基于网格的地理空间信息服务关键技术研究

地理信息服务主要解决传统的地理信息系统所访问的地理信息资源共享问题。提出了基于网格的地理信息服务技术体系,建立了基于网格地理信息服务概念框架,以及基于网格地理空间信息服务平台的层次结构。探讨了地理空间数据网络传输保密技术、多源地理空间数据无缝集成技术、地理空间信息多级格网搜索技术、地理空间数据的无损压缩技术和地理空间信息服务规范5个方面的地理信息服务关键技术。     

面实体匹配的集成学习CatBoost方法

现有的面实体多指标几何匹配方法在计算综合相似度和确定最终匹配实体时面临着指标权重和阈值难以科学量化的难题,集成学习算法通过构建并结合多个机器学习器来完成学习任务,在解决分类问题时体现出了较为明显的性能优势。为此,本文提出了一种基于集成学习算法CatBoost的面实体匹配方法,将匹配问题转化为分类问题。选取形状、面积、方向和位置4个几何特征作为模型分类特征;利用过采样与欠采样相结合的混合重采样技术减轻原始训练样本的类别不平衡度;借助贝叶斯优化算法确定CatBoost模型的最优超参数;引入可解释人工智能领域的SHAP解释框架从全局和局部两个角度解释各输入特征对匹配结果的影响。在青藏高原的面状湖泊数据上对本文提出的方法进行了验证,实验结果表明：对模型预测影响最大的特征是位置,然后依次是面积、形状,影响最小的特征是方向。CatBoost匹配方法在实验数据集上的查准率、查全率和F1-score分别达到0.9937、0.9753和0.9844,相比于直接使用样本不均衡的原始样本进行模型训练,分别提高了约5.8%、0.6%和3.3%。与传统的面实体多指标双向匹配方法和逻辑回归、K近邻、决策树、神经网络等常规机器学习分类算法相比,集成学习算法CatBoost性能表现更加优异,在避免指标权重和阈值设置难题的同时取得了较好的匹配结果。     

多源地理空间矢量数据集成与融合方法探讨

针对人们对地理空间数据迫切需求,介绍了多源地理空间矢量数据产生的管理与技术原因及其5种表现形式,提出了多源地理空间矢量数据集成与融合的概念及其相互关系.论述了地理数据模型的融合、地理要素语义的融合和地理数据投影和坐标系的统一是多源地理空间矢量数据集成与融合基本理论与方法.给出了实现多源数据集成的数据格式转换、数据互操作和直接数据访问方法.最后,讨论了地理要素几何位置的融合,以及通过地理要素语义融合消除地理要素数据描述和属性差异的矢量数据融合方法.     

栅格数据融合算法探讨

如何打破行业壁垒,实现数据共享一直是GIS研究的关键,空间数据集成与空间融合技术是实现数据共享的主要途径。具体到不同的空间数据(矢量数据和栅格数据)类型,融合的方式也不同。对栅格数据融合的几种常用算法进行了探讨,针对数字地形图与遥感图像的融合,改进了几种常用算法,对各种算法的融合效果给出评定,展望了数据融合的发展方向,并指出还存在的问题。     

基于本体的水系要素数据集成方法研究

简单论述了地理本体的基本概念、结构,介绍了地理本体的建模方法,提出了基于地理本体的空间数据集成框架,采用基于公共属性模板的多本体向标准本体集成的混合构架,以水系要素中的“干出滩”类为例,实现了基于地理本体的空间数据集成过程及其数据的转换,解决了数据语义异构性所带来的数据共享难题。     

空间信息网络服务中的数据安全策略研究

以地理信息网络服务的安全策略为研究对象,根据我国空间数据生产到应用整个流程保密管理规定,研究地理空间数据在存储、分发、传输、表现以及与其他系统集成应用阶段上的安全策略,解决地理空间数据共享与空间数据安全之间的矛盾.     

电子地图多尺度快速表达的关键技术研究

从传统纸质地图到现代电子地图,地图传输模式发生了重大变化,地图信息的传递方式已由基于纸质地图的传递转变为基于屏幕地图的传递。这使得地图信息的传递突破了纸张、印刷等方面的限制,显著提高了信息传递的灵活性与生动性。然而新的问题也随之而来,其一,随着地理信息量的不断增加,如何在有限的屏幕上实现海量数据的符号化并减少时间延迟问题;其二,如何使屏幕地图在缩放过程中更符合人的视觉习惯,使之能够进行多尺度的显示,以减少噪声量的问题。本文在总结前人研究的基础上,就电子地图的多尺度表达与快速表达问题进行了一些探索与总结。     

多源地理空间矢量数据关联模型设计

多源地理空间矢量数据之间存在着隐含的关联关系,这些关联关系往往隐式存在,难以直观展示,也难以与空间数据映射交互展示,更无法进行查询分析,获取所需信息。针对这种情况,本文以多源地理空间矢量数据及统计数据为研究对象,首先定义了多源地理空间矢量数据关联的概念及分类,然后以此为基础设计了多源地理空间矢量数据关联模型,并将其分为3个子模型：基于自适应四叉树编码的空间关联子模型、基于几何匹配的空间关联子模型及基于语义匹配的空间关联子模型。该模型定义了多源地理空间矢量数据之间的关联方式,为关联关系的构建奠定了理论基础。     

一种基于改进TDD模型的空间场景相似性度量方法

针对计算空间场景相似性的TDD(Topology-Direction-Distance)模型的局限,提出一种基于改进的TDD模型来度量实体数目相同的场景相似度的算法.该算法以TDD模型的思想为核心,首先利用维度扩展的9交模型、详细方向关系矩阵模型和距离定量描述方法分别提取空间场景中的实体间拓扑、方向和距离特征,建立空间...     

常识空间认知研究与地名本体设计

地名查询在GIS中的重要作用日益突出,作为一种解决地名语义问题的方法和工具,目前地名本体研究还仅局限于技术层面,缺乏系统认知理论的深入研究.介绍了常识空间认知概念;提出了由朴素地理学、认知地图和初级理论构成的常识空间认知理论;结合地名本体设计目标和这些常识空间认知理论,总结出设计地名本体的常识空间认知原则,并据此进行了...