多时相空间信息的动态可视化方法的研究及应用

目前如何处理地理信息随时间变化的动态特性成为GIS的重要研究方向之一。本文设计和实现了用于多时相空间信息几何特征、属性特征、属性专题统计特征的动态可视化的一些方法,建立了一套矢量动态符号库用于在地图上展示时空数据的几何和属性信息随时间变化的动态特性,实现了一组专题统计动态图表用于展示时空数据的属性专题统计结果随时间变化的动态特性。     

线要素多尺度表达的一种新方法

本文依据多比例尺条件下矢量数据的绘制原理,提出了多尺度线化简与线选取方法。多尺度线化简算法依比例尺将空间坐标转换为像素坐标,根据像素坐标删除曲线中重合点与共线点,综合后的曲线与原始曲线在各比例尺下绘制结果相同;多尺度线选取算法利用仿射变换结果快速计算线要素之间的连通关系,然后渐进删除长度小于阈值的悬线与孤立弧段,保持了线要素的连通性。对不同类型数据的实验验证了本文算法的有效性和可行性。     

中国中部地区耕地集约利用时空比较分析

耕地粗放利用直接影响耕地生产力,从而危及粮食安全。分析粮食主产区中部地区耕地集约利用水平,对揭示未来中部地区耕地利用及生产力情况具有重要作用。本文从土地利用分类角度归纳总结出耕地集约利用内涵,选用全局主成分法评价了中部地区耕地集约利用,通过聚类分析法对比分析了中部地区各省耕地集约利用水平时空变化规律。研究表明:近10年来中部地区6省耕地集约利用水平总体上升;各省增幅差异较大,增幅阶段性明显;中部地区耕地集约利用水平存在区域差异;各省耕地集约利用水平差异越来越大。     

基于GIS的历史自然灾害数据库设计与实现

本文提出了利用空间数据库和GIS技术整理分析方志、古籍的研究方法,结合《中国古代重大自然灾害和异常年表总集》中记载的各种自然灾害信息,采用面向对象的Geodatabase数据模型,建立了中国全区域的,多朝代的,多自然灾害要素的,带有地理特征的关系型数据库,实现了数据的统一描述与管理,并根据专题数据制作了单一灾害要素、多种灾害要素的专题地图,可视化分析了历史自然灾害的时空分异,最后将地图进行网络发布以实现数据共享。结果表明GIS有利于方志、古籍的数字化整理与分析,实现了以信息技术保护、传播和有效的利用方志资料。     

利用多尺度Hough变换提取高分辨率SAR图像建筑物L型结构

提出了一种利用多尺度Hough变换从高分辨率SAR图像提取建筑物L型结构的方法。针对高分辨率SAR图像建筑物L型结构的特点,建立了建筑物L型结构简化几何模型,并采用从粗到精的思路利用多尺度Hough变换提取建筑物L型结构方向线。并提出了一种L型结构组合度函数对提取直线进行编组,确定建筑物L型结构的方向和拐点。最后,采用基于扫描线的方法计算L型结构线宽,得到完整规则的建筑物L型结构。多幅真实机载高分辨率SAR图像实验结果表明,本方法可以有效地提取高分辨率SAR图像建筑物L型结构,提取结果与实际位置吻合较好。     

鄱阳湖湿地地理信息系统建设及其关键技术研究

以鄱阳湖湿地为研究对象,建立了集知识、模型和决策为一体的鄱阳湖湿地基础地理信息系统,在一定程度上解决了湿地生态经济建设中环境污染及水文监测、洪涝灾害预测、湿地土地规划时空演变模拟以及水利枢纽建设等不同行业相关业务之间既紧密联系又相互隔离的矛盾。     

论地理国情监测的技术支撑

地理国情监测是新时期空间信息科学的重要使命。对地理国情监测的必要性和内容进行了讨论,逐一剖析了空天地一体化遥感技术、全球卫星导航定位技术、网格GIS技术、地理信息网络服务、多维时空数据挖掘技术、空间信息云计算技术等在地理国情监测中的地位和作用、面临的问题和发展建议,以期为全面实现地理国情的定期监测、日常监测和应急监测奠定技术基础。     

电离层总电子含量时空特征分析及分区建模

利用地统计方法研究了全球VTEC时空分区特征,提出了IONEX单天产品发布的改进策略和VTEC时空分区建模方法,包括组合函数与IRI2007模型背景场建模方法。纬度10°～70°、经度60°～180°范围内单天VTEC分区建模与结果分析表明,分区建模极大地降低了模型的复杂性。上述两种方法均可得中低纬分区B13约为高纬分区A23中误差（2～3TECU）的2倍,验证了顾及VTEC时空特征分区建模的有效性。     

海岛礁及周边复杂环境动态三维建模

对海岛礁及周边包括海浪、潮汐、潮流、温度等在内的复杂环境要素及其特点进行了分析。针对海洋复杂要素的特点,提出了适用于海洋高动态的面向可细分对象的时空数据模型,能够有效地对高动态及交互性较强的对象进行建模。以舟山群岛附近海域为例,对海岛礁及周边复杂环境进行了动态三维建模,并在Geoglobe等平台上进行了验证。实验表明,该模型对海岛礁及周边复杂环境建模有较好的实用性。     

一种顾及异常区域的海温多尺度分区方法

空间聚类分析是空间数据挖掘的主要方法之一,旨在发现海量数据中潜在的空间分布模式和异常特征。此处采用空间聚类分析和多尺度分析相结合的策略对海温进行多尺度气候分区。首先,针对气候时间序列特征和异常区域特征,提出一种顾及异常区域的多尺度分区方法;进而,分别采用传统方法和新方法对海温进行多尺度气候分区,通过比较分析发现新方法更优越;最后,利用气候指数对分区结果进行验证,说明新方法是有效的。