The GRASS GIS temporal framework

The availability of continental and global-scale spatio-temporal geographical data sets and the requirement to efficiently process, analyse and manage them led to the development of the temporally enabled Geographic Resources Analysis Support System (GRASS GIS). We present the temporal framework that extends GRASS GIS with spatio-temporal capabilities. The framework provides comprehensive functionality to implement a full-featured temporal geographic information system (GIS) based on a combined field and object-based approach. A significantly improved snapshot approach is used to manage spatial fields of raster, three-dimensional raster and vector type in time. The resulting timestamped spatial fields are organised in spatio-temporal fields referred to as space-time data sets. Both types of fields are handled as objects in our framework. The spatio-temporal extent of the objects and related metadata is stored in relational databases, thus providing additional functionalities to perform SQL-based analysis. We present our combined field and object-based approach in detail and show the management, analysis and processing of spatio-temporal data sets with complex spatio-temporal topologies. A key feature is the hierarchical processing of spatio-temporal data ranging from topological analysis of spatio-temporal fields over boolean operations on spatio-temporal extents, to single pixel, voxel and vector feature access. The linear scalability of our approach is demonstrated by handling up to 1,000,000 raster layers in a single space-time data set. We provide several code examples to show the capabilities of the GRASS GIS Temporal Framework and present the spatio-temporal intersection of trajectory data which demonstrates the object-based ability of our framework.     

Virtual Earth API在Web地图服务中的应用

自2005年地图搜索服务兴起以及Google公司在线地图Google Map的发布,web地图服务成为新一轮竞争热点,微软、雅虎及亚马逊等公司纷纷参与竞争。本文介绍了微软Virtual Earth API最为重要的几个功能及其实现方法,演示了使用Virtual Earth技术建立Web地图服务的方法,为学习微软Virtual Earth制图技术和使用Virtual Earth地图控件提供借鉴。     

我国霾日和API分布特征及典型大城市中它们与气象条件关系

利用全国756基准站1994—2013年MICAPS地面常规观测资料和47个城市2002—2012年国家环境保护总局公布的空气污染指数(the Air Pollution Index,API)数据,对北京、南京、重庆沙坪坝、广州4个大城市霾日和API的气象条件进行分析。结果表明:1)我国霾日和API的高值区主要分布在中东部地区,年霾日自1998年开始上升,并持续增长,到2013年达到最多。1月霾日最多,8月霾日最少。2002—2012年期间,与年霾日不同,年API呈下降趋势,12月API最高,8月API最低。四大城市的霾日和API的年际变化和月际变化均存在较大差异。2)一般情况下,霾发生时,北京、南京、重庆沙坪坝、广州对应的相对湿度较高;霾发生时,北京西南风占主导作用,南京和广州均东南风占主导作用,重庆沙坪坝西北风占主导作用,风速多集中在1~4 m/s,负变压及低层大气稳定时更易产生霾日。3)低层稳定度(γ850)对四大城市的API的影响各不相同,北京和重庆沙坪坝与γ850呈负相关,即越稳定,API值越高,南京和广州与γ850呈正相关,即越不稳定,API值越高。4)多元线性回归方程的结果表明:热力因子(相对湿度、γ850)和动力因子(地面风速、24 h变压)对四大城市冬季霾日能见度和冬季API各有贡献。     

基于移动终端的新生入学导航系统

针对目前在用的高校校园导航系统及新生入学系统地理信息不详、查询功能不足等问题,该文创建了一套面向高校新生的校园导航系统。采用百度地图叠加校园矢量地图覆盖层,实现校园区域地理信息在百度地图中的加载;采用弗洛伊德算法实现了覆盖层路径规划。该系统基于安卓手机操作系统,调用百度地图应用程序编程接口,实现校园地图加载、热点信息查询、分类查询、周边查询、校园内任意两点路径规划和实时导航等功能,为新生快速熟悉校园提供了便利。     

基于PDF规范的地理信息系统架构设计

通过分析EsRImcGIs输出的地理参考PDF文档格式,明确了如何将地理坐标和特征属性融合到平面PDF格式中,提出了基于PDF规范的地理信息系统实现框架,并分析了框架中涉及主要算法及关键点。最后,借助于AdobeAcrobatAPI接口实现部份关键算法,以期PDF规范的应用进一步推动地理信息系统理论及应用的社会化和普及化。     

Variability and Risk Analysis of Hong Kong Air Quality Based on Monsoon and El Nino Conditions

This study presents an exploratory analysis aimed at improving understanding of the variability of Hong Kong air quality associated with different climate conditions. Significantly negative correlations were found when Nino 3 led particulate matter ≤10 μm PM₁₀) and NO₂ by 2--3 months over the Hong Kong territory, while the other pollutants (e.g., O₃, SO₂) showed modest correlations. A significant decreasing trend in visibility was observed during the autumn and winter, which has potential implications for the air-quality degradation and the endangerment of human health in Hong Kong. In an El Nino summer, the visibility was relatively better, while visibility in other seasons was diminished. On the other hand, in La Nina events, significant changes occurred in visibility in winter and autumn. Air pollution indices were less sensitive to the South China Summer Monsoon (SCSM), but a relatively high correlation existed between the East Asian Winter Monsoon (EAWM) and air pollutants. Rainfall was lower during most of the strong EAWM years compared to the weak years. This result suggests that the pollutants that accumulate in Hong Kong are not easy to wash out, so concentrations remain at a higher level. Finally, based on the conditional Air Pollution Index (API) risk assessment, site-specific vulnerabilities were analyzed to facilitate the development of the air-quality warning systems in Hong Kong.     

2001-2011年西宁市空气质量特征及其与气象条件的关系

利用2001-2011年西宁市城市空气质量日报资料,研究西宁市区域性污染特征,并结合气象资料对空气质量变化特征和影响因素进行了分析。结果表明：西宁市空气污染以可吸入颗粒物为主要污染物,空气质量状况以优和良居多;空气质量季节变化特征明显,春季空气质量最差,其次是冬季和秋季,夏季空气质量最好,冬春季空气质量不稳定,夏秋季空气质量较稳定; 空气质量年变化幅度大,供暖期API指数明显高于非供暖期;沙尘影响指数呈现下降趋势;从年际变化来看,空气质量已经有了明显改善;气象要素对大气污染物有制约关系,其中起主要作用气象因子为沙尘日数、降水量、相对湿度和气温; 可吸入颗粒物长距离输送是西宁市冬春季重污染现象的主要原因,来源于新疆、甘肃西北部、内蒙古中西部及本省西北部的柴达木盆地。     

基于Google Map API的国界信息发布系统研究

边界工作是我国外交工作中一项长期而重要的任务,如何实现周边事务的快速标绘、实时共享和制图输出,对于政府决策者以及外交工作人员具有重要意义。然而目前的国界信息系统大多存在地理空间数据更新工作繁重、缺乏实时标注工具和地理事件难以共享等问题,已严重制约了边界工作的顺利开展。地理信息技术的进步与发展为解决上述问题提供了可能。文中采用四层B/S体系结构,在Google地图服务支持下,基于ASP.NET+C#网页开发技术和Ajax技术设计并实现了国界信息发布系统。为政府决策者及外交工作人员实时标注和共享周边信息提供辅助决策支持。实践证明,系统具有良好的可用性和较强的实时性。     

面向危机管理的地理事件标注与检索

随着我国经济的快速发展,如何快速实现突发事件、自然灾害等危机事件的管理、发布与处置对政府职能人员具有重要意义。本文以要素单元为基本单位,在Google地图服务的支持下,基于ASP.NET＋C#网页开发技术、Ajax技术实现了面向危机管理的地理事件的动态标注、快速检索与实时发布。结果表明该方法有利于地理事件中带有时间标签和位置信息的要素单元的表达,提高了危机事件的应急管理水平。     

山西阳泉空气污染特征及其与气象要素的相关性分析

为了研究阳泉市大气污染物排放特征及大气污染指数(API)与气象要素的相关性,利用2007～2011年山西省阳泉市的SO2、NO2、PM10浓度资料及地面气象观测资料,采用相关系数和逐步回归方法对其进行研究.结果表明,2007～2011年,阳泉地区首要污染物为SO2和PM10,污染物及大气污染指数呈U型分布特征,区域差异大,冬春季和夏秋季有显著不同,冬春季污染浓度明显大于夏秋季,分季节利用气象要素建立的大气污染回归模型通过了显著性检验,能较好地预报污染物浓度的变化和提供空气质量的预报服务信息,研究结果对阳泉地区的污染防治及环境气象服务有重要的意义.