基于MAPGIS系统的海洋矿产资源评价的应用

随着地理信息系统（GIS）技术逐渐走向成熟和应用领域的迅速扩大，传统的矿产资源评价技术和手段发生了重大的变革，完整的空间信息数据库的建立和功能完善的GIS分析能力，为矿产资源勘查评价提供了新的信息处理方式和工具。本文探讨了GIS数据组织和空间分析技术在海洋矿产资源评价中的应用方案，并基于MAPGIS开发平台介绍了某些实现方法和途径。     

空间信息网格服务工作流模型及其应用

现有的空间信息网格应用系统缺乏对计算资源的有效组织及管理方法,无法满足复杂空间业务流程化建模及计算任务协同化处理的需求.从数据与功能相互分离的GIS软件架构角度出发,采用活动网络图的方法提出了一种以服务功能建模为基础的新型空间信息服务工作流模型,该模型通过服务功能的组装拆卸及动态聚合能够实现空间信息服务资源的灵活构建及动态迁移,较好地解决了网格环境下空间计算资源的统一组织与按需分配、计算任务的并行化处理等问题.在此基础上,建立了空间信息网格工作流集群的总体框架并讨论了系统的自动负载均衡及流程资源的动态调度机制.研究成果成功地应用于地质调查信息网格环境下的矿产资源储量测算系统,实现了网格环境下复杂空间应用的工作流处理模式,并有效地提高了业务系统的处理效率.     

分布式空间分析运算关键技术

为了提高分布式环境下海量空间数据的空间运算的效率,解决空间分析处理模块在设计上与底层的数据库服务协议、空间数据模型等透明一致的设计问题.分析了分布式空间运算具备的基本特征,从空间运算任务分解和分布式空间数据的划分方法、共享数据复制策略、基于负载的数据划分策略和空间运算框架的缓存机制等几个方面讨论分布式空间信息的运算技术体系,并提出现阶段可行的实现框架.基于本框架开发的系统用于实际应用中,较好地解决了分布式环境下的大规模复杂空间数据运算的效率问题.以分布式环境下的经典空间运算为例进行的试验表明:该框架设计新颖,提高了空间运算效率.      

简单要素模型下多边形叠置分析算法

现有的矢量空间叠置分析多采用拓扑模型,要求建立完整的数据拓扑关系。该文采用简单要素模型,以多边形叠置交运算为例,介绍简单要素模型下空间叠置分析的具体实现,着重讨论多边形交运算的交替搜索算法,在线段求交中对连续出入点、重交点等特殊数据进行处理。在实际应用中,该算法可较好解决大规模复杂数据层的叠置交运算,比同规模的拓扑叠置运算效率高。     

集群并发环境下大规模矢量数据负载均衡算法

为了提高集群环境下网络地理信息系统(WebGIS)大规模矢量数据的并发访问性能,提出了集群并发环境下大规模矢量数据内容网格化负载均衡算法,研究了大规模矢量数据内容网格化方法,集群并发访问时内容网格的自动识别、分析、聚合、反馈算法,实现了面向任务的负载均衡。实验表明,本算法能在大规模、高强度的矢量数据提取和显示中均衡地分发请求,使集群服务器充分发挥其优势从而获得最小的请求响应时间。     

GIS空间数据库的"一库两用"策略研究

GIS有两种普遍的应用需求:空间分析和数字制图,但两种需求对空间数据的要求不完全一致,导致空间数据在同一GIS中无法充分共享。该文探讨能够同时满足两种需求的GIS构建方法。分析地理空间数据存在的冲突,引入"一库两用"思想,建立空间分析型数据模型;利用专家系统机制实现空间分析数据向数字制图数据的转换,转换过程中补充的信息源于专家知识库。该研究有助于解决GIS中数据不一致问题,使GIS更实用、功能更完善。     

利用松弛标记法进行空间场景匹配

相似性度量是地理学中的关键组成部分,被广泛应用于空间检索、空间信息整合及空间数据挖掘中。因为空间场景中实体个数的差异及空间对象间的关系难以精确相等,若执行空间场景的完全精确匹配,可能会使得检索结果为空。顾及尺度差异,从空间场景中进行空间语义理解,建立了多尺度空间场景的形式化描述模型,并提取场景中稳定的特征构建空间场景特征矩阵。建立场景间的初始匹配概率矩阵后,基于松弛标记法迭代更新概率矩阵,直到矩阵收敛于一全局最小值并确定匹配的实体对,从而进行空间场景相似性评估。采用武汉居民地域数据进行场景匹配实验,并对不同邻域搜索半径下的匹配时间及精确度进行对比与分析,实验结果表明,基于松弛标记法的空间场景匹配方法具有较高的精确度。     

出租车轨迹数据的地域间移动模式分析

基于地域的移动模式（zone-based movement pattern,ZMP）的发掘通过对出租车轨迹的聚类分析,同步发掘地域与移动轨迹。该方法通过ZMP的合并达到新地域发掘的目的,并加以距离和专题属性组成的相邻约束以保留移动的方向性、地域的功能属性以及地域间的距离关系。通过连接矩阵迭代计算得到最优合并的ZMP进行合并,从而发掘ZMP,同时通过覆盖度、精准度以及基于这两者的平衡评估因子等对合并得到的ZMP进行评定。通过现实世界的出租车数据进行实验,结果表明该方法高效可行,能合理地实现合并现有区以发掘新地域。     

基于GML的WFS研究与实现

网络要素服务(webfeature services, WFS) 是空间数据互操作的一个重要组成部分, 能为不同GIS数据格式提供要素级的交互.基于地理标志语言(geography markup language, GML) 的WFS能够为Web环境下的空间数据互操作技术和空间信息处理互操作技术提供简单而又有效的基本数据访问、要素编辑(包括添加、删除、更新)、要素的组合查询.通过研究开放式GIS联盟(open GIS consortiumInc., OGC) 的标准规范, 使用MAPGIS基础平台和.NET编译环境实现WFS, 使用XML传输和存储地理信息, 其中包括属性和地理要素的几何属性.最后给出了以MAPGIS平台为基础的基于GML的WFS的体系结构和实现方法.WFS只解决了空间数据互操作的一部分, 为了更好的进行空间数据互操作, WCS、WCTS的实现是必不可少的.      

顾及兴趣点潜在上下文关系的城市功能区识别

城市功能结构的探索对人们理解城市及城市规划有着重要的作用。兴趣点(point of interest,POI)数据作为城市设施的代表,被广泛应用于城市功能区提取。以往对城市功能区研究大多只考虑了POI统计信息,忽略了POI中丰富的空间分布信息,而POI空间分布特征与区域功能密切相关。本文利用空间共位模式挖掘方法挖掘POI潜在上下文关系,提取POI空间分布信息,构建区域特征向量,并进行区域聚类;再利用POI类别比例、居民的出行特征等对聚类结果进行识别。以北京市核心城市功能区为例,将研究结果与北京市百度地图、居民出行特征进行对比验证分析。试验表明,本文方法能识别出具有明显特征的城市功能区,如成熟的娱乐商业区、科教文化区、居住区等。同时,与基于POI语义信息的LDA方法及顾及POI线性空间关系的Word2Vec方法进行对比分析,证明了本文方法的优越性。