基于大地图的地理信息服务模式

当前中国已经进入智慧城市快速发展的阶段,大数据为智慧城市提供了强劲的数据支撑,是智慧城市发展不可缺少的核心内容。该文以众多智慧城市建设项目、科研项目为基础,论述了"新时代"大地图与大数据的关系,重点研究了大地图对地理信息行业服务模式的变革,在这项研究中融合了相关的业务模型,为智慧城市建设中地理信息服务模式的发展提供思路。     

The concept,key technologies and applications of temporal-spatial information infrastructure

Abstract

Smart city is the development of digital city; as its main supporting technology, the digital city geo-spatial framework has to be upgraded to the temporal-spatial information infrastructure (TSII). First, this paper proposes the concept and basic framework of smart city and defines the concept of TSII – processes, integration, mining analysis, and share time-stamps geographic data – and the related policy, regulations and standards, technology, facilities, mechanism, and human resources. The framework has four components: the benchmark of time and space, temporal-spatial big data, the cloud service platform and the related supporting environment. Second, the temporal-spatial big data and cloud service platform are elaborated. Finally, an application of TSII constructed by the Xicheng District Planning Bureau in Beijing is introduced, which provides a useful reference for the construction of smart city.     

TerraSAR-X影像监测新增建设用地的应用研究——以贵阳市为例

随着丰富合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据源的涌现,以其全天时、全天候的独特优势,为我国多云、多雾、多雨区域进行土地利用遥感监测提供了重要的数据源。本文以TerraSAR-X影像为研究对象,首先对SAR影像进行纠正,然后,通过对正射影像构造差异图,最后,结合人工解译,借助GIS手段进行变化信息提取。考虑到SAR独特的成像方式,由于叠掩现象导致纠正后正射影像存在拉花现象,有可能造成部分图斑遗漏。因此,在叠掩区域通过在SAR原始影像进行变化信息发现,从而对遗漏图斑进行补充。通过对比5 m分辨率光学影像监测结果进行精度评估,正确检出率达78%以上。本文通过试验TerraSAR-X影像在贵阳市监测新增建设用地的提取监测能力,为SAR数据在土地资源新增建设用地的变化监测应用进行了可行性试验研究。     

油气资源地质调查大数据架构与应用研究

分析了我国油气资源地质调查数据共享及应用服务存在的主要问题,简析了国内外油气大数据研究现状。基于我国油气资源地质调查服务目标和主流大数据建设技术,提出了油气资源地质调查大数据逻辑架构和应用架构,并展望了油气资源调查大数据中心在油气地质调查、盆地协同研究、社会公益服务等方面的应用。     

基于空间大数据的智慧城市脉动可视化研究

随着智慧城市信息化建设热潮的日益高涨,全国各地政府纷纷响应国家部委号召打造智慧城市应用典范,而地理空间公共信息平台是其建设重要组成部分。基于平台已汇聚海量数据基础,开展客观反映城市发展脉搏的数据分析并以通俗易懂的形式可视化表达是本文研究的重点。通过以天津中新生态城为例,利用Canvas Web可视化渲染技术,搭建基于B/S架构的海量数据可视化平台,实现城市发展脉动规律的时空动态展示。     

基于智慧城市的可持续城市空间发展模型总体架构

在智慧城市建设上升为国家战略的大背景下,以城市人口、经济、资源、环境等历史数据分析为基础的传统城市空间发展模型面临着数据来源与研究框架的革新。本文首先阐述了智慧城市与可持续发展理念产生的时代背景、概念内涵、相互关系,进而在梳理国内外可持续发展视角下的城市模型相关研究基础上,认为智慧城市建设为城市模型研究提供了更为精细、实时、全面的数据来源,拓宽了城市模型研究的时空尺度,并在城市系统运行模拟与仿真方面提供新的技术手段。本文从城市数据监测采集与互联共享、城市系统运行问题梳理与综合分析、城市空间发展模拟仿真与决策评估、城市空间发展规划体系4个层面尝试构建基于智慧城市的可持续城市空间发展模型总体架构,对于丰富城市可持续发展研究理论框架,指导智慧城市空间规划与建设实践具有重要意义。     

自然地理学的大数据研究

大数据给科学研究带来了机遇与挑战,但针对自然地理学的研究很少.基于此,该文结合大数据理念,立足自然地理学特点,分析了自然地理学的大数据源、大数据研究方法及相关变革.认为自然地理研究中的大数据源主要包括遥感大数据、地面传感器数据、自发地理信息和地理成果累积数据,对地观测、自动感知和自发地理信息是其主要生产方式.自然地理的大数据研究方法重点在地理信息科学的升级与变革,集中在数据-信息-知识的处理过程中.大数据背景下自然地理研究将向数据密集型范式转变,地理研究将实现新的综合,应用性地理学得到发展,研究队伍结构更加多元化,众包研究成为新的方式.要在自然地理研究中充分合理地使用大数据,还需要数据开放与共享政策的支撑,同时有必要开展大数据地理学研究.     

一个新的花岗岩成因分类:基于变质岩深熔作用理论与大数据的证据

花岗岩目前的ISMA分类不是一个系统的分类,花岗岩分类可能需要从花岗岩的起源来考虑。花岗岩源自变质岩,可能是来自地幔或玄武质岩浆底侵带来的热导致的下地壳底部发生部分熔融的熔体形成的。因此,花岗岩与变质岩源岩有成因联系和因果关系,变质岩为母,花岗岩为子。根据埃达克岩与残留相平衡的理论,埃达克岩形成于斜长石消失线之上。那么,出现在石榴石出现线之上的是什么花岗岩呢?出现在石榴石出现线之下的又是什么花岗岩呢?本文即尝试从这个思路来探讨花岗岩的分类,并采用大数据方法予以佐证,得到的初步结果可以将花岗岩分为3类:(1)位于斜长石消失线之上的为高Sr低Y型花岗岩(高压,代表加厚的地壳);(2)位于斜长石消失线与石榴石出现线之间的为低Sr低Y类型花岗岩(中压,代表正常厚度的地壳);(3)位于石榴石出现线之下的为高Y型花岗岩(低压,代表减薄的地壳)。大数据研究的结果支持上述分类,给出的地球化学标志大体是:Sr含量为400×10^-6,Y含量为(20~35)×10^-6。     

利用倒数灰度熵和改进Chan-Vese模型进行SAR河流图像分割

为了进一步提高合成孔径雷达(SAR)图像中河流分割的精度和速度,提出了一种基于人工蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取与改进Chan-Vese(CV)模型相结合的分割方法。考虑SAR图像中河流目标和背景类内灰度的均匀性,提出了基于蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取方法,以此对河流图像进行粗分割;针对基本CV模型收敛速度低、对初始条件敏感的问题,利用图像边缘强度取代Dirac函数,将粗分割结果作为改进CV模型的初始条件,对河流图像进行细分割。大量试验结果表明,所提出的分割方法无须设置初始条件,运行速度快,分割精度高。     

三维坐标转换参数估计的平方根矩阵法

针对三维坐标转换模型参数估计的核心是旋转矩阵的表示方法这一客观事实,该文通过对现有三维坐标转换模型中不同旋转矩阵的表示方法进行研究,依据任何一个方阵都可以惟一地分解为一个对称矩阵与一个反对称矩阵之和的矩阵理论,提出了一种使用反对称矩阵表示旋转矩阵的新方法,并详细推导了基于布尔莎模型的三维坐标转换算法——平方根矩阵法;最后,根据文献算例对该方法进行实验分析。实验结果表明,该算法适用于大旋转角,且相较于方向余弦法、罗德里格矩阵法和单位四元数法具有计算收敛速度快、精确度高的优点。