移动地图的自适应模型研究

作为一种新的电子地图应用模式,移动地图的制图模型和应用模式都不同于其他类型的地图。在分析移动地图特点的基础上给出移动地图自适应要素的数据模型与组件结构,将自适应要素划分为时空要素、操作要素、技术要素、信息要素、用户要素以及使用环境要素等。移动地图自适应模型的研究可以指导移动地图的设计,实现其服务的个性化和智能化。     

基于Petri Net的多尺度表达模型研究

制图实体在制图综合中随尺度发生变化,描述变化的基本元素包括状态与事件。目前基于层次的多尺度表达模型侧重于状态表达,忽略了引起状态变化的事件。该文探讨尺度参考系、尺度事件等基本概念,提出基于Petri Net的多尺度表达模型,分别用Petri Net的库所、变迁与弧描述制图实体的状态、事件与关系,通过实验分析该模型的优点。     

多维动态地图中时态信息可视化

讨论了当前有代表性的时态信息数据模型,例如快照模型和更新模型、三维/四维模型、基于事件的时空数据模型等;总结和归纳了地理要素和现象的时空变化形式,如出现和消失、周期性或渐变性的变化、空间上的移动,以及上述几种情况的组合形式等;在此基础上提出了时态信息的地图表达方法,包括基于栅格图像的地图动画、点状要素分布的变化、线状要素的变迁、线状路径自动生成、面状要素随时间推移、面状要素分布的连续变化等,并在"国家自然地图集电子版"中予以实践.此外,还设计了与时态变化相适应的动态用户交互工具和动态符号.     

无级比例尺GIS多边形倒金字塔模型

提出GIS多边形倒金字塔模型,拓展了模型能够支持的数据结构与适用范围,使其可以应用于普通GIS电子地图中,为采用预生成不同比例尺图面多分辨率表达无极比例尺图形显示技术提供了模型支持,并给出了建模方法,使普通GIS多边形的无极比例尺显示可以依据精度标准进行局部更新和无冗余存储。     

基于旅行者运动轨迹的时间地图变换

时间地图是一种以时间为量测单位,替代传统道路专题地图中空间距离的专题地图。假设可以使用空间方向和时间两个属性来构建时间地图的两个维度,并基于旅行者的运动轨迹,采用地图学制图原理和数学分析方法,给出了传统道路专题地图中的道路变换到时间地图中的数学变换模型,分析了变换模型的特性。研究了时间地图的变形内涵、测度方法,给出了对应的变形测度计算公式,解释了其相应的地理学意义。最后以江苏省道路为实例对象,将江苏省道路专题地图中的道路变换到时间地图中,分析了时空地图的结构和表达的主要影响因素。研究表明:基于旅行者的运动轨迹,可以将传统道路专题地图中的道路变换到时间地图中。旅行者出发点的位置和出发点周围的道路等级、运动速度和运动方向是影响时间地图结构和表达的重要因素。时间地图和传统地图之间具有相似性。余弦相似度指数能够测度时间地图和传统地图的相似性,地图相似性指数既表征了时间地图和传统地图相互关联特性,也反映了地图认知的难易程度,而且局部相似度指数也反映了时间地图在局部区域受到了外力的作用程度。提出的时间地图变换模型拓宽了变形地图的变换方法,将对交通可达性等问题的研究产生影响。     

城乡文化信息流时空整合的理论体系构建

为了探寻城乡文化信息流的基本规律,将综合运用大数据思维和Petri网理论,通过“3S”集成技术以及State flow分析工具,旨在解决如何测度城乡文化信息的流态关系和构建时空整合模型两个科学问题。从“动态”的城乡文化“场域”视野出发,以城乡文化信息流的时空整合为研究对象,探索文化信息流对新城乡文化空间形成的影响,并研制出驱动机理和时空整合模式,初步构建现代城乡文化信息流的时空整合理论,力图为促进新文化地理学和信息社会学等多学科的交融发展创建新的理论菜单,为加快城乡文化一体化发展奠定理论基础,为中国城乡文化信息资源共享工程的可持续建设提供科学理论支撑。     

多尺度地图面/面目标匹配模式及变化探测方法研究

多尺度地图数据更新的一个重要途径就是通过目标匹配技术获得已更新与待更新的不同比例尺地图之间表达同一地物的候选空间目标,并对候选匹配目标对进行比较,以便获得匹配目标间的差异以及发现未匹配的目标;进而,分析判断差异是否由该目标所表达的地理要素的实际变化所导致。该文以面目标匹配为例,对多尺度地图面目标匹配对的差异驱动因素和变化类型进行分析,针对不同模式的目标匹配对提出了利用长度差异、面积差异和重叠度指标进行差异驱动因素判别、变化探测和变化类型判定的方法,并验证了该方法的有效性和实用性。     

基于地图方里网的全球剖分系统

针对现有剖分模型的不足,提出了一种基于地图方里网的全球剖分系统,有效避免了传统经纬度格网模型在高纬度地区的形状退化和正多面体格网模型的面片形状不规则问题。制定了相应的编码,实现了面片编码与传统地理坐标之间的转换和邻接关系的计算,最后对方里网在地球椭球面上的变形规律进行了研究。研究结果表明:基于地图方里网的剖分系统不仅具有科学的数据组织形式,而且面片单元的变形面积小、变形规律稳定。     

跨界道路交通对同城化地区时空联系影响研究：广佛案例

同城化是区域内城市发展到一定阶段的产物,而交通是同城化时空联系产生的重要基础。利用空间句法以及时间地图方法,分析广佛时空结构特征,多方面探讨跨界道路建设对广州与佛山时空联系的影响。结果表明：① 广佛时空结构特征方面,5 km、10 km句法整合度模型呈现以广州内环高速范围内地区为中心的极化格局特征,佛山中心城区位于节点位置;20 km、100 km整合度模型中广佛中心集聚特征明显;广佛时间地图呈东西方向收缩。② 跨界道路影响方面,通行后越接近交界区域,时间距离偏移越大,广州南部地区与南海、顺德时间成本改善明显。③ 跨界道路通行有利于不同尺度下路网可达性整体水平的提高,能为广佛路、陈村大桥、禺山西等道路分流部分交通流。空间句法与时间地图方法的使用识别了不同尺度上广佛等级差异与交通潜力,且对地理空间进行了时空转换,结论能为今后城市功能整合提供参照,并为相关研究提供新的分析维度和视角。     

时空数据模型的研究现状与展望

分析了时空表达与建模理论的5个发展阶段:基于静态数据模型扩展、面向对象表达、基于对象变化(事件序列)、时空集成和以过程为核心的时空数据模型;阐述了时空数据模型在时空动态语义、地理时空认知表达和地球信息科学解决的基本问题方面的研究现状,并指出由于现有时空数据模型主要以地理实体存在状态的"对象视图"或"事件视图"(而不是演变特性的"过程视图")作为表达载体,割裂了其内在联系,无法实现复杂地理实体的时空语义描述和动态过程分析。最后,提出以地理实体演变为核心的时空语义描述方法和融入地理对象、变化机制、对象变化的时空动态表达将是时空表达与建模理论的发展趋势。     

基于规则数据驱动的专题制图技术及其应用研究

地图制图自动化是地图学的重要目标之一,也是当前研究的热点问题之一,对地球空间信息科学的发展具有十分重要的意义。通过采用Representation技术,以昆明市入滇河道(管线)专题地图制图项目为例,研究探讨基于规则化数据驱动的计算机地图制图表达,部分解决了传统上必须通过大量人工编辑才能够完成的制图任务,特别是实现了传统上需要以破坏数据的GIS属性为代价才能够实现的地图制图效果,结果表明:基于规则驱动的计算机地图制图表达技术能够兼顾GIS和地图制图对数据的不同要求,可快速完成地图制作,并达到传统地图制图效果,节省大量的人力物力,具有广阔的推广和工程应用价值。     

Issues of implementing a spatiotemporal system

Abstract

The leap from an atemporal to a temporal geographical information system involves issues that can be solved only by understanding precisely what information a particular organization wishes to represent. Uncertainty, incomplete information and budgetary realities combine to present a spatiotemporal system's implementors with difficult choices. No right or wrong approach exists in these cases; rather, the solutions are based on what information is required and how an organization chooses to maintain it. The major issues involve representation, updates and longevity. Concerning representation, a system can use timestamps to describe the last time a feature was checked for correctness, or the last time the feature changed; feature histories can be traced in aggregate or individually; retrieval of past states may require some generalization over time; and many features need not be tracked temporally. Concerning incremental updates, set–up time and contention must be minimized; continual updates of geometry produce artifacts and edge effects; and incremental dissemination of updates requires careful coordination. Finally, because temporal systems are intended for posterity, ensuring that data will be useful to future generations is paramount.     

集成遥感数据的陆地净初级生产力估算模型研究综述

净初级生产力(NPP)是衡量碳循环、指导土地利用、评估生态安全、指示环境变化、反映粮食安全等的重要参量,其估算受模型构建机理和生态系统关键地表参数输入的影响。近年来,随着遥感数据的不断丰富和遥感处理技术的快速发展,集成遥感数据的NPP估算模型相较于仅采用气候、土壤等传统观测数据的非遥感模型,在分析时空异质性等方面的优势日益凸显。本文基于Web of Science和CNKI两大数据库,采用文献统计分析方法,系统回顾NPP研究概况及国内外集成遥感数据的NPP估算模型的近期进展;并将集成遥感数据进行NPP估算的模型分为统计模型、光能利用率模型、过程模型及耦合模型四类;重点阐述了各类遥感估算模型的机理、差异性、适宜性及局限性;最后,在分析NPP遥感估算面临困境和科学挑战的基础上,从机理与影响因素、数据基础、参数反演、时空尺度拓展、软硬件支撑等方面对未来研究进行了展望。     

Evaluating representation and scale error in the maximal covering location problem using GIS and intelligent areal interpolation

A common problem in location-allocation modeling is the error associated with the representation and scale of demand. Numerous researchers have investigated aggregation errors associated with using different scaled data, and more recently, error associated with the geographic representation of model objects has also been studied. For covering problems, the validity of using polygon centroid representations of demand has been questioned by researchers, but the alternative has been to assume that demand is uniformly distributed within areal units. The spatial heterogeneity of demand within areal units thus has been modeled using one of two extremes – demand is completely concentrated at one location or demand is uniformly distributed. This article proposes using intelligent areal interpolation and geographic information systems to model the spatial heterogeneity of demand within spatial units when solving the maximal covering location problem. The results are compared against representations that assume demand is either concentrated at centroids or uniformly distributed. Using measures of scale and representation error, preliminary results from the test study indicate that for smaller scale data, representation has a substantial impact on model error whereas at larger scales, model error is not that different for the alternative representations of the distribution of demand within areal units.     

基于3S与模型方法的湿地景观动态变化研究述评

湿地景观格局及其动态变化研究是湿地生态学和景观生态学研究的热点。该文总结和探讨基于3S技术与模型方法的湿地景观格局及其动态变化研究,包括研究尺度与区域选择、景观数据获取与处理、景观分类体系构建及指数模型与动态模型的选取与应用等;结合湿地景观格局与动态变化的研究内容,评价湿地景观格局的分异特征、变化过程及其驱动机制等,指出当前湿地景观格局与动态变化研究中存在的问题及改进建议。     

Graph-assisted landscape monitoring

The structure of computational spatial analysis has mostly built on data lattices inherited from cartography, where visualization of information takes priority over analysis. In these framings, spatial relationships cannot easily be encoded into traditional data lattices. This hinders spatial analysis that emphasizes how interactions among spatial entities reflect mutual inter-relationships. This paper explores how graph theoretic principles can support spatiotemporal analysis by enabling assessment of spatial and temporal relationships in landscape monitoring.     

极端降水对水稻产量的影响研究综述

极端降水在全球范围内呈现广泛增强的趋势,对农业生态系统的影响不容忽视。水稻作为重要的粮食作物,其产量的年际波动受到极端降水的影响,然而其响应机理和时空敏感性尚未厘清。论文总结了极端降水在水稻主产区的时空格局及对产量的影响程度,梳理了极端降水对水稻产量的生理、化学和物理过程的影响机制,对比分析了多个主流方法(统计模型和作物过程模型)的输入数据和应用上的优缺点。结果表明,极端降水增加1%导致水稻减产0.02%~0.5%,主要通过增加养分流失和造成淹水胁迫等途径。然而当前研究仍难以明确水稻产量如何响应于极端降水的不同特征值(强度、频次、持续时间等)及其敏感性的时空差异,尚未完善极端降水对水稻各产量组成的影响机理,同时缺乏作物模型与统计模型等相结合的研究方法,造成水稻产量预测的不确定性。建议未来相关研究应加强田间观测、控制性实验与模型改进,定量解析极端降水对产量的影响机理,促进模型—数据融合,提高数据精度以更好地模拟极端降水事件下的水稻产量,为优化当前稻作系统和建立气候智能型农业奠定理论基础。     

Address databases for national SDI: Comparing the novel data grid approach to data harvesting and federated databases

The original purpose of addresses was to enable the correct and unambiguous delivery of postal mail. The advent of computers and more specifically geographic information systems (GIS) opened up a whole new range of possibilities for the use of addresses, such as routing and vehicle navigation, spatial demographic analysis, geo‐marketing, and service placement and delivery. Such functionality requires a database which can store and access spatial data effectively. In this paper we present address databases and justify the need for national address databases. We describe models used for national address databases, and present our evaluation framework for an address database at a national level within the context of a spatial data infrastructure (SDI). The models of data harvesting, federated databases and data grids are analyzed and evaluated according to our novel framework, and we show that the data grid model has some unique features that make it attractive for a national address database in an environment where centralized control and/or coordination is difficult or undesirable.     

时空数据模型综述

虽然相对传统的GIS数据模型而言,人们对时空数据模型的研究起步较晚,但是大量的时空数据模型已经被提出了.在综述已有时空数据模型时,就如何区别时空数据模型的异同,众多研究人员和学者更多地是比较模型优缺点或罗列和陈述各模型针对某一案例的实践和应用,而没有阐述模型间的本质区别,没有过多地解释模型扩展及其关联性,也就无法跟踪已有模型的扩展、变异和发展趋势,最终导致在选择模型的应用、实践和整合其他非一时空数据模型时,不能做出最优抉择.与众多相关时空数据模型的综述文献不同,本文进一步提升和归纳已有模型,主要集中叙述众多相关时空数据模型的扩展和关联性,阐述模型间的本质区别,呈现模型的演变过程,从而为人们在应用和实践时空数据模型时提供科学的指导,为模型的扩展和新模型的研究提供理论依据和参考.     

基于面向对象的地图投影转换模块设计

以基于面向对象的方法实现地图投影转换模块设计,探讨该方法在地图投影转换中以及具体投影转换模块的设计及实现,在VC6.0平台下通过相关接口的建立以及地理坐标系和投影坐标系两大主要类的设计和扩充,实现地理坐标系间、投影坐标系间或两者间的投影转换.该模块有利于快速、高效编程的实现,并具有扩展性强和易于维护等优势.