线状空间数据传输的几何相似性度量算法与实验分析

 同一地物在不同比例尺或者不同来源的地图上通常存在着相似性,对于图形几何形似性度量方法的研究有利于地图编制、查询、匹配、更新。线状地物要素在地图中占有很大的比例,因此,本文以线状空间目标为例,在前人的基础上给出了线状空间数据的几何图形相似性度量模型:(1)以差异距离作为相似性特征的位置相似度;(2)以分形维数作为相似性特征的形状相似度;(3)以长度或者周长作为相似性特征的大小相似度。相对于(3)大小相似度而言,(1)位置相似度、(2)形状相似度综合考虑了几何图形整体统计的方法和局部几何特征结构。完成多尺度传输的线状空间数据几何相似性度量实验,并对数据传输量与几何相似性度量方法进行比较,实验结果表明:基于广义Hausdorff距离模型的中位数Hausdorff距离的位置相似性对于空间数据渐进性传输具有稳定性和可行性。最后,总结了本文的研究成果,并展望了该方向进一步研究的若干问题。     

面向多源地理空间数据的知识图谱构建

知识图谱广泛应用于人工智能领域,基于此融合多源地理空间数据并表示地理事物的语义和时空信息,实现“数据—知识”的转换成为人们关注的热点。但现有通用知识图谱的空间知识覆盖度低且存在错误,同时基于维基百科构建的地理知识图谱存在空间关系、中文属性和坐标信息等属性缺失问题。因此本文以地理空间数据和百度百科数据的特征分析为基础,提出了以地理空间数据提取地理实体为主,百度百科补充属性信息为辅的知识图谱构建方式。① 基于GeoSparql设计模式层的地理实体、要素、几何形状和空间关系的逻辑关系;② 通过地理实体提取、实体链接和属性信息填充,在数据层实现空间知识融合;③ 结合关系型数据库和图数据库,设计空间知识存储方式;④ 在实体和关系2个方面定量分析知识图谱的构建规模。结果表明,本文构建的知识图谱中地理实体覆盖度和链接百科成功率相对较高,扩充了地理实体的概念描述信息,并将地理坐标的覆盖率提高到100%,对地理数据到地理知识的拓展具有重要意义。     

面要素空间信息量的度量方法研究

 地图是空间信息的载体,地图空间信息的度量是地图信息传输理论的一个基础问题。地图空间信息主要包括地图要素的空间信息和要素分布的空间信息。地图空间信息是由要素的几何形态结构来体现,即要素的空间信息通过其几何形态特征描述。为此,本文以面要素为研究对象,提出一种以几何形态结构特征的面要素空间信息量度量方法。首先,从空间认知角度对面要素结构进行凸包分解,构建凸包树的面要素表达方法。然后,采用层次化策略,分别从结点的元素、邻域和整体三个层次来描述面要素几何形态结构,将面要素空间信息分解为几何形态信息和分布结构信息,结合面要素空间信息量的认知分析,给出了几何形态和分布结构特征的定量描述指标,并发展了基于几何形态结构特征的面要素空间信息量计算模型。最后,通过一组实验计算,进行了案例验证分析。     

地学信息图谱的探讨与展望

“图”是指空间信息图形表现形式的地图 ,也包括图像、图解等其他图形表现形式 ;“谱”是按事物特性所建立的系统 ,或按时间序列所建立的体系。地学信息图谱具有图形与谱系的双重特性 ,是由大量地学数字信息经过图形思维与抽象概括 ,并以计算机多维与动态可视化技术 ,显示和揭示地球系统及各要素和现象空间形态结构与时空变化规律的一种手段与方法。本文分别论述了 :1.图谱的基本概念 ;2 .地学信息图谱的探讨 ;3.地学信息图谱建立的基本过程与步骤 ;4.地学信息图谱实例--中国自然景观综合信息图谱 ;5 .地学信息图谱的意义与展望。     

基于知识对象的土地管理空间数据库模型设计与实现

空间数据模型建立的目的是反映现实世界。当今的GIS系统的空间数据模型,主要反映地图制图领域的点、线、面对象管理与操作的几何知识。本文通过对比研究,发现土地管理空间概念的领域知识,包含几何知识。几何知识是依据几何特征属性识别的土地管理领域知识之一。将土地管理领域空间概念的领域知识对象化,建立与几何知识对象等价的对象组件,扩展对象关系型的空间数据模型,建立了"[领域空间知识对象]+[GIS的点、线、面的几何对象]+[扩展属性]"的空间数据模型。这种模型简化了空间数据库的管理操作,降低了对工作人员制图专业知识的要求,降低了空间对象实例与其属性的耦合度,减少了政策变化对数据的影响程度,提高了数据的稳定性和共享度。鉴于这种空间数据库模型,本文开发了空间知识对象的江苏省"515"城乡一体化地籍系统的数据检查子系统,在镇江市、江都市等多个市县的"515"城乡一体化地籍调查的数据检查入库工作中得以应用,证明了模型设计的可行性,收到了良好的效果,为专题GIS空间数据管理,提供了一种的新的空间数据模型。     

矢量地图空间信息度量及其变化分析方法

如何计算地图的空间信息含量是评价制图质量、地图综合算法以及实现空间信息有效传输的重要基础。论文在详细分析现有的空间信息度量方法的基础上,提出了一种空间信息度量的新方法。该方法分别从几何、专题、拓扑以及专题拓扑4个方面来度量地图空间信息。然后,提出利用膨胀和序贯膨胀形态学算子分析几何信息熵、专题信息熵、拓扑信息熵以及专题拓扑信息熵随地图符号影响范围不同而引起的变化。通过算例分析发现,利用Voronoi图计算得到的结果是论文方法的一个极值结果(即特例),并且该方法便于定量分析地图空间信息熵度量随符号影响范围(或大小)的变化情况。     

1:5万数字地质图空间数据库建设的探讨

一、引言 地理信息系统(Geographic Information System)是一项以计算机为基础的新兴技术,围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科,是管理和研究空间数据的技术系统.在计算机软硬件支持下,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、管理、研究各种空间实体及相互关系.通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果.     

地图概括中空间目标几何信息传递模型研究

地图概括是实现多比例尺地图生产和更新的一种重要理论方法。目前,国际国内制图学界对地图概括的研究主要集中在发展地图概括算法方面,在地图概括的质量评价方面的研究还很少。为此,本文以信息论为理论基础,以地图概括中空间目标几何信息的传递问题为研究对象,以相应空间目标几何信息的传递效率来度量地图概括中单个空间目标的概括质量。首先,建立了地图概括的空间信息传递模型,描述不同比例尺地图之间空间信息的传递过程。进而提出了地图概括过程中空间目标(即:线和面目标)几何信息的传递模型,并且对地图概括中空间目标几何信息的传递状况进行了评估,给出了具体的计算和实现方法。最后,通过实验初步验证了地图概括中空间目标几何信息传递模型的可行性。     

基于可视化维度理论的泛地图知识推荐方法

信息通讯时代,科学技术的进步极大地降低了地图制图的门槛,大量非专业制图人员涌现到地图制图领域,地图的表现形式呈现出显著的泛化趋势。然而,由于专业知识的缺失,普通大众在专题地图选择时容易产生“制图困惑”,难以确定恰当的专题地图类型。针对上述问题,本文尝试提出一种基于可视化维度理论的泛地图知识推荐方法。首先,面向专题制图需求,建立以空间数据、数据特征、泛地图可视化维度、泛地图可视化形式、应用领域为核心要素的泛地图可视化知识本体,通过知识抽取、知识存储操作,构建泛地图可视化知识图谱。其次,对知识图谱进行知识嵌入,实现地图可视化要素的知识化表达。最后,基于泛地图知识要素建立相似度计算模型,计算用户输入数据与知识图谱内空间数据特征、可视化维度、应用领域等的相似度,得出综合相似度结果,实现泛地图可视化形式的精准推荐。结果表明：面对泛化的专题信息表达,本研究提出的泛地图知识推荐方法能够为用图者的制图选择提供较为准确可视化参考,一定程度上满足普通大众的寻图需求。     

空间数据库电子接图表的设计与实现

目前,我国已建立多种基础空间数据库,但现有空间数据库管理系统中,地图制作、标准地图管理等仍需要采用标准分幅来满足统一管理的需要。如何更有效地管理海量分幅空间数据,并实现对其快速检索成了多尺度基础空间数据库建设亟需解决的问题之一。本文分析了电子接图表,实现了空间数据接图表的可视化,集成了现有的空间数据库管理与数据库可视化操作的功能;依据空间数据不同的比例尺类型、要素类型、几何类型,自动计算标准分幅编号、绘制分幅边界;提供空间数据库海量数据检索技术方法与参数传递方案、基于数据存储的逻辑结构设计数据检索方案,并总结出空间数据优化存储策略与高效管理方法。应用案例表明,空间数据库电子接图表能够提高分幅空间数据的可视化管理与检索效率,对涉及大规模空间数据库可视化管理和检索应用需求,有很好的理论和实际应用价值。     

视觉比例尺对建立心像地图的影响

地图并不是地面实际情况的简单缩小的拷贝,它是人类依据不同需要对地面事物认识后进行抽象和概括的地面模型。比例尺不仅确立了图面与实地之间的几何比例关系,而且反映了人类对空间认知抽象的程度。地图作为人类进行空间认知的有力工具,其地位从来就没有被其它的事物所动摇过,究其原因是地图的空间表达方式比其它表达方式更适合人类的思维。心像地图是人脑在综合了或智能处理了各种感觉所获得的诸多信息后产生的内部表征。而地图又是诸多信息源中最为重要的一种形式。本文通过视觉感受到心像的形成过程、分析心像地图的特性,提出了适应视觉感受因素的视觉比例尺的概念,并分析了视觉比例尺对建立心像地图的影响。     

Mapping detailed soil property using small scale soil type maps and sparse typical samples

Soil type maps at the scale of I Z 1 000 000 are used extensively to provide soil spatial distribution information for soil erosion assessment and watershed management models in China. However, the soil property maps produced through conventional direct linking method usually suffer low accuracy as well as the lack of spatial details within a soil type polygon. This paper presents an effective method to produce detailed soil property map based on representative samples which were extracted from each polygon on the 1 ： 1 000 000 soil type map. The representative sample of each polygon is defined as the location that can represent the largest area within the polygon. The representativeness of a candidate sample is determined by calculating the soil-forming environment condition similarities between the sample and other locations. Once the representative sample of each polygon has been chosen, the property values of the existing typical samples are assigned to the corresponding representative samples with the same soil type. Finally, based on these representative samples, the detailed soil property map could be produced by using existing digital soil mapping methods. The case study in XuanCheng City, Anhui Province of China, demonstrated the proposed method could produce soil property map at a higher level of spatial details and accuracy： 1） The soil organic matter （SOM） map produced based on the representative samples can not only depict the detailed spatial distribution of SOM within a soil type polygon but also largely reduce the abrupt change of soil property at the boundaries of two adjacent polygons. 2） The Root Mean Squared Error （RMSE） of the SOM map based on the representative samples is 1.61, and it is 1.37 for the SOM map produced by using conventional direct linking method. Therefore, the proposed method is an effective approach to produce spatial detailed soil property map with higher accuracy for environment simulation models.     

我国地质制图的SRTM DEM数据应用研究

为了满足目前地质图件在立体制图方面的需求,采用SRTM DEM为数据源,通过SRTM DEM地质制图应用与要素分析制图等处理,进行了等高线与坡度、坡向的快速提取,并以湖南省与安徽省的地质图为例,做了MapGIS平台下的地质图可视化分析.证明将SRTM DEM作为地质图的一个图层要素加以显示,增强图件的立体感的可行性,同...     

对于线状地理特征空间关系的自然语言理解

人们通常用定性的词汇描述空间关系,而地理信息系统都采用定量的方法,这就限制了地理信息系统表达地理空间信息的能力。为了建立自然语言表达的空间关系和空间关系计算模型之间的桥梁,开发能更容易被广大的非专业人士使用掌握的自然语言的地理信息系统界面,充分理解自然语言所表达的空间关系和物体是十分必要的。本文通过认知实验的方法研究了英语自然语言对两个线状地物的空间关系的理解,发现地理特征之间的几何关系和拓扑关系是影响人们对空间关系的描述的主要影响因子,并且在不同的情况下,它们的影响程度不同。研究还发现,在有些情况下上下文的语境也对空间关系的描述有一定的影响。     

基于案例推理的统计地图表示方法智能选取中的应用

地图符号的选择在空间信息可视化中至关重要。本文基于案例推理的研究范式和专题制图过程,提出了一种智能化专题制图的CBR框架,它依赖的知识主要是系统所存储的专题地图设计过程中解决问题的具体记录。本文从案例库内容设计、案例表达和数据库模式、案例相似性计算和案例检索等方面重点研究了CBR在统计地图表示方法智能选取中的应用,并以《中国人口地图集》为蓝本,以myCBR为工具,展现了CBR在专题地图设计知识获取、表达和推理中的应用潜力。     

基于第三次国土调查成果的国土空间规划底图制作研究

第三次国土调查成果是国土空间规划最重要的现状底数和底图基础,本文在深入分析国土空间规划工作需求及第三次国土调查数据特征基础上,研究利用第三次国土调查成果制作国土空间规划底图的工作流程及关键技术,构建了底图数据内容体系,探索了第三次国土调查工作分类与国土空间规划用地分类的对应关系和衔接转换方法,以及底图数据处理、底图数据...