中国数字地质调查系统的基本构架 及其核心技术的实现

数字地质调查系统是贯穿整个地质矿产资源调查全过程的软件,涵盖地质矿产调查、矿产资源勘查、矿体模拟、品住估计、资源量估算、矿山开采系统优化等内容。考虑数字地质调查系统的应用技术层面,从数据“层”模型、数据流“池”技术、不同阶段数据模型继承技术、数据互操作技术等几个方面讨论了核心技术及其实现,通过基于无缝一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达,在实体或矿块的矿床建模技术与品住估计、储量估算等方面展现了全地质调查过程的数字化,不但为地质人员应用高新技术降低了门坎,而且极大地提高了研究精度和效率,丰富了成果的表现形式和服务形式。随着数字地质调查系统的完善和应用水平的提高,数字地质调查系统将成为中国地质调查的主流软件体系。     

基于XML的元数据技术在GIS中的应用

阐述了元数据的概念,介绍了目前国际上的几种元数据标准,分析了地理空间元数据技术在地理信息系统的重要地位,并结合具体的项目实践经验阐述了在地理信息系统中使用XMLSchema表示元数据结构、使用XML对象表示元数据、使用XML编辑器编辑元数据以及在关系数据库中使用树形拆分法存储元数据的方法。     

一种改进的不规则三角网格曲面切割算法

三角网切割是实现三维地质建模和模型分析的关键算法, 它的效率直接决定了建模算法的效率.通过建立三角网的方向包围盒(oriented bounding box, OBB) 树实现曲面间的碰撞检测, 然后对发生相交的三角形对统一计算交点, 通过对顶点坐标归一化完成曲面切割后的快速重构, 并针对不同的曲面类型采用不同的切割分类方法进行2侧切割结果的划分.阐述了算法的实现过程并展示了切割后的图形效果.      

基于线框模型的复杂断层三维建模方法

建立了包含复杂断层面地质体的三维数学模型.为准确表达复杂地质体各要素的空间几何形态及其相互之间的关联关系,设计了线框单元体模型,并提出了整体描述断层面的技术思路,解决了地层交错情况下断层面和地层面的模拟难题;在上述基础上,结合平面地质图数据,实现了复杂地质条件下三维地质体模型的构建.     

基于MAPGIS的地下管线信息系统设计

借助现代计算机和日益成熟的地理信息系统（ＧＩＳ）技术建立地下管线信息系统,以动态管理地下管线信息数据,是地下管线现代化管理的必然途径．结合地下管线的特点提出了地下管线信息系统设计的一般准则和要点,介绍了基于ＭＡＰＧＩＳ基础平台二次开发的地下管线信息系统ＭＡＰ／ＰＩＰＥ的结构及系统的应用情况．     

局部空间自相关及其在勘探地球化学中的空间聚集研究

运用局部空间自相关Moran的Ii和G*i指数,研究8 130 km2区域内采集的1∶20万水系沉积物1 482个组合样点的空间聚集情况,与基于稳健统计学的地球化学异常下限确定方法所圈定的异常范围对空间聚集范围进行对比。结果表明,局部Ii指数能够很好地探测出程度较弱和范围较小的空间聚集,局部G*i指数适合于程度较强和范围大的高高聚集探测,所探测出的空间聚集范围较大。使用该方法所发现的地球化学空间聚集范围和程度符合客观实际,与已知矿床(点)吻合很好。     

元胞自动机和克隆选择算法的蓝藻水华预测模型

针对蓝藻水华频发影响水体质量和生态环境的问题,该文以太湖为例,探讨了元胞自动机和克隆选择算法在蓝藻水华预测方面的可行性。使用遥感经验算法计算水体叶绿素a浓度;将叶绿素a浓度分布数据作为预测模型的输入数据,将基于平衡方程的预报模型与元胞自动机进行耦合,对蓝藻水华时空变化过程进行了动态模拟;在预测方面实现了蓝藻水华空间分布情况的可视化,并采用克隆选择算法优化了预测模型中的重要参数。研究结果表明:利用克隆选择算法优化的元胞自动机模型能够在蓝藻水华预测中直观地显示蓝藻水华的时空变化特征;能够在短时间内重复性地预演蓝藻水华的变化过程,为决策者提供有用的参考。     

GIS中矢量多边形网格化问题研究

在实际的GIS空间分析过程中,为了更加简便快捷的实现某些特定的空间分析功能,常常需要将不规则的矢量多边形区域转化为规则的格网区域。该文介绍了矢量多边形网格化的四类算法：中心点归属法、面积占优法、重要性法和面积内插法。其中面积内插法又可分为面积权重内插法、基于表面模型的面积内插法和基于统计模型的面积内插法。同时介绍了各类算法的实现思想,并比较了其优劣及应用范围,认为基于表面模型的面积内插法是一种比较理想且极具发展前景的矢量多边形网格化方法。     

Hyperion高光谱影像坏线修复的局部空间-光谱相似性测度方法

Hyperion高光谱影像中的坏线将直接影响后续应用的准确性。针对Hyperion高光谱辐射率数据的特点,考虑影像中坏线像元与邻近像元在空间和光谱上的相似性,提出了一种局部空间-光谱相似性测度（local spectral-spatial similarity measure,LS₃M）,以实现对Hyperion高光谱数据的描述和坏线修复。LS₃M由空间和光谱两部分的相似性测度构成,前者为欧氏距离度量,后者组合了Canberra距离和光谱相关角（spectral correlation angle,SCA）。考虑到Hyperion高光谱不同波段的辐射率特性,引入信息熵对SCA进行约束。针对相似像元的邻近搜索问题,引入相似度均值与方差对光谱相似性阈值进行动态调整。为验证该方法的有效性,选取了沙漠、草原、森林、城郊、沿海城市和内陆城市6种典型场景的Hyperion高光谱数据进行模拟坏线的定量误差分析和真实坏线的定性评价;通过与邻域均值法及常规光谱相似性测度的对比,证实LS₃M法坏线修复精度更高,稳定性更好。     

基于规则库的三维空间数据模型

三维空间对象的形式复杂多样,对象之间的空间关系尚未形成共识.三维空间数据模型的空间及非空间关系的表达更是难以统一.典型的三维空间数据模型包括面向实体型、面向关系型和混合型3种数据模型,但这些模型存在诸如拓扑操作困难、对象语义描述不完整、关系表达欠缺等一系列不足.通过分析、综合3种模型的优缺点,以顾及拓扑面向实体的三维矢量数据模型为基础,设计了基于规则库的三维空间数据模型.这是一个将关系与对象相统一的新型数据模型.通过对对象关系的分析研究,引入规则的概念,进而构建出规则库,提出对空间对象间关系和结构统一的,完整的表达和管理方式.结合地质、矿山等应用将该三维空间数据模型在多个城市的三维地质应用中进行成功验证.通过应用,说明该模型实现了空间对象的自身结构和对象之间关系的统一表达,具备自定义、可扩展的空间对象关系表达能力,能够适应复杂应用要求,具有良好的应用前景.