模型驱动的空间信息服务组合

针对空间信息服务组合问题,提出了一种模型驱动的空间服务组合方法,使用空间信息服务组合流程模型来描述服务组合的过程,结合服务的质量约束和动态绑定机制,将服务组合问题转化为组合优化问题,利用组合优化算法完成具体的服务组合,并以选址分析为案例进行了服务组合建模和组合优化实验.     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

国土资源数据中心动态目录树研究

运用选择、投影、连接等关系代数运算复合作用于数据单元构建复合算子,给出目录树表达的形式化描述,从数学角度定量、优化表达动态目录树,实现分布式异构环境下空间数据的集成管理;同时,在分析访问控制的受控对象和操作类型的层次关系基础上,通过授权算子抽象权限功能绑定模型,简化权限调度的复杂度,以解决国土业务中权限控制图元级数据粒度和跨区域图元功能授权不同的问题;最后,选取国土资源数据中心目录树实例验证动态目录树技术。     

从实景三维建模到数字孪生建模

从实景三维建模到数字孪生建模是国家数字经济和智慧社会建设与发展的基本需求。本文探讨了实景三维建模和数字孪生建模的关键技术内涵,介绍了数字乡村、未来社区和智能铁路等典型应用场景。广域范围实景三维建模在低成本高效数据采集和智能化自动化三维精细建模与动态更新方面面临挑战,城市级或重大工程级的数字孪生建模在全要素整体性的表征数据与机理模型集成表达方面还存在关键技术瓶颈。测绘技术亟须多学科交叉融合创新,突破天空地有机协同实时动态获取多细节层级实景三维数据、智能化处理多专业多尺度多模态时空数据、不完备数据条件下复杂场景的三维实体化精细建模、表征数据与机理模型结合的全生命周期数字孪生模型动态构建等核心关键技术,形成通用地理空间智能,实现测绘技术的高质量发展和对经济社会发展不可替代的更有力的基础支撑。     

城市排水GIS系统拓扑模型的建立

当前的排水管网拓扑模型由于忽略了排水管网的细节特征,致使拓扑关系过于简单,不能完成特定排水业务模型空间分析,在一定程度上阻碍了排水GIS系统的发展。基于图论理论,本文提出了城市排水GIS系统细致拓扑模型。首先,基于面向对象方法提出拓扑概念模型和逻辑模型,增加其拓扑关系描述的细节规则,以实现对客观世界的真实模拟。然后在数据结构设计中,采用十字链表作为存储结构,将其改进并与R⁺树进行关联生成空间索引。在空间分析中,本文基于R⁺索引和十字链表提出了空间查询和路径分析典型算法。最后以镇江市城市排水管网地理信息系统开发为例,对拓扑模型进行了开发实践。试验结果表明,本文提出的拓扑模型可以更真实模拟客观世界,提供更多种空间分析,完成海量数据快速访问,为实现城市排水GIS系统海量数据的高效空间分析提供解决方案。     

利用MDA进行空间信息服务组合建模

提出了一种基于MDA的空间信息服务组合建模方法。该方法使用UML设计空间信息服务组合元模型,利用MDA模型转换机制生成空间信息服务链设计器,利用设计器构建空间信息服务组合模型。该建模方法能很好地描述数据流和控制流,通过引入空间信息服务本体库,实现服务资源动态组合建模。     

基于庞卡莱代数边界理论的三维地籍TEN模型

针对空间权属单元排他性特征,本文对不规则四面体格网的拓扑关系进行有效性筛分,细化出9种有效拓扑关系并对其进行描述,同时,建立相应拓扑规则,完成TEN模型改进并应用于三维地籍建模。基于庞卡莱边界代数和理论,推演了空间权属单元的合并算法,使其聚合为多胞元复合体,用以模拟权属空间。通过分析,提出10个剖分规则,实现了TEN复合体的分割。在VC++开发环境下,对合并与剖分进行了编程实现。实验证明,改进后的地籍TEN模型具有拓扑关系精练、易于实现的优点,能有效构建真三维权属空间,不失为一种简单高效的三维地籍建模方法。     

三维电子沙盘构建方法与实现

介绍了应用分层建模法构建三维电子沙盘的过程,包括数据处理、地形三维建模、规则建筑物提取、复杂实体三维建模、地形与地物的融合等技术内容。分析了该方法的优缺点,并给出中南大学三维电子沙盘构建的应用实例,提出了下一步需要研究解决的技术问题。     

基于UML的城市规划管理信息系统建模方法研究

城市规划管理信息系统是以城市规划实施管理流程为主线,为满足城市规划管理信息化需求而构建的Office GIS应用系统,用于实现城市规划管理业务的网络化协同工作和图文档案资料的一体化集成管理.首先阐述UML的符号化表示和语义描述,简要介绍UML的建模概念和特点,然后针对城市规划管理信息系统的实际需求和业务模式,给出基于UML的系统需求模型,进而建立包含静态模型和动态模型的系统分析模型,实现基于UML的系统业务化建模,从而为城市规划管理信息系统的开发集成奠定基础.     

CGA参数化快速建模的研究与实现——以雨母山古寺庙建筑群为例

参数化建模是通过属性参数进行实时、动态、快速三维建模的新方法。本文基于CityEngine的CGA参数化建模技术,结合地理设计的框架,并与Sketch Up、3ds Max建模软件实现了模型共享,完成了衡阳市雨母山古寺庙建筑群的三维精细模型的集中展示,对古建筑文化基因进行了较为友好的三维诠释。通过拓展已有参数化规则,创建了符合中国古建筑群三维建模的规则模板,集中展示了各式各样特色造型与样式,拓宽了三维建模技术的应用范围,为古寺庙建筑群三维基因图谱的构建和虚拟旅游规划设计提供了详细系统方案与新的理念。     

Research and implementation of a universal workflow model to evaluate the soil fertility based on OGC Web Service

ABSTRACT

A method based on workflow technology and Open Geospatial Consortium (OGC) specification is proposed to establish a universal workflow conceptual model in the network environment. In this paper, the soil fertility evaluation conceptual model was developed as an evaluation method of soil fertility by analyzing the GIS-based fertility evaluation method and extracting the dynamic variable to verify the feasibility model. This validation process involves determining the instantiation of the conceptual model. The proposed conceptual model achieved the following goals. All data acquisition and processing functions were packaged into an OGC-compliant service model; these service models were organized into a processing chain in a certain order on the workflow platform by Petri-Net; the fertility evaluation was realized on the workflow platform by calling the processing chain. Results showed that processing functions and data can be shared in the network environment, and the network workflow model can be realized by the workflow technology. The successful implementation of fertility evaluation proved the feasibility of the network-based universal workflow conceptual model. In addition, the flexibility of our modeling method is demonstrated by reconstructing the workflow model.     

移动地图制图的句法模型

采用形式语言的方法,研究了移动地图制图的句法模型。剖析了移动地图制图的过程,将句法模型定位在制图的逻辑演算层面;结合地图表达的层次性和递归性特征,将移动地图制图的句法结构抽象为"制图词汇+句法规则"的最简形式。在制图词汇方面,建立了制图词汇的分类体系,并重点对空间关系谓词系统进行了建模;在句法规则方面,描述了句法操作规则和不同层次的句法单位描述规则。探讨了句法模型的编译流程和关键技术,并通过试验对移动地图制图句法模型的可行性进行了验证。句法模型的本质是一种使用有限规则和词汇动态生成不同地图表达形式的形式语言语法,可作为一种高阶的人机交互制图接口。     

全(半)自动地形因子智能提取方法研究与设计实现

结合工作流思想,采用XML建模语言实现支撑全(半)自动地形因子智能提取模型的设计与过程描述。结合地形因子提取算子体系与模型,建立全(半)自动地形因子智能提取系统,并以地面起伏度提取为实验样例,通过流程组合、因子模型建立、参数配置、程序驱动执行等环节实现地形因子流程化、全(半)自动智能提取。系统解耦流程、算法以及专业软件对传统地形因子提取模式的捆绑,通过订制提取模型,灵活提取专题地形因子,提取效率、精度与扩展性较为理想。     

GIS空间分析建模技术研究进展

本文分析总结国内外空间分析建模技术与方法的研究进展,指出紧密结合各行各业应用的专业特色,建立能支持深层次应用的空间分析模型,提供方便的建模工具已成为迫切需要解决的问题;探讨将工作流、形式语言、空间算子重载等技术相结合建立空间分析模型的方法。     

三维地籍空间拓扑数据模型研究与实现

本文提出了一种适于表达三维地籍的空间拓扑数据模型,并分别在概念层次和实现层次给出了概念模型和逻辑模型。概念模型分为3层:要素层、几何层和拓扑层。要素层用于表述地籍管理对象,几何层用于描述实体的几何形态,拓扑层用于表达实体间的拓扑关系。在概念模型基础上,给出了对应的逻辑模型。实验结果表明:所提出的模型有效、可行。     

GIS空间线目标间拓扑关系形式化描述模型

针对现有拓扑关系描述模型的不足,首先以点集拓扑学基本理论为基础,定义了空间线目标的端点、内部、边界等概念,在此基础上提出了一种描述空间线目标间拓扑关系完善的形式化模型——New 9交模型。根据线目标的物理意义,提出了5条取值规则以排除模型描述的拓扑关系中没有意义的类型,并在此基础上总结出了空间线目标间拓扑关系的最小集,定义了6种线目标间的基本拓扑关系,并且证明了此最小集的互斥性与完备性。     

元胞自动机（CA）模型在土地利用领域的研究综述

通过模型对区域土地利用/覆盖变化（LUCC）进行分析已经成为了当前全球的研究主要内容之一。元胞自动机（CA）模型是一种通过定义局部的简单的计算规则来模拟和表示整个系统中复杂现象的时空动态模型,其＂自下而上＂的研究思路,强大的复杂计算功能及高度动态,使得它在模拟空间复杂系统的时空动态演变方面具有很强的能力。CA模型通过与其他模型相结合,在综合考虑各种限制因素和转换规则的前提下,通过反复迭代综合空间分析与非空间分析,模拟土地利用变化情景,在国内外已经形成了较为成熟的研究模型。本文首先提出了CA模型在土地利用变化中应用的背景及其特点;然后,分析了CA模型的构成原理以及在国内外的应用进展与现状;最后,详细阐述了CA模型在土地利用变化中的发展趋势及今后研究工作中应注意的问题。     

基于时空对象的高铁网络建模方法

全空间信息系统将现实世界中的实体抽象为多粒度时空对象,并对其进行表达与分析,较传统地理信息系统来说更符合人类的认知。对高铁网络对象的基本特点及现有交通网络建模方法进行了分析,可知目前现有的建模方法难以支持具有动态性、关联性及多粒度特性的高铁网络对象的表达。依据多粒度时空对象建模思想,提出了一种适合高铁交通数据的全面表达与操作的建模方法;并对高铁网络对象化建模方法的优势及建模过程进行了探讨,设计了概念模型和逻辑模型;通过实例对提出的建模方法进行了验证,并采用可视化表达的方法检验高铁网络时空对象数据的有效性。实验结果表明,基于时空对象的建模方法能够较好描述高铁时空实体多维动态特征,能为后续高铁网络时空查询、分析提供支持。     

基于图的语义室内导航模型构建研究

室内空间模型是室内导航的基础和关键所在,针对当前多数室内空间模型在建模过程中只考虑部分导航相关的影响因素,适用范围有限这一问题,结合室内导航特点,综合考虑用户室内移动特征、几何和语义信息表达、路径规划效率3个方面的建模影响因素,提出一种基于图的语义室内导航模型。基于图论的方法构建室内导航概念模型,然后在概念模型的基础上提出具体的几何图模型构建方法和语义信息表达方式,设计图模型中节点和边的数据结构,最后研究将该模型用于不同情景下室内路径规划的具体流程。