基础地理数据库的持续更新问题

本文分析了基础地理数据库更新的实际需求与研究现状,指出其持续更新过程中一系列与“初始建库”不同的理论、方法和关键技术问题,提出应不失时机地加强对主数据库增量数据建模方法、多源遥感影像与矢量化地图数据的自动配准、GIS集成环境下的重要基础地理要素变化信息的提取、多尺度地图数据库级联更新的自动综合方法、客户数据库的更新方法等的研究。     

支持自动综合的多尺度三维建筑组织与管理

多尺度数据的有效组织与管理是实现三维建筑自动综合及多尺度应用的基础。本文对空间数据综合与多尺度表达数据管理方法的研究现状进行了分析。根据三维建筑自动综合的特点,本文提出了一种基于R树的多尺度三维建筑空间索引模型——GAMR树（Generalization Area Multi-representation R Tree）;对GAMR树的定义和结构进行了详细描述,设计了顾及GAMR树高度与所选长度阈值关联关系的索引构建方法。针对三维建筑特点,设计了一种支持多尺度区域对象完整查询的检索方法,并根据建筑特征的可辨性,实现了顾及视线角度对投影长度影响的三维建筑模型多尺度可视化方法。实验证明,GAMR树能很好地适用于三维建筑多尺度模型的组织与管理,对三维建筑几何模型的自动综合具有重要意义。     

GIS的空间数据多比例尺表达与处理概念框架

概念框架是制图综合研究中的一个非常重要的内容,但少有关注。GIS中空间数据的多比例尺表达和处理的概念与制图综合既有联系,又有区别。本文旨在研究满足GIS应用目的空间数据多比例尺变换问题,基于大量文献对空间比例尺、人工制图综合、数字制图综合、地理数据库、地图数据库以及概念框架的相互关系进行了研究和探讨,设计出一种GIS环境下的空间数据多比例尺表达与处理的概念框架,并通过实例进行了验证。     

基于自然格网索引的多尺度面实体增量级联更新方法

多尺度地理空间数据增量级联更新方法是增强地理空间数据的现势性的重要手段之一。级联更新包括多尺度数据匹配、关联关系建立、匹配与变化检测、增量信息制图综合、级联更新等步骤,其中,相邻比例尺数据匹配是多尺度数据关联关系建立的基本方法,也是实现级联更新的重要基础。针对现有方法中多尺度同名实体间的关联关系匹配的精度和效率问题,本文提出了基于自然格网索引的多尺度面实体增量级联更新方法。首先,检测出同源同尺度矢量空间数据发生变化的增量包;其次通过自然格网索引确定更新实体所在格网位置,并进行删除、自动或手动更新;最后实施制图综合、接边以及多尺度面实体增量级联更新信息传递操作。以赣州市虎山乡部分区域居民地要素为例,实验结果表明：(1)在匹配阈值为0.51的情况下,相较于直接匹配的方法,采用本文提出的自然格网索引方法进行匹配所消耗的时间减少了88.4%,查全率和查准率分别提升了5%和4%,充分说明了自然格网索引方法在匹配相邻尺度间地理要素时的必要性;(2)相较于传统的Hausdorff距离、欧式距离和质心包含3种匹配方法,本文所提出的方法在耗时（1.34 s）、查全率（66.5%）和查准率（94.1%）方...     

土地类型多级地理格网分类体系框架的建设构想

土地类型研究在综合自然地理学中具有重要的地位和意义。该研究虽在国内外已取得很多成果以及制图实践,但仍然有3个问题有待解决：（1）如何对土地类型进行系统分级、分几级;（2）如何选择土地类型各级指标要素;（3）如何利用多源数据进行计算机自动跨尺度土地类型制图。针对上述问题,本文基于国家标准地理格网提出一种土地类型指标数据库建设方案,即构建4级标准地理格网模型,以各级格网单元作为指标表达载体,选择土地类型研究普遍采用的地带、地貌、土壤和植被4要素,进行多级标准地理格网指标库建设框架设计。通过设计与分析,指出多级地理格网分类体系有其物质基础,即地球科学各学科都具有多尺度研究特征,各学科所具有的分类体系层次性可用多级格网来表达,尤其是影响土地类型分类分级系统的地貌、土壤、植被3个要素间存在相互作用,决定了三者分类体系分级数目和各级格网单元尺度应一致或相近。因此,本文基于标准格网体系,给出了一个土地类型指标数据库建设框架,以期用于土地类型研究与制图格网数据库平台的构建,为进一步开展土地类型制图实践研究提供新思路。     

全球多尺度空间数据模型研究

如何组织和管理分布式环境下全球海量(PB级以上)空间数据,进行全球多尺度空间剖分,建立高效的编码与索引机制,从而实现海量空间数据的高效调度与协同服务是网络3维虚拟地球平台中关键技术之一.对此,本文重点讨论了全球多尺度空间数据模型的建立,其核心是全球多尺度空间索引和多级金字塔模型的空间数据组织方法.最后基于开放式虚拟地球...     

多尺度点–线目标拓扑关系不一致性探测方法

不一致性探测对提高多尺度点–线目标拓扑关系一致性处理的科学性和效率具有十分重要的意义。道路和居民地作为基础地理空间数据中两类最重要的地图要素,两类要素之间拓扑关系在不同尺度地理空间数据中的不一致性问题十分突出。本文以同名点状居民地与线状道路为例,研究了多尺度地理空间数据的拓扑关系不一致性问题,提出了基于拓扑距离的多尺度点–线目标拓扑关系不一致性探测方法,并进行了实验验证。研究表明,本文方法识别出的拓扑关系不一致性结果,可以作为不同尺度数据中点–线目标拓扑关系一致性处理的依据。     

多尺度地理空间数据的分布式存储与管理

多尺度地理空间数据分布式存储与管理技术为建立分布式网络地理信息系统、实现多尺度、多数据类型数字地理信息产品一体化分发和应用提供技术支撑。本文重点讨论了地理空间数据分布与存储模型体系、空间数据在关系数据库中的一体化存储与管理方法、空间数据库引擎技术、多尺度地理空间信息一体化管理体系结构等问题。     

多尺度空间关系研究进展

空间关系及其尺度变化建模,一直是地理信息科学基础理论的重要前沿领域之一。本文全面总结了该领域在理论、方法和应用方面的最新进展。首先,详细阐述了关系表现与几何表现的特点和差异,提出了关系表现的尺度问题,尤其是与制图综合的关系。然后,分别结合形状化简、面对象合并、属性归纳、空间维数退化等制图综合算子,论述了拓扑和方向关系尺度变化规律的推导和建模方法。最后,结合多尺度空间关系变化模型,提出了基于关系的多尺度数据分析技术框架,并重点阐述了基于关系的多尺度数据一致性检测和多尺度数据查询的概念及解决方法,且用实例分析证明了它们的有用性。详细而具体地研究不同综合算子对拓扑和方向关系尺度变化的影响及建模方法,对于分析和理解多尺度空间数据,具有重要意义。     

地理空间分析与制图的数据整合策略和方法

地理信息系统(GIS)的地学分析与计算机地图制图(CAC)是地理空间数据应用不可分割的两个方面。但GIS与CAC在地理空间数据的需求上存在冲突,导致两者间数据无法充分共享,直接造成数据的重复采集和浪费。本文从数据、软件系统和地图符号库的综合实施方案出发,初步探讨了地理空间数据整合的策略与方法。研究结果表明,基于辅助线的传统整合方法极大地增加了地理数据建库与更新的难度,而将人工智能技术、专家系统与主制图型或者主分析型数据方案结合起来,才有助于实现GIS与CAC在数据及系统功能上的真正融合。     

多比例尺空间数据库的层次对象模型

多比例尺空间数据库是社会和技术发展到一定阶段后对地理信息系统提出的必然要求。本文分析了产生该问题的原因,多比例尺空间数据库的定义及相关性,回顾了多比例尺空间数据库建立的3种模型以及其组织结构、管理方式和优缺点。本文设计了层次对象模型作为多比例尺数据库实现的概念模型,将多比例尺表达分解为目标集合层次树和目标细节树的设计,详细论述了模型解决多比例尺数据管理的方法,最后讨论了多比例尺数据库的应用前景。     

面状地质要素智能综合算法与应用研究

地质图智能综合具有可重复、效率高等优点。面状地质要素是地质图中的主要要素,通过算法研究实现面状地质要素的智能综合,在地质图缩编过程中是十分必要的。本文根据地质图缩编技术的行业经验、计算机软件开发规范,以及年代—地质体关系、地质体接触关系和面状地质要素拓扑规则等面状地质要素综合的理论基础,设计智能综合算法的逻辑流程,并基于ArcEngine和C#开发环境,设计实现地质图综合过程中面状地质要素智能化综合算法。首先根据由新到老的顺序依次对面状地质要素边界点集进行抽稀,然后对抽稀后的边界点集进行边界圆滑,并对综合面状地质要素的结果进行自动拓扑检查,最后得到最终的综合结果。以郑州、洛阳及周边区域的4幅1:25万地质图缩编至1:50万地质图为例进行面状地质要素综合,缩编后地质图（1:50万）中面状地质要素综合效果经过地质专家评估并得到认可。综合结果符合地质要素的压盖关系和拓扑规则,同时可以高效、批量、准确地实现地质要素智能综合,综合效率大大提高,可节省80%以上的工作量。地质图缩编过程中面状地质要素智能综合算法具有实际应用价值,实现了理论与技术的生产转化,改善传统编图综合的工作模式,促进了缩编制图...     

导航电子地图多尺度显示与载负量的研究

导航电子地图的多尺度显示目的就是在导航终端有限的屏幕容量下,形成适宜载负量的地图.本文在对导航电子地图载负量指标进行研究的同时,将导航电子地图用于显示的道路形状数据、背景数据、地名数据,按照每一类要素的几何大小或重要程度再分为若干级别,利用分级显示技术,计算出导航电子地图各级显示尺度下的合理载负量,使导航电子地图在多尺...     

滚动球变换的数字水深模型多尺度表达

 空间数据的多尺度表达,是GIS领域研究的重点和难点问题之一。本文以数字水深模型(Digital Depth Model, DDM)为研究对象,从DDM的地理和尺度特性出发,在分析二维滚动圆变换算法原理的基础上,通过对二维滚动圆变换算法的维数扩展,提出一种可用于DDM多尺度表达的滚动球变换算法。即利用不同大小的三维空间球体代替二维滚动圆沿给定DDM的上侧表面滚动,得到可保留正向地貌,缩小或填平小于一定尺度下的海底负向地貌的DDM,从保障舰船海上航行安全的角度,实现对DDM的多尺度表达。另阐述了该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下对算法的正确性和有效性进行了验证。实验结果表明,该算法在符合DDM多尺度表达原则的前提下,能较好地保持DDM的基本地形特征,且具有较高的计算效率。     

形态本体及其在地理空间数据发现中的应用研究

地理空间数据语义异构是实现数据关联、数据智能推荐和精确发现的主要瓶颈。地理空间数据本体被认为是解决地理空间数据语义异构的有效方法。形态特征是地理空间数据(除时空、要素内容外)的重要特征,是地理空间数据本体的重要研究内容。本文首先在系统分析地理空间数据形态特征的基础上,提出地理空间数据形态特征的概念体系。然后,建立地理空间数据形态本体模型,提出形态信息的本体表示方法,并构建地理空间数据形态本体。最后,基于形态本体的本体库,利用Jena本体推理技术,开发地理空间数据语义检索原型系统,并将形态本体应用于国家地球系统科学数据共享平台的元数据检索中。实验结果表明,地理空间数据形态本体可以有效地解决数据形态特征的语义异构,提高数据发现的查全率和查准率。本文的研究方法和成果对解决其他领域数据的语义异构,有重要的参考意义。     

城市道路网的多尺度连续变换方法

本文提出了一种多比例尺道路网的连续变换方法,旨在解决在信息化大地图环境下城市道路网的多尺度连续表达需求。该方法首先对2种比例尺的道路网数据进行拓扑重建预处理,然后利用概率松弛匹配方法识别二者的要素对应关系。根据要素对应表,将2种比例尺道路要素分为1:1对应线状要素、1:0单独线状要素和M:N复杂线状要素3种情况：（1）对于1:1对应线状要素,本文采用简单线性Morphing变换方法;(2)对于1:0单独线状要素,首先对道路要素的直角特征进行识别,并定义直角及其前后一定范围内的线段为直角子线段,在此基础上,利用Douglas-Peucker算法将分割后的道路要素进一步分割,然后将直角子线段的起点和终点作为断点切割原道路要素,以顶点连续移位的方式实现连续综合变换;(3)对于M:N复杂线状要素,采用渲染颜色逐渐淡出的方法进行连续表达。最后,将3种情况的连续变换结果进行叠加组合。实验结果表明,本文方法能够获得良好的多尺度连续表达效果。     

面向电子政务的自然资源与地理空间数据整合方法研究

自然资源与地理空间数据库是电子政务建设的四大重要基础信息资源库之一,它是一个多层次、综合性的空间信息与属性信息集成的数据库。具有多业务类型、多尺度、多源性等特点。由于历史、数据政策、管理体制和技术等方面的原因,目前这些信息资源普遍是分散的、异构的和不同格式的,是仅与局部范围信息化应用相适应的“信息孤岛”。因此,通过对地理空间信息资源的整合,开发与提升新的应用,在电子政务建设中实现跨部门、跨地区、跨行业、跨应用系统之间的信息交换、数据共享、协同处理成为十分迫切的要求。本文将重点讨论面向电子政务的地理空间信息数据整合的原则与方法,信息共享及数据交换。以及地理空间信息数据整合与更新的技术路线与实现方法等问题。