面向"人"的地学可视化探讨

面向"人"地学可视化中的"人".主要从地学可视化系统的使用者(简称"应用人"),从地学可视化要表达的地球表层系统地理环境中的社会人(简称"社会人").以及从作为能地理认知与思维、能表达/传递地理知识及知识创新的"人"(简称"知识人")3个方面定义.从上述3个方面建立了面向"人"的地学可视化概念框架.在面向"应用人"方面,主要介绍了协同可视化以及自我参照可视化;在面向"社会人"方面,主要阐述个体日常行为时空路径可视化、群体行为模拟可视化,以及社会关系网络可视化;在面向"知识人"方面,主要讨论知识可视化.本文最后从本体框架、信息采集与获取技术、数据组织与表达模型、可视化表达方法、主体概念方面,对于面向"人"GIS以及可视化的关键问题与技术进行了探讨.     

地学可视化探讨

提出了关于地学可视化的研究框架。地学可视化包括地图可视化、地理信息系统（ Ｇ Ｉ Ｓ） 可视化及其在专业应用领域的可视化。地图可视化与 Ｇ Ｉ Ｓ可视化是地学可视化理论和技术的２ 个基础部分。地学多维图解是从非可视化角度提出的,关于图的地学知识表达、获取及其图的地学问题解的求证原理和方法,是地学可视化的高一级发展阶段。地图可视化中的信息表达交流模型和地理视觉认知决策模型的研究,将从理论上促进地学多维图解模型的进一步发展。基于虚拟现实技术和计算机网络技术的虚拟地理环境是地学可视化、地学多维图解理论和技术发展的最后集成系统。     

论虚拟地理环境对地理知识的表达与共享

地理知识是通过对地理科学领域独特的背景、过程和结果进行解释而得到的知识。如何有效表达和共享地理知识是地理学研究和应用中的重要问题。本文首先将地理知识划分为3个层次,事实型知识、规则及控制型知识和决策型知识,分析了不同阶段地理语言对地理知识表达与共享的支持能力。对比地图和GIS语言,发现新一代地理语言—虚拟地理环境VGEs(Virtual Geographic Environments)能够较为全面地支持3个层次的地理知识。针对VGEs,从多个角度分析了其服务于地理知识表达与共享的能力,包括虚实结合理论、地理模型库及管理系统、动态可视化表达和异地协同工作环境。结合面向珠江三角洲地区空气质量研究问题的虚拟地理环境平台,对上述各方面进行了阐述。最后从地理知识生成、管理与应用角度对未来研究提出展望。     

空间数据挖掘和知识发现与地理可视化的集成

论述空间数据挖掘和知识发现以及地理可视化的理论及特点,指出二者集成的可能性和必然性,并在此基础上介绍一种集成方法.     

人工智能时代的知识地图

面对新近出现的更加强调数据深加工、更加侧重解决地学问题的一系列新地图概念和产品,基于行为地理学和地图学基本原理,提出人工智能时代的知识地图是面向地理行为决策的,并从空间认知、信息传输和地图可视化3个维度对知识地图进行了考察分析。在此基础上,总结了知识地图在人工智能时代的特点。与传统地图相比,知识地图更加强调知识传输和知识发现,更加强调视觉思维。     

从地理信息服务到地理知识服务:基本问题与发展路径

从地理信息服务升级到地理知识服务,既是一种必然的发展趋势,也是信息爆炸困境下的迫切现实需求.本文辨析了地理知识服务的内涵、与地理信息服务的联系及区别,以及其对形式化知识表示与智能化知识处理的要求.在分析传统人工智能技术的局限性和人工智能技术新近突破性进展的基础上,指出最新发展水平的人工智能技术为发展地理知识服务提供了令人乐观的认知智能基础.从地理知识服务的时空本质特性的角度,指出了发展地理知识服务面临的空间表示知识化、空间分析认知化、知识服务情境化3方面的主要问题,进而提出了地理知识服务的分级发展策略和推进路径.     

双曲线树在地理空间元数据可视化检索中的应用研究

介绍了地理空间元数据服务、信息可视化、双曲线树等相关概念,分析了传统地理空间元数据服务在服务模式及服务效率上存在的缺陷。为了提高地理空间元数据服务的效果和效率,通过引入信息可视化技术中的双曲线树方法,探究将该方法运用于地理空间元数据可视化检索的显示模式,以及检索关键词与检索结果相关程度的优化显示方法,阐述了基于双曲线树的地理空间元数据可视化检索原型系统的设计实现过程,通过原型系统验证了该方法的可行性。     

多源异构数据的大规模地理知识图谱构建

虚拟地理环境作为新一代的地理语言,需要通过对多源异构时空数据的分析与挖掘,构建虚拟地理环境知识工程,实现“数据—信息—知识—智慧”的转化,促进智能虚拟地理环境系统中地理知识的快速转换和融合,从而为虚拟地理环境中地理信息的智能化处理、地理知识的智慧化服务提供支撑。知识图谱是人工智能与虚拟地理环境知识工程相结合的桥梁。本文系统评述了知识图谱、地理知识图谱的研究现状,提出了地理知识图谱的构建流程,重点研究了地理知识图谱构建的关键技术,讨论和阐述了地理知识图谱的应用方向。本文的研究将有助于实现地理信息的知识化,提高虚拟地理环境系统的智能化服务水平。     

海洋地图可视化方法的知识图谱构建

由于制图知识难以具象化,海洋地图的自动制图技术在寻求突破时屡遭瓶颈.由此提出海洋地图可视化方法知识图谱的构建方法.以海洋地图的数据、数据特征、可视化方法、数据来源为核心要素,自上而下构建本体层,定义概念层次体系;通过数据获取、数据处理、知识抽取和知识储存建立实体联系,完成数据层填充.以《21世纪海上丝绸之路沿线区域航海...     

地理空间元数据可视化设计及关键技术研究

依据信息可视化技术的特点,研究地理空间元数据单要素和多要素可视化方法;构建地理空间元数据可视化的设计流程和逻辑模型,分析影响可视化设计的主要因素及可视化技术的应用条件,并设计两个方面的交互方式;研究可视化实现的关键技术,包括数据的多层次组织和显示,基于空间特征的关联属性获取以及元数据的可视化映射。通过原型系统的实验,证明可视化模式的有效性。     

适宜空间认知结果表达的地图形式

心象地图是驻留在记忆中的关于地理世界空间特征认知结果的表达,具有如下特征:空间表达的非均一性、内容选取的主观性、空间定位的非确定性、度量特征上的非精确性.心象地图的可视化需要由特殊的图形形式来承担,经过分析提出了适宜这一表达特征的3种可视化技术,包括面向道路网认知表达的路网构架图、专题属性空间定位信息认知表达的面域拓扑图、虚拟网络空间导航认知的赛伯网络图.基于地图的定义,对这3种可视化形式度量特征进行了讨论,认为它们在有序量尺度上具有可度量特征.     

新媒体语境下地理信息科学专业学生的空间思维培养

空间思维是地理科学认知学习与研究的基本思维模式。为满足新媒体融合背景下地理信息科学专业的素质人才培养需求,本文设计了包括地理空间模拟体验、空间信息地图绘读、隐喻信息语义认知和地理系统综合分析等针对空间思维能力训练的教学内容;明晰了地理空间思维在信息感知与整理、隐含信息挖掘、信息表达视觉化、行业服务支撑、空间治理决策等新媒体信息深度挖掘方向上的应用。本文研究有利于本科学生充分利用新媒体学习工具、系统化专业知识体系和提高自身地理空间思维素养,可以为地理信息科学本科专业教学提供有益的探索。     

一种基于先验知识的矢量边界更新方法

本文针对GIS中地物矢量边界更新繁琐、低效的问题, 提出一种以GIS数据作为先验知识的简便矢量边界更新方法.该方法针对GIS线性矢量边界只需有限个拐点描述的特性, 将对边界寻找转化为直接对矢量边界上拐点位置的确定, 简化了变化检测与更新过程.以TM遥感影像为数据源,矢量shape文件为先验知识, 分别利用该方法检测、更新扎龙湿地内克钦湖、东升水库以及一块沼泽地边界.并运用简化的缓冲区检测算法计算拐点更新准确率, 同时对本文结果与手动更新结果的相似性进行计算与分析.实验结果表明, 本方法不但简化了变化检测和更新过程, 而且可以得到接近手动更新方法的准确率, 并且更新后矢量多边形与手动更新所得到的矢量多边形保持了较高相似性, 达到了较好的效果.     

虚拟地理环境对空间认知方式的影响

虚拟地理环境是一种新的空间认知工具,文章介绍了虚拟地理环境的特点并分析了这些特性对人的空间认知方式所造成的影响。虚拟地理环境的多感觉通道拓展了人的空间认知手段,为没有制图和G IS使用经验的用户提供了一种有效的复杂信息表示方法,并从更深的层次上改变了人的空间思维方式,使得人的空间思维方式由原来的形象思维为主转变为抽象思维与形象思维并重,极大地提高了人的空间认知能力。     

风速风向对SAR浅海水下地形成像影响的仿真研究

基于SAR浅海水下地形成像机理和M4S海面微波成像程序,建立了SAR浅海水下地形成像仿真模型,改进了传统浅海水下地形成像仿真模型的缺陷.通过仿真研究和分析浅海水下地形SAR图像特征实例,对风速风向与浅海水下地形SAR图像特征的关系提出了新的认识.低风速条件下,浅海水下地形SAR海面后向散射强度整体偏暗,高风速下整体偏亮;sAR图像条带亮暗的程度与风速有一定的关系,但不是主要的影响因素.风向对SAR浅海水下地形成像的影响明显,表现为,在逆风和顺风情况下,浅海水下地形SAR海面后向散射强度整体偏亮,SAR图像分别以亮条带和暗条带为主;侧风情况下,整体偏暗,SAR图像条带亮暗相当;最佳探测风向是逆风向.     

智慧中国地理空间支撑体系建设的若干思考

从“构建智慧中国”战略目标出发,在对数字中国建设所取得成就的基础上,提出了智慧中国建设的基本内涵和构架,分析了数字中国构架需要进一步完善的内容,重点分析了智慧中国地理空间支撑体系建设的新内容,包括物联网与地理位置、地理国情数据、基于大数据的地理统计分析和地理知识服务、以及时空云计算环境的构建等,还指出了智慧中国建设的保障环境。     

地图制图专家知识对地理信息符号化过程的控制

针对纸质地图数字化得到地理信息(空间数据)的过程中存在地图信息损失的问题,阐述了产生这种损失的原因。数字化后得到的地理信息是各种GIS应用系统的重要数据源,在GIS应用中需要把这些地理信息重新再现成地图。为了得到较好的地图显示效果,有必要将数字化后损失的地图信息在从地理数据到地图符号化的过程中进行补偿。论述了在符号化过程中如何充分利用地图制图专家的多年知识和经验,将用自然语言表达的不确定性的专家知识形式化,以此来控制整个符号化的过程,达到改善地图显示效果的目的。     

基于ArcEngine的供水管网GIS符号库的设计与实现

在供水管网地理信息系统建设过程中,地图浏览和制图输出是最基本的建设功能,地图符号在这些功能中起着非常重要的作用,人们对地图可视化表达和使用的要求越来越高。根据我国GIS技术规范和供水行业标准的要求,重点阐述了ArcEngine环境下供水管网地理信息系统地图符号库设计与制作的实现方法。在符号的制作过程中采用了抗锯齿的技术,减弱了ArcGIS平台下图形锯齿化的问题。