基于道路格网的城市三维数据增量更新技术研究

传统空间数据库全覆盖式更新方法存在数据冗余及更新速率慢等问题,为了能够更好地支持海量城市三维数据的组织和更新工作,本文提出了一种基于道路格网的城市三维数据增量更新方法。利用城市道路格网分组、分块的特性进行城市三维数据的空间划分,建立城市格网模型,以不规则格网的形式进行城市三维数据的组织。利用城市格网模型划分的城市地理块具有不同功能属性的特点,以地理块的形式进行"时间+空间"的增量数据组织。可对城市三维数据进行时间方向和空间方向的历史回溯,改变了传统增量更新的查询管理方式。最后本文基于多基态修正模型设计了增量数据存储模型并给出了更新流程。以某市为例,开发了城市三维数据库增量更新原型系统,实现了城市三维数据的增量更新。     

一种面向时空对象及其关联关系动态变化表达的概念数据模型

根据全空间信息系统中地理实体基本特征以及存储管理的需求,本文提出了一种面向地理实体及其关联关系动态变化表达的时空数据模型。① 在地理实体方面,将其抽象为由有序、无缝对象片段组成的时空对象,并建立了对象片段表达的三元组模型,即空间位置、几何形态和属性特征;② 在关联关系方面,采用基于RDF模型来对空间关系和属性关系进行形式化描述;③ 在动态变化方面,将地理实体的变化分为空间位置的变化、几何形态的变化和属性特征的变化,关联关系的变化分为空间关系和属性关系的变化,并分别采用快照/增量、方程/模型2种方式来统一表达它们的离散和连续变化。该模型可显式地描述动态的时空对象及其关联关系在时空过程中的变化,有助于探讨和挖掘地理现象的基本变化规律和内在关联性。     

全球离散格网系统结构要素一体化编码与生成方法

全球离散格网系统是用于构建数字地球的一种有效空间数据组织框架,其中,三角形、四边形和六边形等多种单元形状的格网已在各领域广泛应用。各具特色的格网满足了各专业领域的应用需求,但也因其格网类型的差异而阻碍了跨领域的数据共享,同时单一格网在面向多领域科学问题上存在一定的局限性,因此实现多类型离散格网系统之间的互操作功能具有重要的研究意义。不同类型格网结构要素相互转换机制的建立,是实现异构格网数据集互操作的关键。本文针对这一问题,首先,研究了三类全球离散格网系统结构要素的统一特征及格点和格元的相互关系,进一步揭示了其等差圈层的分布模式;其次,以球面四元三角网为例,建立了格点的等差圈层编码,随后,根据格点与格元的关系提出了基于格点索引的全球离散格网一体化编码与生成方法;最后,利用该方法生成了河南省地表高程的格点模型、三角形格网模型、菱形格网模型和六边形格网模型,并验证了其正确性和可行性,为全球离散格网的互操作机制提供一种新思路。     

资源环境综合科学调查多级格网系统的设计

地理格网系统借助特定方法将地球表面均匀剖分,形成无缝无叠的多分辨率格网层次结构。它既是一个空间框架,又是地理特征表达的一种模型。本文结合资源环境综合科学考察数据管理与共享的需求,深入分析了“地理格网”国家标准,指出其在多分辨率应用中存在孔径过大且不一致的问题。鉴此,将度与分、分与秒之间的进制在逻辑上由六十扩展为六十四,进而实现严格的四叉树剖分,直至秒级以下更高分辨率格网采用2的负指数幂表示。根据剖分特点,设计了兼容国标的编码扩展方案。在此基础上开发了多级格网生成与管理原型系统,通过资源环境综合科学调查数据三维实时浏览实验,验证了格网剖分编码方案的可行性和正确性。     

格网计算法在空间格局分析中的应用--以贵州景观空间格局分析为例

格网地图与格网计算都是基于空间坐标系统来描述、分析、虚拟区域地理现象的有效方法之一。在空间格局分析应用中具有广阔的前景。景观类型的格网地图不仅能反映它们的空间分布,还能反映它们各自占据的生态空间情况。同时,格网地图还能将景观的空间异质性定量化、空间化和图形可视化表达。在格网地图和格网分析法的基础上,可以利用空间自相关分析、半方差分析等空间统计分析方法对景观的空间格局作进一步的深入研究。     

全球六边形离散格网的矢量线数据绘制精度控制

全球离散格网系统是一种新型的地球空间数据模型,是平面格网模型在球面上的扩展。由于六边形的几何结构优势,经常被用于球面离散格网的构建。在平面格网向球面映射过程中,因球面的不可展性,格网上的距离和方向都会发生巨大变化,导致矢量数据球面格网化绘制的精度无法得到保证,这成为矢量数据在全球离散格网显示的一个重要瓶颈,直接制约了球面格网上空间度量关系的建立。本文针对全球六边形离散格网上矢量线数据的绘制问题,研究了平面-球面映射过程,对直线方向影响的统计变化规律,对矢量线数据的格网化表达进行了精度控制,使得平面格网上的矢量绘制方法,能在球面格网上进行高精度的绘制,并保证矢量数据的球面格网绘制误差严格控制在当前层次格网的一个单元内,为格网化数据的高精度显示和格网空间度量的建立奠定了理论基础。     

面向虚拟地理环境的多源异构数据集成方法

当前,虚拟地理环境(VGEs)的发展已经走向以数据库和模型库为双核心的知识共享平台阶段。地理数据及模型共享研究是虚拟地理环境发展过程中,不可逾越的难点问题;由于对地学分析及地理建模的研究还处于探索阶段,故适合于VGE下模型集成共享的多源异构数据集成研究还鲜有涉及。本文针对地理数据异构的特殊性,分析了虚拟地理环境中多源数据的异构特性,主要体现在数据含义、模式、数据模型、词法及语义等五个方面。另外,提出了面向虚拟地理环境的数据表达模型(DRM),该模型提供了一种公共的数据组织方法,使用户可以无歧义地定义地理数据,解译其他各种数据,并研究了多源异构数据的集成方法;同时,提出了多源异构数据集成的流程及体系框架,主要包括地理数据解析、地理模型与数据的交互、模型解析、运行及结果输出等;并重点分析了多源异构数据,及其到模型集成的转化过程。最后,开发了原型系统和多源异构数据的集成验证。实验结果表明,该方法能够较好地集成多源异构数据。     

全息地球数据立方体模型研究

进入地球大数据与地球人工智能时代，数字地球建模要求也从地表扩展到全域全时全息，而当前数字地球的数据模型还基本停留在瓦片或地球网格剖分数据模型阶段，严重制约了场景化、智能化数字地球应用。本文提出了全息地球概念以及相应的地球数据立方体组织模型，采用全球多级格网参考系统来描述和表达多尺度空间，用平面或立体格元来表达空间位置，将传统“经度、纬度、高程、时间”时空表达发展至“时间粒度、时间覆盖、网格位置、格网尺度”新时空表达体系，并设计了按照“时间—空间—尺度—属性”一致性描述的全息地球数据建模方案，将矢量、栅格、格网、时序阵列、三维模型等多模态数据归纳至一个统一模型中，使得任何引用特定地球数据立方体中的数据值在时间、空间、尺度都是对齐的，解决了全息地球跨专业、多维时空动态场景数据时空融合集成难题，并结合深时数字地球国际大科学计划全球数字化科研平台需求，开发了深时古地形时空动态可视化模拟系统，完成对模型的验证。     

基于空间关系约束的虚拟高速铁路场景建模研究

在虚拟地理空间中开展复杂科学实验和管理分析,是目前及未来发展的一个重要趋势。本文对高速铁路场景中的线路、地物和地形对象的关系进行了详细分析,提出了基于空间关系描述的虚拟高速铁路场景建模方法。通过XML标记语言对线路、地物和地形的空间关系进行统一描述,引导和规范场景建模过程中的模型点位计算和地形处理过程。详细讨论了虚拟高速铁路的场景建模流程、场景对象空间关系定义、模型点位计算方法以及地形处理方法,并选择案例区域进行试验。试验结果表明该方法能够有效地理清虚拟场景中各种对象间的关系,从而可以快速建设符合现实标准的、具有高度仿真感觉的虚拟高速铁路场景。     

基于既有不动产测图数据的地形级实景三维构建

地形级实景三维主要由数字高程模型与数字正射影像经实体化,并融合实时感知数据构成。高程模型（DEM）作为一种重要的基础地理测绘产品,其生产及快速更新具有重要意义。本文对特征线自动提取与处理和道路面高程恢复及异常处理等关键技术进行了研究,形成了湖南省基于既有不动产测绘成果生产省域2 m格网高精度DEM的技术方法,实现实用型地形级实景三维建设。实验表明该方法可有效提高地形级实景三维的生产效率和成果精度。     

政务管理服务平台数据建设方案研究

随着科技的进步和社会的发展,地理空间数据的行业交叉性使用更加频繁。在“多规合一、一张蓝图”的战略背景下,研究解决跨行业基础地理空间信息政务平台建设中出现的基础数据地理空间矛盾的问题十分迫切。从数据结构整合、行业管理协调、数据组织模式创新、数据更新方式改进等方面进行深入研究,解决长期以来缺少行业协调和沟通而产生的技术性数据混乱的问题。该研究方法能够科学地完成历史数据的统一整合并彻底杜绝行业间数据生产的技术壁垒。提出了从数据的框架体系设计、采集、更新、应用与管理等全流程的数据建设方案,为跨行业的政务管理服务平台的建设提供了富有探索意义的借鉴。     

基于套件技术的一站式GIS系统框架结构研究

传统GIS平台在集成应用方面,体量大、费用高、功能大而全,尤其对于非专业用户缺乏性价比,缺乏直接面向用户的专题性解决方案。在开发方面,模块可复用性低、系统扩展性差。针对这些问题,分析服务架构的特点及其模块之间的协作方式,采用套件、总线技术,提出一种基于套件技术的一站式GIS系统框架结构,该框架的套件设计赋予套件层高灵活性,能够在GIS系统中灵活组装以达到设计目的。总线的设计支持功能服务的分散组合,提升系统的可扩展性、伸缩性。总体上实现了一种松散的系统体系结构,支持功能服务的分散组合及可复用,并在实际中得到应用,验证了该框架结构的可行性与科学性。     

JPEG 2000编码参数对遥感影像压缩质量的影响

离散小波变换和EBCOT编码是JPEG 2000标准的核心技术,调整其编码参数对图像压缩性能有重要影响。将压缩后影像与原始影像做对比,通过大量实验重点分析小波变换级数和码块大小对不同压缩倍率下重建图像质量的影响,并给出不同压缩比下编码参数的适宜取值范围。实验结果表明,影像进行中、低倍率压缩时,可以设置较低的小波变换级数(2级或3级)和较小的码块大小(如8×8或16×16)对图像进行编码;影像进行较高倍率压缩时,需要设置较高的变换级数(4级或5级)和较大的码块大小(如32×32)使图像获得较高的重建质量。相关结论为影像压缩实际参数的选择提供依据。     

多源空间大数据的获取及在城市规划中的应用

在当前数据爆发式增长的背景下,通过对互联网大数据的获取、处理,将数据成果更好地应用于城市规划研究中。通过对互联网数据获取、清洗、存储及在城市规划中的应用,使数据的获取方式和手段更加的多样化,对城市规划的研究起到了基础的支撑作用。不同数据源、不同数据精度和不同数据模型的地理数据融合理论与方法的研究,对于降低地理数据的生产成本,加快现有地理信息更新速度,提高地理数据质量有着重要的现实意义。对于改进传统的城市规划理念,以及科学的指导城市规划有重要的意义。     

视频前景多特征融合的人群密度分析

视频GIS技术可以融合视频处理技术与GIS分析技术实现视频场景的公共安全监控,在公共场所视频监控应用领域,人群密度和数量能够反映地理空间场景的人群拥挤程度,具有一定的公共安全风险控制作用。为满足公共安全领域利用视频GIS技术对视频人群监测及分析的需求,提出了一种视频前景多特征融合的人群密度及数量估计方法。该方法融合前景图像块的边缘纹理特征,通过SVM区分场景人群密度,然后以归一化前景面积、轮廓和边缘纹理特征作为回归因子,根据人群密度差异分类构建回归模型,进而估算场景人群数量。实验结果表明,此方法能够高效估计视频场景的人群密度和数量,准确表征该场景人群分布状态。     

旅游产业空间分布及关联性分析方法——以常州市为例

旅游产业的空间分布及关联性分析对于区域旅游产业的发展具有重要意义,而目前大多旅游产业空间格局分析的对象局限于A级景区,忽略了旅游产业综合性的特点。以"吃、住、行、游、购、娱"6种旅游要素为研究对象,从旅游产业空间分布特征、空间分布格局、空间关联性3个方面构建了旅游产业空间分布及关联性分析的方法体系。并以常州市旅游产业为例,进行方法验证。结果表明,当前常州市旅游产业呈集聚型分布,形成了"一主核两次核"的空间分布格局,各旅游产业之间空间关联程度较高。较好的数据基础以及合适的空间分析尺度提高了方法的应用效果,分析结果与《常州市"十三五"旅游业发展规划》中相关内容匹配,验证了本文提出方法的可行性。     

专题地图集的版面整饰设计与色彩装帧研究——《地图礼赞——献给内蒙古自治区成立七十周年》

《地图礼赞——献给内蒙古自治区成立七十周年》是为庆祝内蒙古自治区成立七十周年而精心编制的一部史诗型横向8开本专题图集,图集充分运用平面设计理论和色彩理论,通过色彩重构和纹理重建,艺术化地展示了内蒙古自治区成立以来取得的辉煌成就以及"十三五"制定的宏伟蓝图。本文主要介绍了图集在版面整饰设计、色彩艺术策划、图集装帧设计等方面的研究成果和创新模式。     

基于用户历史瓦片浏览记录的兴趣点智能搜索方法优化研究

在网上各种信息呈现爆炸式增长的背景下,传统方法往往难以顾及用户兴趣,而导致查询无法体现个性化。针对这一问题提出一种基于用户历史瓦片浏览记录的兴趣点智能搜索方法。首先对智慧城市平台下的用户历史瓦片浏览记录数据进行分析,并以热力图可视化形式展现出用户关注的热点区域,得出空间热度;然后根据属性查询中加入空间热度影响因子来影响兴趣点搜索结果,使搜索结果更加符合用户搜索意图,针对热点区域给不同用户以相应服务;以滕州市兴趣点为实验数据,使用Elasticsearch构建索引数据库,采用Web前端技术搭建搜索框架,经过实验对比分析发现,该方法能够有效地提高搜索的查准率,并且可随着数据量的丰富变得更加智能化。     

一种顾及重要性意义和空间分布特征的兴趣点选取方法

针对地图上的兴趣点,提出了一种兼顾个体重要性和点群空间分布特征的选取方法。根据单个点的地理特征、地理意义来评估点的重要性程度;通过反复构造加权Voronoi图保持点群的空间分布特征,并在此基础上评估单个兴趣点的选取概率。最后,结合实际数据进行实验,实验表明该方法合理有效。     

基于工作流技术的应急测绘项目管理系统设计与实现

针对国家应急测绘保障能力建设项目管理信息交互和操作协同需求,将Web Service和工作流技术引入系统研发过程,根据各阶段工作实际,创建了能够动态实现不同任务环节自动组合的工作流模型,研发了基于四层架构的项目管理系统,实现了工作流驱动的计划制定、招投标管理、合同管理等管理任务的高效管理。本文提出的方法和系统,可为同类项目管理的研发提供思路和借鉴。