The geometry of space-time prisms with uncertain anchors

Space-time prisms envelop all spatio-temporal locations that moving objects may have visited between two of their known spatio-temporal locations, given a bound on their travel speed. In this context, the known locations are often the result of observations or measurements, and they are called ‘anchor points’. The classic space-time prism, in isotropic two-dimensional space, as well as in transportation networks, assumes that the measurements of these anchor points are exact. Whereas, in many applications, we can assume that time can be measured fairly precisely, this assumption is unrealistic for the spatial components of measured locations (we think of Global Positioning System (GPS) errors, for instance). In this paper, we extend the classical prism from anchor points to circular ‘anchor regions’ that capture the uncertainty or error on their measurement. We define the notion of a space-time prism with uncertain anchor points, called uncertain prism, for short. We study the geometry of uncertain prisms in an arbitrary metric space to make this concept as widely applicable as possible. We also focus on the rims of uncertain space-time prisms, which demarcate the area that a moving object can have visited between two anchor regions (given some local speed limitations).     

Classifying natural-language spatial relation terms with random forest algorithm

The exponential growth of natural language text data in social media has contributed a rich data source for geographic information. However, incorporating such data source for GIS analysis faces tremendous challenges as existing GIS data tend to be geometry based while natural language text data tend to rely on natural language spatial relation (NLSR) terms. To alleviate this problem, one critical step is to translate geometric configurations into NLSR terms, but existing methods to date (e.g. mean value or decision tree algorithm) are insufficient to obtain a precise translation. This study addresses this issue by adopting the random forest (RF) algorithm to automatically learn a robust mapping model from a large number of samples and to evaluate the importance of each variable for each NLSR term. Because the semantic similarity of the collected terms reduces the classification accuracy, different grouping schemes of NLSR terms are used, with their influences on classification results being evaluated. The experiment results demonstrate that the learned model can accurately transform geometric configurations into NLSR terms, and that recognizing different groups of terms require different sets of variables. More importantly, the results of variable importance evaluation indicate that the importance of topology types determined by the 9-intersection model is weaker than metric variables in defining NLSR terms, which contrasts to the assertion of ‘topology matters, metric refines’ in existing studies.     

基于时空大数据的城市脉动分析研究

随着新型城镇化建设成为了国家战略,各地政府掀起了智慧城市建设热潮。在智慧城市建设中,公共信息平台建设是不可或缺的重要基础环节。随着平台的深入运行,逐步积累了大量的城市数据。但是,数据资源中蕴含的知识远未得到充分挖掘和应用,致使数据爆炸但知识匮乏。因此,基于数据时空和专题属性,建立科学的城市数据体系是城市管理的迫切需求;同时,基于数据体系,揭示各类数据随时空变化规律,展现城市脉动发展情况是城市决策重要的依据,也是观察和诊治"城市病"的重要技术手段。我们以中新天津生态城所建成的大数据汇聚公共平台为依托,基于数据挖掘技术手段,针对环境、能源、交通脉动进行研究并取得初步成果,科学地揭示了"城市脉动"变化规律,使平台数据发挥最大价值。脉动分析结果以可视化手段表现,反映城市各项指标脉动变化特征。     

云GIS下智慧城市地理空间信息共享平台构建

目前,我国数字城市已走向面向云服务的智慧城市地理平台时代。云GIS服务平台为政府部门及公众提供了可定制、弹性化的一站式地理信息服务。本文在研究云GIS下地理空间数据的整合模型、服务体系架构,以及部署方式的基础上,深入分析了Arc GIS云平台特点并设计了一套基于云平台的智慧城市地理空间信息服务共享平台——"兰州市城关区数字化社会管理与服务平台"。该平台通过地理云服务集成了虚拟化、网络化、智能化等关键技术,创建了智慧城市社会管理与服务新模式,提高了社会管理效能和质量。     

基于NewMap Server的旅游信息服务系统开发与实现

本文采用NewMap Server将基础地理信息数据和旅游专题数据发布为地图服务和要素服务,通过数据库引擎连接Oracle 11g并建立服务器端的旅游空间信息数据库,将地图空间数据和属性数据进行存储与管理,并结合NewMap Server JSAPI,在Web GIS、物联网等技术的基础上,设计并完成了B/S架构的"数字洛阳旅游信息服务系统",实现了旅游信息资源的空间查询和分析、景区在线实时监控、旅游APP下载等诸多功能,为旅游管理部门和社会大众提供了直观、便捷的空间信息服务,从而方便用户掌握当地旅游资源、了解旅游即时动态、制定个性化的旅游计划。     

全国地质调查协同部署平台建设与应用

地质大调查工作不仅涉及全国基础地质、地质矿产、地质灾害、地质环境等多专业、多比例尺等多种工作手段,还涉及中央、地方、社会等不同资金来源的项目。由于地质工作部署在地质工作中的先行性地位,做好部署方案编制对整个地质工作的开展具有重要作用。全国地质调查协同部署平台建设是为了统筹多种资金来源的地质调查工作,进一步优化地质调查工作部署方案编制,实现工作程度数据、部署专题数据等多源数据的一体化耦合显示、综合分析、部署方案编制等功能。全国地质调查协同部署平台的建立,提供了中央地方共享工作程度数据和地质调查工作部署需求对接的一个重要渠道,以信息化的手段促进了中央地方部署方案"协同"编制。     

面向电子地图应用的地理信息快速更新方法研究

针对电子地图应用中快速更新的问题,提出一种面向电子地图应用的地理信息快速更新的方法。以电子地图的应用为切入点,探讨电子地图快速更新的方式。提出了面向电子地图更新的五层架构,阐述了这一架构的基本流程、变化发现、框架库提取等关键技术。     

贵州洞穴空间格局及影响因素分析

以贵州水文地质图和地形图为基础,利用ArcGIS对境内近5000个洞穴洞口海拔、经纬度提取及所在地层、岩性、水系、构造划分,并运用最邻近指数、空间分析与耦合分析处理,研究了贵州全省4960个洞穴的分布特征,探讨了洞穴空间格局与地理要素之间的关系。通过对贵州洞穴进行点格局分析,得出最近邻指数为0.53,泰森多边形检验其变异系数达72.469%,符合凝聚分布模式;并采用点密度函数将全省洞穴划分为4个集聚区和1个弱影响区,即遵义—铜仁强影响区、毕节强影响区、黔西南—六盘水强影响区、贵阳—安顺—黔南强影响区和黔东南弱影响区。其中贵阳—安顺—黔南强影响区是洞穴最主要的分布区,占全省洞穴总量的36.63%,该影响区面积占全省面积的24.67%。贵州洞穴分布呈西密东疏的分布特征,形成明显的“片状”格局。在其研究背景下,地层、岩性、构造、气候、水文、海拔等因素主要制约洞穴的分布、数量、空间格局及其发育。     

基于语法层的地图综合信息量原则

地图自动综合的一个首要问题是对地图信息进行数量化,信息量正是对地图表达效率数量化的一种重要手段。本文讨论了地图综合在符号语言学上的层次结构,提出在"典型化"约束下,地图综合应遵循的信息量数量变化规律。该规律为地图自动综合结果的评价提供了数学基础,也能用作基于信息量的渐进式自动综合的评价函数。试验证明,该规律符合地图综合实践的结果。     

国际标准电子海图显示中几个关键技术的实现

针对我国建立基于标准电子海图显示信息系统(ECDIS)的关键技术问题,提出了相应的解决方案,包括自主知识产权的国际标准电子海图显示平台,符合国际海道测量组织(IHO)颁布的S-57、S-52和国际海事组织(IMO)颁布的(A)817、(A)694的数字海图显示标准。