高性能GIS研究进展及评述

互联网技术的发展使地理信息技术得到了前所未有的发展和应用,地理信息计算呈现出计算速度快、运行效率高、应用多样化的发展特征。而随着计算机硬件性能飞速提升,传统的GIS数据处理方式并不能与之匹配,各种缺陷与弊端逐渐显现,亟待更高效的数据处理方式。目前,以并行集群计算技术和分布式网络技术为代表的高性能计算的出现,为这些问题的解决带来了新思路,并逐渐发展形成了新一代的多核并行高性能计算系统。当前,如何利用新型硬件体系结构带来的计算能力,研究新一代高性能GIS计算系统,解决现在所面临的时空数据密集和计算密集问题成为重要挑战。高性能计算是基于一组或几组计算机系统组成的集群,通过网络连接组成超级计算系统以加强数据处理、分析计算性能的一种技术。在实际应用中,逐渐形成Hadoop,Spark和Storm 3大主流分布式高性能计算系统,它们三者各具优缺点。本文从高性能GIS算法、并行GIS计算、内存计算和众核计算4个方面梳理、归纳总结了高性能GIS的技术体系,分析了每类高性能GIS技术特征,综合分析、评述了近年来高性能GIS的研究进展,并对高性能GIS未来发展进行展望,为更完备、高效的高性能GIS体系的建立、发展和应用提供参考。今后,并行GIS计算、高性能计算模式和分布式存储仍然是GIS技术领域发展的重要方向,通过高性能GIS系统可有效地解决时空数据密集、计算密集和网络通讯密集等问题,大大提升GIS地理分析效率。     

文物管理信息系统的构建与应用--以浙江文物管理信息系统为例

文物管理信息系统在国内已经有多种,包括考古学文献情报检索系统,博物馆藏品管理系统,各种文物的考古学资料数据库和文物管理信息系统。但前三类系统各有其局限性,第四类系统尚在探索阶段。本文即是对浙江的文物遗存进行分类,确定文物遗存的编码方法的第四类系统的一个探索。即对文物进行6个方面属性的编码描述, 包括文物类别、埋藏地点、经纬度、文物年代、文化类型、保护级别等,以及对每一个文物遗存长短不一的文字描述; 并运用相关的Visual Basic,ComGIS,MapObjects,Multi-Scale GIS等技术建立含文件建立、编辑、查询及帮助等功能的浙江省文物管理信息系统;另系统还运用了虚拟技术,对文物进行多角度全方位的展示,进行遗存分布特征的研究,向公众展示文物遗存和文物遗存数据的管理等。     

对数字地球的几点认识

自“数字地球”的概念被提出以来,已引起全球的广泛关注和积极响应。然而,数字地球在目前还仅仅是一个概念。为了逐步建立“数字地球”,需要就“数字地球”的理论、技术以及实现进行深入地探讨。从“数字地球”的产生背景、基本概念、研究内容、构成框架、关键技术、实施难点和发展战略等方面谈了对“数字地球”的一些认识。     

GIS在1∶5万榆关镇幅区域地质调查中的应用

讨论ＧＩＳ系统在１∶５万区调中的应用,阐述ＧＩＳ系统在区调过程中对各种资料的处理与编辑,包括野外资料的采集、图层的划分及图形与图像图件的编制。建立了榆关镇幅综合信息库。     

CAD/GIS集成方法在土地利用数据管理信息系统中的应用

随着信息技术交叉快速发展,多种技术相互借鉴并走向融合,是当前信息科学应用领域中的必然趋势。本文首先分析了CAD/GIS集成应用的必要性,接着阐述了CAD/GIS数据集成与功能集成的一般方法,以及在应用中存在的主要问题。然后,给出了一种数据解译器组成结构,可以有效地实现CAD/GIS数据的无缝集成。同时,提出了以组件技术实现CAD/GIS功能紧密集成的概念模式。最后,以土地利用数据管理信息系统开发为例,验证了CAD/GIS集成能明显提高信息系统的整体效能。     

层次分析及 GIS空间分析在矿山岩溶塌陷预测评估中的应用--以某大理石矿为例

以某大理石矿矿山地质环境调查资料为基础,通过对矿山岩溶塌陷的机理分析,采用层次分析法,选取地下水活动、覆盖层特征、岩溶发育程度和人类活动强度四个方面,共6个评价指标,建立某大理石矿岩溶塌陷预测评估体系。在确定各评价指标权重和各评价因子分级标准的基础上,以 MAPGIS 空间分析作为数据处理工具和系统运行平台,生成某大理石矿岩溶塌陷易发性分区图。     

黄岛电厂取水工程潮流泥沙数值模拟

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪及其破碎作用的二维潮流场和泥沙场数学模型,对黄岛电厂取水海域的潮流场、泥沙场进行了数值模拟和分析,对电厂取水口的泥淤积强度进行了计算。计算结果表明,电厂取水口附近海区流弱水清,取水口泥沙淤积轻微,对电厂取水基本没有影响。     

Evaluating Earthquake-Triggered Landslide Hazard at the Basin Scale Through Gis in the Upper Sele River Valley

To evaluate techniques for assessing earthquake-triggeredlandslide hazard in the Southern Apennines (Italy), a GIS-based analysis was used to modelseismically induced slope deformations. Geological, geotechnical, geomorphological and seismologicaldata were integrated into a standard earthquake slope stability model. The model assessed thelandslide potential that existed during the 1980 Irpinian earthquake in the Upper Sele river Valley.The standard Newmark displacement analysis, widely used for predicting the location of shallowunstable slopes, does not take into account errors and/or uncertainties in the input parameters.Therefore, a probabilistic Newmark displacement analysis technique has been used. Probabilistictechniques allow, e.g., an estimation of the probability that a slope will exceed a certain criticalvalue of Newmark displacement. In our probabilistic method, a Monte-Carlo based simulation modelis used in conjunction with a GIS. The random variability of geotechnical data is modelled by probabilitydensity functions (pdfs), while for the seismic input three different regression laws wereconsidered. Input probability distributions are sampled and the resulting values input into empiricalrelations for estimating Newmark displacement. The outcome is a map in which to each siteis related a spatial probability distribution for the expected displacement in response to seismic loading.Results of the experiments show a high grade of uncertainty in the application of the Newmarkanalysis both for the deterministic and probabilistic approach in a complex geological setting suchas the high Sele valley, quite common in the Southern Apennines. They show a strong dependence onthe reliability of the spatial data used in input, so that, when the model is used at basin scale,results are strongly influenced by local environmental condition (e.g., topography, lithology, groundwatercondition) and decrease the model performance.     

基于加权破产博弈模型的跨境流域水资源分配研究

基于公平合理利用视角,将多准则决策模型与破产理论相结合探讨跨境水资源分配问题.通过梳理国际水法,设计了跨境流域水资源公平合理分配的指标体系,采用投影法解决这一多准则决策问题,并依此加权调整流域国用水需求.在加权调整用水需求和考虑议价能力的基础上,基于破产博弈模型探讨跨境流域水资源分配问题,以提高分配方案的公平合理性和可...     

基于空间自相关的闽台城镇建设用地分布研究

空间自相关是一种重要的空间统计方法, 用来检验某种地理现象或某一属性值的整体分 布状况, 判断此现象或属性值在空间上是否有聚集特性存在。本文利用2002 年ASTER 影像数据 作为遥感数据源提取闽台建设用地信息, 闽台建设用地密度的分布呈现出沿台湾海峡呈对称集 聚分布的态势。通过建设用地密度的空间自相关分析, 显示闽台建设用地空间分布整体上呈显著 的空间正相关, 集聚现象明显; 而在局部上则呈现出不同的空间结构形态, 建设用地高密度区主 要集聚分布在闽东南沿海的闽江口、厦门湾和泉州湾三大城镇密集区及台湾西部的台北、台中和 高雄三大都会区。这种空间相关关系的探讨对于认识闽台人口和社会经济的空间分布及福建省 建设用地未来的发展具有重要的意义, 也对福建省社会经济发展政策的制定提供重要参考依据。