解决的大规模批量遥感影像瓦片金字塔的构建操作,而且具有良好的可扩展性.同时,该算法可作为大规模遥感影像并行处理的基础框架,非常容易扩展到高效能影像特征提取、遥感影像融合以及影像增量计算等其他海量遥感影像处理任务中.     

分布式环境下海量瓦片数据实时组织与调度策略研究

针对现有分布式环境下海量瓦片数据组织与调度策略中未形成一种通用的海量瓦片数据管理方法、瓦片数据的预切割技术存在严重缺陷两个问题,提出一种通用的海量瓦片数据的分布式实时组织、调度策略,摒弃传统瓦片数据的全程预切割过程,从数据部署上采用预切割与实时处理相融合的机制,在高级别级数上通过实时缓冲的方式对分布式海量瓦片数据进行管理。通过具体实例,对海量瓦片数据的组织与分布式部署、海量瓦片数据的实时组织与调度过程进行详细阐述,并解决这两个缺陷,实现了海量瓦片数据的分布式实时组织与调度。     

云环境下时序遥感影像的快速缓存切片方法

自然灾害与地表环境实时动态监测对短周期内接收影像的快速缓存切片提出了很高的要求。利用云计算并行编程模式Map-Reduce聚集计算资源,提出了一种在时序影像持续抵达情况下的快速缓存切片方法。围绕Map-Reduce本地化计算特性,该方法在任务分配中利用数据动态划分机制及基于空间相邻的上载机制对缓存切片算法进行优化加速,以满足环境动态监测对瓦片式缓存的及时性需求。实验证明,该方法在大数据量情况下较同类方法具有更好的扩展性能和加速性能。     

遥感影像并行服务系统设计与实现

实现海量遥感影像快速处理的重要基础是高速影像数据服务。基于影像瓦片模型、分布式并行存储体系结构,设计和实现遥感影像并行服务系统——瓦片服务系统,用于快速存储和访问以瓦片方式组织的遥感影像,为高速影像处理、实景城市等提供高吞吐数据服务。实验结果表明:瓦片服务系统具有快速存储和访问海量遥感影像的能力,在高速影像处理与影像服务等领域具有广阔应用前景。     

基于云计算的分布式切图服务设计与实现

云计算如何在GIS领域真正落地,传统GIS技术如何改变才能适应形势,并真正将云计算和云平台的优势为自己所用,是当前云GIS最重要的研究课题。传统GIS地图服务中,地图缓存是基于单机预先切好的地图瓦片,并通过单机对外提供。这种传统的切图技术,对计算资源的利用率较低,且海量数据切图时间长达数月甚至数年,严重影响工作效率,加之没有故障恢复机制,切图任务一旦出现故障,整个切图工作都要推倒重来。在云计算快速发展的形势下,如何利用云平台的优势,提升海量地图数据的切图效率和稳定性,就成为云GIS迫切需要解决的问题。本文在分析云计算技术优势的基础上,对传统切图技术进行了改进,提出了分布式切图服务的设计思路,实现了地图瓦片的分布式生成、管理与发布,对比测试证明,分布式切图的性能、稳定性较传统方式有明显提升。基于此种设计实现的SuperMap iServer Java 6R(2012)分布式切图模块,支持地图瓦片的分布式切片和分布式存储管理,支持多种分布式文件系统、NAS与大数据存储系统(如FastDFS、EMC Isilon等),进一步提升了地图瓦片的存取速度和支持的并发数。本文提出的分布式切图技术,是对传统地图缓存方式的创新,为云GIS提供了一定的研究基础。     

并行处理技术在全球海量地理信息数据质量控制中的应用

针对全球海量地理信息数据成果数据量大、数据类型丰富、质量检查内容多的特点,本文将分布式并行计算技术、多线程技术应用到地理信息数据质量控制体系中,基于MapReduce框架实现了多源多时相海量数据并行质量控制,把算法结构由一个周期执行一个操作改造为一个周期执行多个操作的并行处理,从根本上解决重复操作多、计算慢的质量检查难题。选取核心矢量要素、DOM成果、DEM成果作为典型数据案例开展效率对比试验。试验结果表明,该技术方案的处理效率比传统技术方案提高2~3倍,有效地压缩了任务执行时间,节约了任务执行成本,实现了对海量地理信息数据的快速质量控制,保障了全球地理信息数据的成果质量。     

基于GDAL的谷歌影像瓦片数据拼接技术研究

在缺少相关地域影像的情况下,利用谷歌海量的影像瓦片获取目标影像数据是一种有效途径。本文利用开源的GDAL库,实现了影像瓦片数据的拼接,较好地解决了影像瓦片数据拼接的问题。经过拼接后的影像和标准影像对比,拼接的影像空间参考信息准确,具有一定实用价值。为进一步研究瓦片数据的拼接使用提供了方向。     

AutoCAD自动创建ArcGis地图瓦片数据设计与实现

网络地理信息系统(WebGIS)出现改变了地理信息系统的发布、共享的方式。为了提高地理信息数据显示效率,目前WebGIS主要采用地图瓦片的方式进行地图展示。随着AutoCAD在各行业应用普及以及WebGIS应用需求的不断扩大,将DWG等格式的地理空间数据快速转换成WebGIS常用的地图瓦片,已成为目前的一个应用需求。本文在充分研究地图瓦片技术的基础上,通过对AutoCAD的二次开发,实现了将dwg格式文件快速转换为地图瓦片数据的思路和方法。     

基于SQLite的地图瓦片数据库的设计与实现

提出了一种可行的瓦片数据库生成模式,设计了数据库-层级、数据库-图幅两级瓦片存储规则和编码规则,利用多线程和数据库技术,将地图瓦片批量生成多个SQLite数据库。该方法生成的瓦片数据库方便海量地理数据的管理和调度,既有利于特定分辨率瓦片数据的迁移和备份,也能满足不同地理范围对数据的需求;该流程周期短、投入低,为大范围瓦片数据库的批量生产提供了一定的实践经验。     

去LoD层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法

海量三维地形的实时渲染技术是三维可视化领域的核心技术和难点之一。针对传统地形裂缝消除方法中存在的瓦片层次约束强、渲染效率低的问题,本文提出了一种去Lo D层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法。在分析地形四叉树组织方式及地形可视化Lo D控制规则的基础上,首先建立包含地形瓦片角点及边邻居关系的四叉树地形多分辨率表示结构;然后根据视点相关的Lo D控制规则,动态地改变地形四叉树节点的分裂或合并状态,更新四叉树;最后根据线性插值算法修正四叉树中互为邻居关系的瓦片高程以消除地形裂缝。通过海量山区地形数据的试验,验证了本文算法的可行性与高效性。     

基于层次任务网络规划的分布式协同地理建模任务分解方法研究

为了有效地实现分布式协同地理建模中的合作规划和资源共享,通过分析分布式协同地理建模中任务分解过程,探讨地理建模任务的功能结构、计算复杂性、组织多方性和时空尺度等分解依据,采用层次任务网络(HTN)规划形式化表达地理建模任务,设计了基于顺序任务分解(OTD)的地理建模任务的递归分解算法,模拟领域专家寻求合作规划地理建模任务的思考方式。以分布式流域水文模型SWAT作为试验案例,开发并实现了地理建模任务HTN规划器,为分布式协同地理建模环境中的任务分解方法提供了新的思路。     

面向任务的驾车导航POI分级体系构建的研究

POI分级体系的构建是POI自适应表达的关键。文中从影响驾车导航的因素出发,对驾车导航任务进行归纳,然后针对不同的导航任务,采用定性定量相结合的方式,通过问卷调查、焦点小组法以及数理统计的方法,构建对应不同导航任务的POI分级体系,满足驾车导航POI自适应表达的需要。     

上海市基础地理数据库的维护和更新

本文介绍了上海市1:500基础地理数据库的建设背景,讨论了数据库建设中解决的主要技术问题以及数据库的主要技术框架,同时详细论述了上海市建立的面向空间数据库的基础地理信息采集与更新机制,并简要介绍在基础地理数据库环境下的用图冲突解决方法。     

制图综合知识及其应用

阐述了制图综合知识的概念、结构和组织方法，提出了基于制图综合知识的综合任务提取、综合算法与结果的评估、综合操作监控以及基于知识的制图综合任务存储等原理和方法。实验表明，制图综合知识的使用，对制图综合各个环节的评价提供了依据。对综合自动化程度的提高有着重要的推动作用。     

自动制图综合链理论与技术模型

为满足地图生产自动化和GIS中对自动制图综合的迫切需求,必须研究新的理论、方法和模型。在充分探讨制图综合现状和存在问题的基础上,系统研究自动制图综合链理论与技术,把抽象的制图综合操作过程化、任务化、步骤化,并把制图综合任务转化为计算机环境下自动执行与优化的可执行操作链,从而达到提高制图综合自动化、智能化水平的目的。     

混合访问控制模型在测绘应用系统中的应用

本文在分析测绘系统开发与应用中测绘数据的复杂性,以及大部分测绘系统都包含业务流程等特点的基础上,除了RBAC模型的角色授权外,加入了任务对操作进行授权,对RBAC模型进行了有效的扩展,使其更具通用性。该方法有效解决了传统的RBAC模型在测绘系统应用中存在的弊端,对其他应用系统建设同样具有理论指导。     

Analysing spatial data performance in inter-organisational processes

The use of spatial data has become a key factor in numerous public sector processes. However, recent evidence suggests that the seemingly obvious benefits of spatial data use and sharing often stay beyond reach. This paper examines whether the performance of spatial data in inter-organisational processes depends on the structural characteristics of the process involved. Process structure here refers to the way in which tasks are divided and coordinated between the organisations in a process chain, and to the allocation of the spatial data handling tasks in that process. Spatial data performance describes the level of access, use and sharing of spatial data in the process. The paper presents the results of a comparative case study of inter-organisational public sector processes in the fields of urban planning, flood management, population registration, environmental permit delivery and road safety monitoring. The findings suggest that spatial data performance in inter-organisational processes depends on the interplay between the structural characteristics of the process. Unfragmented processes with embedded activities that are related to spatial data are apparently linked to a high level of spatial data performance, while fragmented processes without centralised coordination, or processes in which the spatial data-related activities are separated from the actual process, seem to relate to lower levels of spatial data performance.     

几何部件缓冲区域合并的Buffer算法及其并行优化方法

摘 要：本文在介绍一种基于几何部件缓冲区域合并的矢量数据缓冲区生成算法的基础上,采用数据并行思想和MPI编程模型对缓冲区算法的并行化实现和优化方法开展研究。实验结果显示,与ArcGIS Buffer工具相比,（1）当缓冲区结果多边形不合并时,虽然串行缓冲区算法的时间开销较高,但可轻易通过并行方式实现加速。（2）当缓冲区结果合并时,本文算法要明显优于ArcGIS Buffer工具,并且经过优化的并行缓冲区算法表现出了更高的计算效率和更大规模的数据处理能力。因此,基于几何部件缓冲区域合并的Buffer算法具备一定的实用价值,本文提出的按结点数量的任务分解方法和进程间结果“树状”归并策略是对缓冲区算法进行并行优化的有效途径,对GIS中其他矢量分析算法的并行化及相关优化工作也具有一定的借鉴意义。     

Human expertise in the interpretation of remote sensing data: A cognitive task analysis of forest disturbance attribution

The visual analysis of remote sensing imagery is useful for the extraction of information not readily available through automated image analysis. Previous studies have shown that the replication of human reasoning about image content is difficult due to human creativity and mental flexibility. Development of automated image analysis programs continues; however, geovisual analytics suggests that it may be more beneficial to design symbiotic computer-human interpretation systems. It is imperative to understand the experiences, knowledge, and cognitive processes that image interpreters rely on. Cognitive Task Analysis (CTA) is a methodological framework developed from Cognitive Systems Engineering (CSE) where expert users are studied with the goals of explicating their needs, wants, and cognitive abilities for dealing with complex technological systems. Here we report the results of a CTA process carried out with users of a geovisual analytic tool to support forest disturbance detection and signification. These results suggest that different facets of the cognitive processes undertaken by users are not always explicit, and differences in the participant’s attentiveness to their mental processes vary greatly. Despite these differences and pathways to their final interpretations, participants were able to successfully come to similar judgments as for their peers.     

基于北斗装备的管理软件开发

分析了北斗装备管理工作的需求,提出并编程实现了北斗装备管理软件的设计思路。该软件可以实现信息管理、任务计划辅助和装备检索三项功能,能够极大地提高北斗装备管理人员的工作效率和准确度,提升北斗装备的管理水平。