地图集的地图可视化设计与单幅地图不同,需要以地图集的总体设计思想为依据,在地图设计与表达时反映指标体系的科学完整性,体现地图集的总体协调性。本文以《中华人民共和国人口与环境变迁地图集》为例,详细介绍了以多指标、长时间序列为特征的人口与环境变迁地图的可视化设计与表达方法,包括:系列地图、结构及其数量变化、构成比例变化、数量变化及其对比关系、累积数量变化、多指标数量累积及其对比、相对某一时间基点变化、单指标多年统计特征的变化、单指标两个时期数据的对比等。该方法以对相关指标现状的表达为基础,重点强调制图对象变迁特征,表达指标体系之间的联系和区别。相关地图可视化设计方法可广泛应用于其他类似专题地图的设计过程中。

分布广泛的山地丘陵,地形复杂多样,生态环境脆弱,不合理的土地利用方式会造成生态环境的破坏,导致严重的水土流失。分析山地丘陵区土地利用的地形控制机制,对于山地丘陵区土地利用开发与水土保持等生态保护之间权衡提供科学依据而具有重要现实意义。因此,本文以南方山地丘陵分布较广泛的江西省为例,在SRTM数字高程模型(DEM)的支持下,利用中国资源环境数据中心基于Landsat遥感解译的2000年土地利用数据,分析了江西省土地利用结构与高程、坡度和坡向等地形因子的关系。结果表明地形因子是影响江西省土地利用方式的一个重要因素,具体表现在:(1)随着高程和坡度的增加,耕地面积及占土地总面积的比例都呈下降趋势,南坡耕地面积和比例都大于北坡的耕地面积和比例;(2)在低海拔区,林地面积占土地总面积比例随着海拔高程的增加而增加,当海拔高于400米时,基本稳定;(3)居民点和工矿用地受高程和坡度的影响较大,受坡向影响较小;(4)草地的面积随着海拔的增加呈下降趋势,但其面积比随着高程增加呈缓慢增加,受坡度和坡向的影响较小。

交通道路是城镇用地扩展的重要驱动力因素之一,对城镇用地的扩展具有积极的作用。城镇用地的扩展也不断地对交通道路的发展提出新的需求。目前,众多的数理方法和空间模型已用以研究交通道路与城镇用地扩展之间的相互作用。为了更加有效地分析交通道路与城镇用地扩展的作用关系,以更加有效地研究交通道路与城镇用地扩展的相互作用程度和模式,需进一步探索新的技术方法和手段。本文利用粗糙集理论,以广东省城镇化问题为例,从一个新的角度来研究交通道路与城镇用地扩展之间的关系。结果表明,使用粗糙集抽取的反映交通道路和城镇用地扩展的决策规则可以有效地反映交通道路与城镇用地扩展的关系,对于城镇化的研究具有一定的指导作用。

基于GIS技术和探索性空间数据分析(ESDA)方法,利用京津冀都市区1995-2007年人均GDP数据,对京津冀都市区经济发展水平、经济增长率及其和初始发展水平动态关系进行了深入的研究。研究表明:(1)京津冀都市区经济差异和空间集聚都呈逐步扩大趋势,空间依赖增强,经济差异和空间集聚呈较高的正相关关系,京津冀都市区经济发展水平空间集聚的增加,在一定程度上加大了经济差异。(2)京津冀都市区内部形成了两大空间集聚区,一个以北京、天津、唐山为核心的高经济发展水平的集聚区;另一个是以承德、张家口和保定为核心的低经济发展水平的集聚区。(3)初始经济发展水平局部空间自相关类型不同的区域,经济增长率与初始发展水平的动态关系不同,初始发展水平高的空间集聚区表现出明显的经济收敛性,而初始发展水平低的空间集聚区中的多数地区则有落入"恶性循环累积陷阱"的倾向。

空间拓扑关系一直是GIS研究热点。本文在分析了GIS面目标拓扑关系的基础上,引入粗糙集概念。在Pawlak粗糙集中,把RCC模型中面目标看成粗糙集中的等价类划分,不考虑边界的模糊性和边界,RCC模型的关系表达模型不变。而在变精度粗糙集中,由于引入多数包含β因子,除PO(X,Y)和POI(X,Y)外,RCC模型其他关系表达模型也不会变化,并且这些关系属于β=0的特例。在PO(X,Y)模型中由于两个面目标存在公共相交部分,及X∩Y≠φ。因此,当C(X,Y)≤β,即X与Y中的公共元素的数目,大于X中元素数目的50%时,显然可以得到Y⊇^βX。因此,在变精度粗糙集中,我们认为两个面目标PO(X,Y)有两种集合表达形式Y⊇^βX和Y⊄^βX,并由此作出了POI(X,Y)和PO(X,Y)在变精度粗糙集下的面目标相交拓扑关系拓展图。

网格技术与空间信息技术的结合,产生了空间信息网格。空间信息网格能够汇集各种空间信息资源,进行一体化管理,支持资源共享,提供"按需服务"的能力。"按需服务"要求能根据用户的要求,提供多样性服务,即能自动发现所有满足用户需求的空间信息资源或其组合,并评估各个资源或其组合,按一定目的选择资源,提供服务。但是由于网格的动态性,使得使用者较难得到现势性很好的空间信息资源的信息,直接影响了空间信息网格"按需服务"的能力。将传统的空间信息服务技术直接融入网格不能解决这一问题。为了解决该问题,提高"按需服务"的可靠性,本文根据支持资源状态和服务分离的网格框架W SRF,提出了W SRF设计网格空间服务及其管理的方案。即在空间信息资源节点,除了将信息资源以标准服务的方式提供使用,还以W SRF的方式组织资源的状态并提供访问和订阅;网格中央节点收集、维护和管理各子节点的服务和资源状态信息,提供信息访问接口以支持"按需服务"所必需的资源选择。最后按照该方案实现了一个简单的空间数据网格。

三维可视化已成GIS发展的潮流,这必然会导致空间数据量的激增,通过集群系统和并行数据库系统可以很方便地解决海量数据的存储管理问题。但是,在海量环境下,一般数据库管理系统提供的查询接口,仍然难以满足实时三维场景可视化的速度需求。因此研究C/S模式下海量三维空间数据的高效调度成为三维GIS发展亟须突破的难点。在数据库服务器端和客户端之间加上应用服务器端,提供数据缓存、预调度等功能,减少服务器端磁盘I/O所带来的时间消耗,可以明显加速数据调度。本文系统分析了这种客户端/应用服务器端/数据服务器端模式下三维空间数据通信的难点和主要设计挑战,并针对三维GIS的数据访问特征,设计了一套能满足三维GIS实时调度的通信应用层协议。以ACE中前摄器框架为基础,结合线程池技术提出分层策略,搭建了海量三维空间数据的通信架构,它是一种面向对象的构架,可以方便地进行功能的定制和扩展。