M-Quadtree索引:一种基于改进四叉树编码方法的云存储环境下空间索引方法

为了解决基于"键-值"模型的云存储环境仅支持简单的关键字查询,不支持多维空间查询的问题,提出了一种新的分布式空间索引方法——M-Quadtree索引。在索引构建过程中,设计了一种基于改进四叉树的空间数据划分方法,该方法规定了叶节点区域的最小数据量,通过四叉树叶节点的再合并,解决了划分后各子区域间存储量不平衡的问题,并且满足了MapReduce并行化要求。给出了MapReduce框架下M-Quadtree索引的快速构建、查询与更新算法,并在搭建的Hadoop平台进行了关键参数对索引效率的影响以及不同规模数据下索引的创建、查询和更新试验。与现有分布式空间索引的对比试验及分析结果表明,M-Quadtree索引在数据存储量负载均衡、算法并行化和空间查询效率等方面表现得更好。     

支持向量机在空间信息处理领域的应用研究

支持向量机作为一种最新的也是最有效的统计学习方法,近年来成为模式识别与机器学习领域一个新的研究热点。支持向量机具有小样本学习、抗噪声性能好、学习效率高和推广性好的优点,能够用于空间信息处理分析领域的遥感影像处理、高光谱分类、拟合与回归、数据挖掘、目标检测等任务。本文在总结分析近年来支持向量机在空间信息处理领域应用主要进展与成果的基础上,结合支持向量机理论方法与空间信息处理的发展趋势,提出了今后有必要重点研究的若干问题,包括空间数据挖掘、智能空间信息处理、高维空间数据处理等。     

关联向量机在高光谱影像分类中的应用

将关联向量机应用于高光谱影像分类, 实现高维空间中训练样本不足时分类器的精确建模。从稀疏贝叶 斯理论出发, 分析关联向量机原理, 探讨一对多、一对一和两种直接的多分类方法。实验环节比较了各种多分类方 法, 并从精度、稀疏性两方面将关联向量机与支持向量机等经典算法比较。实验结果表明, 两种直接的多分类方法 内存占用大、效率低; 一对多精度最高, 但效率较低; 一对一计算效率最高, 精度与一对多近似。关联向量机精度 不如支持向量机, 但解更稀疏, 测试样本较多时实时性好, 适合处理大场景高光谱影像的分类问题。     

基于多级R-tree的分布式空间索引及其查询验证方法研究

空间索引是解决分布式环境下空间查询的关键。提出一种基于多级R-tree的分布式空间索引,避免存储内容扩充而造成的数据冗余。同时针对由于数据分割造成的拓扑关系信息变化问题,进行基于Voronoi图查询验证的研究,并通过试验证实这种分布式空间索引,以及辅助的查询验证方法在分布式环境下的高效性。     

基于相关向量机的高光谱影像分类研究

虽然支持向量机在高光谱影像分类得到成功应用,但是它自身固有许多不足之处。相关向量机是在贝叶斯框架下提出的更加稀疏的学习机器,它没有规则化系数,其核函数不需要满足Mercer条件,不仅具备良好的泛化能力,而且还能够得到具有统计意义的预测结果。本文从分析支持向量机用于高光谱影像分类存在的不足出发,提出了一种基于相关向量机的高光谱影像分类方法,介绍了稀疏贝叶斯分类模型,将相关向量机学习转化为最大化边缘似然函数估计问题,并采用了快速序列稀疏贝叶斯学习算法。通过PHI和OMIS影像分类实验分析表明了基于相关向量机的高光谱影像分类方法的优越性。     

基于再生核Hilbert空间小波核函数支持向量机的高光谱遥感影像分类

针对支持向量机用于高光谱遥感影像分类存在的分类精度不高、参数选择困难等问题,提出一种再生核Hilbert空间的小波核.其可以逼近任意非线性函数,能够有效改进参数估计的效果,进而实现基于再生核Hilbert空间的小波核函数支持向量机(小波支持向量机).并选取北京昌平地区的国产高光谱数据operational modula...     

基于SPARQL查询的地理语义空间索引构建方法

为了实现地理语义数据的快速有效的空间查询,通过分析传统RDF索引方法和空间索引方法的不足,结合两者提出一种基于空间四元组（GeoQuad）的地理语义空间索引构建方法,并基本该方法利用Jena和ARQ实现基于SPARQL语法的地理语义空间查询。实验表明,方法高效可行,不仅能够快速定位空间RDF节点,而且能够快速进行RDF空间查询并返回RDF结果。     

利用分离性测度多类支持向量机进行高光谱遥感影像分类

从支持向量机的基本理论出发,结合高光谱数据的分离性测度,提出了一种基于分离性测度的二叉树多类支持向量机分类器,并用OMIS传感器获得的高光谱遥感数据和Hyperion高光谱遥感数据进行实验,分析比较了各种多类SVM的分类精度,并和传统的光谱角制图和最小距离分类算法进行了比较。结果表明,SVM进行高光谱分类时,基于分离性测度的二叉树多支持向量机的分类精度最高。     

高光谱影像信息向量机分类

信息向量机是一种基于贝叶斯理论的稀疏高斯过程方法,其模型训练速度快、内存耗费小、稀疏性强,具有良好的预测性能。本文从高斯过程回归模型出发,提出了一种基于信息向量机的高光谱影像分类方法,针对高斯过程分类中的非高斯噪声模型,采用假定概率滤波算法将分类问题转化为回归问题,通过最大化边缘似然函数进行模型训练,选择活动子集中的信息向量数量达到了稀疏的目的。通过ROSIS影像试验,表明了基于信息向量机的高光谱影像分类方法的优势。     

基于云计算系统的空间查询处理方法

针对传统的关系型空间数据库已经不能很好地适应于超大规模高并发空间查询访问的处理需要的问题,该文着眼于解决大数据时代下地理信息服务所面临的日益严峻的大规模空间查询访问需求,探索了一套基于Spark架构的空间查询实现技术,并给出相应的解决方案。提出一个基于Spark并提供类SQL访问接口的空间查询实现模型GeoSpark SQL,解决了以下关键问题:数据的外包矩形数据生成和标准地理信息数据对Spark的导入导出方法;Spark空间查询算子实现方法;Spark空间索引与查询优化方法。GeoSpark SQL模型在初步实验中,已可以满足实时性的要求,对复杂的空间查询也能有良好的性能表现。     

分布式空间数据库中矢量数据多级空间索引方法研究

随着网格计算、云计算等技术在地理信息领域的应用,海量空间数据的高效组织与管理成为提供各种数据和功能服务的基础,空间索引是其中的关键问题,文中在分布式空间数据库系统架构基础上,提出一种适应分布式环境下的分层+分块的矢量数据存储组织模型,设计包括矢量数据面片索引、矢量数据层索引、矢量数据块索引以及数据块内索引在内的多级空间索引。实现表明,文中设计的空间索引支持并发创建和高并发条件下的数据高效访问。     

连续重力观测异常模式的多分辨率识别算法

在小波多孔算法的基础上,提出了一种综合信号频率信息和幅值信息的连续重力观测数据多分辨率异常模式识别算法,利用小波分解得到高频区域的能量作为频率指标,与幅值相结合,对信号及其多孔小波分解结果进行多分辨率异常模式识别。利用模拟数据和实际超导重力观测数据对算法的有效性进行了验证,结果表明,该算法能够准确地在带有噪声的信号中识别模拟数据的异常模式,可应用于连续重力观测台网数据分析处理,对于提升台网观测数据质量以及地震预测等实际应用都具有重要意义。用此方法分析拉萨和武汉的3台超导重力仪2015-04-25尼泊尔地震前一天的秒采样数据后,得到一段27 min的在频率指标上有超过90%相似性的异常模式,这一结果的更深层次物理解释仍需要进一步研究。     

Uses of online geoprocessing technology in analyses and case studies: a systematic analysis of literature

Interpreting spatial data to derive information is a core task in the field of Geographic Information Science and Technology. A logical step following the collection of data in online repositories is to provide geoprocessing technology for analysing data online. Online geoprocessing technology can be employed for providing a specified set of tools in a theme-specific platform, documenting a model or workflow and making it widely available, automating recurring tasks or offering simple tools to a large user group. This systematic analysis of literature evaluates how much available online geoprocessing tools are being used for answering questions in specific application contexts. An initial set of articles is derived from a keyword-based search in the database Scopus. This set of articles is manually filtered to identify applications of online geoprocessing tools. The analysis of application-related articles shows that virtually all applications require further development of tools. Experts outside the spatial information science field are still underrepresented regarding the use of this technology. The required adaptation of technology for user tasks is identified as major barrier for the wide use of online geoprocessing. Further research needs to assess user tasks and how online geoprocessing can provide the required functions in a user-oriented manner.     

基于Solr的空间数据语义搜索研究

随着互联网技术的飞速发展,基于网络地图的空间数据搜索成为人们获取空间信息的重要手段。文章分析了当前地图搜索的不足和瓶颈,阐述了其在处理空间语义方面的缺陷,提出了一种基于Solr的空间数据语义搜索方案:将全文检索引擎Solr应用到空间数据搜索中;同时,引入自然语言处理和本体技术,实现基于自然语言查询的空间数据语义搜索。最后建立原型系统进行验证,证明了该方案的可行性和有效性。     

基于三维地理信息技术的特高压电网工程建设管理方法研究及应用

三维地理信息技术以其数据承载能力强、可视化效果好,以及能够充分表达各种复杂的空间关系等特点已经成为多个行业应用的关键技术。特高压电网工程具有电压等级高、输送容量大、输送距离远等特点,工程建设面临时间紧、任务重等诸多问题,对工程建设管理创新也提出了更高的要求。本文通过对三维地理信息技术和特高压电网工程进行分析,提出了利用三维地理信息技术对特高压电网工程建设进行工程全数字化表达的方法,通过模型实体三维可视化和工程建设数据可视化表现电网工程建设情况,为特高压电网工程建设管理创新提供了一种思路。     

Lidar Elevation Data for Surface Hydrologic Modeling: Resolution and Representation Issues

This paper is concerned with the application of high spatial resolution elevation data derived from light detection and ranging technologies (lidar) to surface hydrologic modeling. In recent years, airborne lidar technology has been employed to develop high accuracy digital elevation models (DEMs) with horizontal resolution on the order of a few meters. As with any spatial data product there are limits to the lidar's practical use that vary with the intended application. This paper considers potential issues and challenges for the use of lidar-derived DEMs in surface hydrologic modeling applications, such as characterizing flow direction and power, identifying sub-basins in a watershed, and calculating upstream contributing area and other variables. We compare results using conventional 30m DEMs and 6m lidar for a high relief study area and a low relief study area. Results are more comparable between these data sources, regardless of hydrologic operation, for the high relief area, while the similarity of results in the low relief area is dependent upon the particular operation. Post-processing on the lidar data successfully removed such flow obstacles as bridges that might have artificially impeded surface flow. An exploration of the effect of spatial resolution on results suggests that cell size is a more significant factor than production method.     

Oracle数据库空间数据插件技术初探

从基本概念，数据模型，应用功能等方面介绍了空间数据插件技术。     

电子海图高速显示的数据结构

本文对普通数据和复杂空间对象的一体化及高效的空间索引组织结构作了较深入的描述。一方面,通过广义ＭＢＲ信息和四分形编码建立了空间索引,使得快速确定空间对象间的二元几何关系成为可能,实现了快速的空间检索和图形显示;另一方面,通过Ｒ树建立航海资料的二维索引结构,以及采用“上下文相关”的文本格式,体现航海资料自然的层次结构,从而提高搜索航海资料的效率。     

新型遥感卫星数据目录服务系统的研制

随着遥感技术的不断进步,各种类型的新型传感器不断涌现,遥感数据源呈现高时间分辨率、高空间分辨率和高光谱分辨率的发展趋势,数据类型越来越多,数据量越来越大。对于这些海量遥感数据必须采用有效的存储、管理和检索。首先分析了遥感编目数据的特点,在对构建高性能、高可靠和可维护的遥感卫星数据目录服务系统的关键技术进行研究的基础上,实现了新型的目录服务系统,并描述了该系统实现的功能。