轨迹大数据: 数据处理关键技术研究综述

针对轨迹大数据的高效点-轨迹k近邻（point to trajectory k nearest neighbor, P2T_kNN）查询处理需求,提出了一种融合时空剖分和轨迹分段的轨迹组织方法,其核心思想是在对轨迹作时间剖分的基础上,利用离散全球网格系统（discrete global grid system, DGGS）在空间上进行再次剖分,从而利用两次剖分得到的时空单元编码来索引落入其中的轨迹片段。在此基础上利用分布式列式存储技术设计了面向轨迹大数据的P2T_kNN查询处理框架,提出了一种顾及轨迹数据空间分布的自适应空间单元搜索算法,即通过分析轨迹数据在给定时间约束下的空间分异特征,动态调整空间单元的搜索步长,从而提升了轨迹稀疏区域的处理效率。针对亿级轨迹的实验结果表明,该方法适用于轨迹大数据的P2T_kNN查询处理,在轨迹稠密与稀疏区域的平均查询响应时间均小于1 s。     

湖北交通运输大数据存储应用平台设计与实现

针对当前湖北省交通运输数据的存储管理与应用瓶颈,结合目前大数据技术的发展背景,本文基于Hadoop生态体系设计与实现了针对湖北交通运输业务的大数据存储分析平台。文中从总体架构、存储结构、扩展架构、数据接入与治理、分布式任务调度的设计实现到平台的应用场景进行了论述,并使用10年的高速公路数据与具体业务场景对平台进行了存储与效率实验。实验结果表明,相比传统关系型数据库,该平台在数据存储、查询计算方面均具有非常明显的优越性。     

M-Quadtree索引:一种基于改进四叉树编码方法的云存储环境下空间索引方法

为了解决基于"键-值"模型的云存储环境仅支持简单的关键字查询,不支持多维空间查询的问题,提出了一种新的分布式空间索引方法——M-Quadtree索引。在索引构建过程中,设计了一种基于改进四叉树的空间数据划分方法,该方法规定了叶节点区域的最小数据量,通过四叉树叶节点的再合并,解决了划分后各子区域间存储量不平衡的问题,并且满足了MapReduce并行化要求。给出了MapReduce框架下M-Quadtree索引的快速构建、查询与更新算法,并在搭建的Hadoop平台进行了关键参数对索引效率的影响以及不同规模数据下索引的创建、查询和更新试验。与现有分布式空间索引的对比试验及分析结果表明,M-Quadtree索引在数据存储量负载均衡、算法并行化和空间查询效率等方面表现得更好。     

应急地理信息数据管理探讨

应急地理信息作为地理信息的重要组成部分,涉及众多行业部门,要想有效地利用应急地理信息资源,对应急地理信息数据管理的研究则非常重要。本文以应急地理信息的分类、资源目录管理、采集与入库、授权与共享为主要研究内容,结合数据管理原型对研究内容进行了实践开发。为建设应急地理信息服务平台积累了经验,为政府应急部门快速利用应急信息分析研判、处置应急事件提供了技术支撑。     

Variability of atmospheric freezing level height derived from radiosonde data in China during 1958–2005 and its impact to cryosphere changes

Atmospheric air temperature data from 92 stations in China’s radiosonde network were used to analyze changes in the freezing level height (FLH), glacier snow line, and ice edge from 1958–2005 (48 years) and to examine the impact of these changes on the cryosphere. In general, the FLH, glacier snow line, and ice edge exhibited latitudinal zonation, declining from south to north. Trends in the FLH, glacier snow line, and ice edge showed spatial heterogeneity during the study period, with prevailing upward trends. Temporally, the FLH, glacier snow line, and ice edge trends differed on various time scales.     

陆表植被碳汇计量管理平台设计与实现

为了实现陆表植被碳汇量精准计测和森林资源的可持续发展,本文采用C#面向对象高级程序设计语言,利用组件式GIS技术和第三方UI控件进行开发,建立了一套现代化、信息化的管理平台。该平台实现了GIS基础操作、森林基础数表、森林资源二类调查、森林观测数据后处理和森林经营辅助决策五大功能模块,构建了较为系统的陆表植被碳汇计量管理基础业务体系。满足了森林资源管理和经营的需要,实现了对森林资源一体化经营和管理。     

不动产空间数据二三维一体化存储设计与应用探讨

通过对不动产空间数据和ArcGIS的GeoDatabase数据模型的分析,设计了不动产登记空间数据成果二三维数据统一存储的规则和方法,从而为不动产登记成果的二三维系统应用提供了数据支撑。     

降雨量、土壤蓄水量对流动沙地土壤水分深层渗漏的影响

土壤水分深层渗漏是陆地近地层水分循环的重要环节。利用土壤水分深层渗漏记录仪对毛乌素沙地典型流动沙丘不同深度土层的土壤渗漏水量连续进行两年定点监测。结果表明：（1）2016年生长季（4月1日至10月31日）降水量为2017年的1.93倍,但50、100、200 cm沙层的渗漏水量分别是2017年同期的4.53、5.53,5.22倍。同时,渗漏水量与降雨量及土壤蓄水量的波峰较一致。（2）强降雨对深层渗漏水量的影响较大,土壤蓄水量的变化也与深层渗漏水量密切相关;降雨量较小时,土壤蓄水量与深层渗漏水量之间的关系更为密切。在连续降雨过程中,越往深处,渗漏的产生通常是多次降雨过程累积的结果,将土壤蓄水量作为中间变量,能更好地分析土壤深层渗漏过程。（3）当天蓄水量与次日渗漏水量的相关系数较高,土层越深,深层渗漏水量与土壤蓄水量的相关系数增加,二者之间的线性拟合的R²也相应增加。     

贵州省不同强度区域性凝冻过程环流形势对比分析

利用贵州省84个气象站逐日观测资料以及再分析资料,对4种不同强度区域性凝冻过程进行对比分析。结果表明：500 hPa位势高度场上中高纬度的亚洲东部区域距平场呈现“+-”的分布或有切断低压分布,贝加尔湖至中国华北地区以经向环流为主;850 hPa风场上云南南部以南受偏南风和西南风控制,并且在江南至华南存在西南或西风急流,是4种不同强度凝冻过程中形势场共性特征。500 hPa高度场上中高纬度地区呈两槽一脊或一槽一脊分布;风场上850 hPa东北风回流和700 hPa西南急流形成上暖下冷的形势场,同时850 hPa形成稳定低层切变线;温度场上存在冷-暖-冷的夹心结构,近地面层0 ℃线维持在900 hPa以下,均是较强等级以上的区域性凝冻过程中形势场共性特征。而对于一般性区域性凝冻过程,500 hPa位势高度场上呈多槽脊分布,风场上是否存在东北风回流和低层切变线,温度场上是否存在冷-暖-冷的夹心结构以及近地面层0 ℃线位置等特征均不统一。温度剖面图上,当近地面层0 ℃线位置最低时或出现冷-暖-冷的夹心结构时段与凝冻过程影响范围最广、灾情最重的时间段对应。     

卫星遥感接收数据的管理与软件开发

卫星遥感接收数据是遥感影像应用的重要数据来源,因此对特殊格式的海量接收数据的存储和管理成为卫星遥感应用的重要环节。采用多层存储模式对数据分类、分级存储,建立空间数据库管理空间数据和属性数据。基于ArcEngine开发技术建立卫星接收数据管理平台,实现空间数据的快速查询和属性数据的自动入库等高效管理功能。