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  • 地理空间分析综合应用
    廖柳文, 秦建新
    地球信息科学学报. 2016, 18(9): 1217-1226. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2016.01217
    PDF全文 (8317) HTML (128)   可视化   收藏
    Baidu(6) CSCD(8)

    本文选取环长株潭城市群为研究区域,以Landsat TM影像解译后的土地利用数据、MODIS影像计算的植被指数,以及人口、经济和气候数据等为数据源,基于“压力-状态-响应”框架模型构建湿地生态安全评价指标体系对该区域2000-2010年湿地生态安全进行综合评价。结果表明:(1)环长株潭城市群2000、2005、2010年湿地生态安全指数均值分别为0.7268、0.7151和0.7196,湿地生态安全状态“良好”,生态安全等级程度为“较安全”。(2)环长株潭城市群区域差异性明显,一级湿地生态安全区主要分布在洞庭湖周边,二级湿地生态安全区沿主要河流分布,三级湿地生态安全区主要分布在2个或3个城市之间的交界区域。(3)研究期间环长株潭城市群湿地面积变化明显,该区域湿地总面积逐年减少;森林沼泽、草本沼泽、湖泊、河流、水田的斑块分维数均呈增加趋势;水库/坑塘、河流破碎度指数明显高于其他景观类型,湿地生态系统服务价值总体减少。在此基础上,从土地利用变化与转型、湿地景观结构与功能、自然因素等方面对影响该区域湿地生态安全的主要驱动因子进行了分析。结果表明,人类社会经济活动直接作用于湿地生态环境,通过改变区域景观和土地利用结构使湿地面积发生变化,直接影响湿地生态安全。气温、降水等气候因素通过改变水热状况和植被覆盖,间接影响湿地生态安全。针对该区域湿地生态安全存在的问题,建议在发展过程中正确处理好经济与生态环境之间的关系,尽可能减少人类活动对湿地生态环境的干扰。

  • 地学信息综合研究
    路明月, 何永健
    地球信息科学学报. 2008, 10(2): 190-194.
    Baidu(77) CSCD(12)
    三维点云是三维GIS重要的数据来源,也是三维GIS对地学空间对象、现象进行表达、描述以及建模的重要手段。点云数据的高效组织是对其进行各种分析处理的基础,为此本文在对三维坐标点按照一定的规则进行排序的基础上,采用规则空间八叉树与平衡二叉树相结合的嵌套复合结构进行组织,大大加速了三维点数据基于坐标的查询检索,为海量点云数据的进一步分析操作奠定了基础。最后,文中对该复合组织结构进行了内外存相统一的设计与实现,并验证了该方法的正确性及有效性。
  • 全球卫星气候遥感数据
    曹冬杰, 郑照军, 唐世浩, 王园香
    地球信息科学学报. 2015, 17(11): 1341-1347. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2015.01341
    Baidu(1) CSCD(1)

    同其他卫星相比,NOAA卫星搭载的AVHRR积雪产品,具有长达10 a的长时间序列数据集,能够应用于长时间、较大区域范围的积雪覆盖变化分析。由于不同卫星使用的反演算法,波谱宽度和大气订正等不完全相同,故需对不同卫星积雪产品数据集进行一致性检验,将卫星积雪产品更好地应用于气候分析研究。本文采用一种新的评估方法,对空间分辨率为0.05o×0.05o的AVHRR积雪产品与IMS和MOD10A1积雪产品,分别在空间和时间变化上进行对比分析,对AVHRR积雪产品数据集进行检验,发现AVHRR与MODIS积雪产品具有较好的一致性。

  • 本期要文(可全文下载)
    朱庆
    地球信息科学学报. 2014, 16(2): 151-157. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00151
    Baidu(80) CSCD(27)

    三维GIS是当今乃至未来GIS技术的主要标志性内容之一,它突破了空间信息在二维地图平面中单调表现的束缚,为各行各业以及人们的日常生活提供了更有效的辅助决策支持。本文重点介绍了三维GIS的数据模型、数据库管理和可视化分析等关键技术及其研究进展,并以武汉市为例展示了三维GIS对城市立体空间的整体表达,为大城市、全市域的三维数字城市建设奠定了基础,最后探讨了在智慧城市建设与城市安全中三维GIS将发挥日益重要的时空信息承载引擎与空间智能技术支撑作用。

  • 地学模型与网络
    吴学文, 晏路明
    地球信息科学学报. 2007, 9(3): 104-108.
    Baidu(263)
    通过对普通Kriging法理论的深入理解,在ARCGIS和GS+软件平台上,以福建省一月均温为例,进行了深入的探索性空间数据分析,从数据的特征和规律出发探讨了普通Kriging插值法主要参数设置的依据和变异函数模型选择的方法。并用研究所获得的参数和变异函数模型对福建省一月均温的空间分布进行模拟,为合理的空间插值提供了一种较为清晰的思路。
  • 本期要文(可全文下载)
    李德仁
    地球信息科学学报. 2012, 14(4): 419-425. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2012.00419
    Baidu(86) CSCD(22)

    空天地一体化对地观测网不仅是最具发展前途的高新技术领域之一,也是保障国家安全、经济社会发展的重要基础设施。本文首先全面论述了对地观测网研究的主要理论问题、关键技术、发展现状和趋势;然后,介绍了国产卫星遥感数据的一体化综合快速处理技术,在此基础上论述了广义空间信息网格的概念和内涵;最后指出,需以提供快速、精确和实时的空间信息服务为目标,加快开展对地观测网的理论与技术研究,推进数字地球走向智慧地球的转变。

  • 陆锋, 刘康, 陈洁
    地球信息科学学报. 2014, 16(5): 665-672. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00665
    PDF全文 (4151) HTML (174)   可视化   收藏
    Baidu(77) CSCD(33)

    人类个体/群体移动特征是多学科共同关注的研究主题。移动定位、无线通讯和移动互联网技术的快速发展使得获取大规模、长时间序列、精细时空粒度的个体移动轨迹和相互作用定量化成为可能。同时,地理信息科学、统计物理学、复杂网络科学和计算机科学等多学科交叉也为人类移动性研究的定量化提供了有力支撑。本文首先系统总结了大数据时代开展人类移动性研究的多源异构数据基础和多学科研究方法,然后将人类移动性研究归纳为面向人和面向地理空间两大方向。面向人的研究侧重探索人类移动特性的统计规律,并建立模型解释相应的动力学机制,或分析人类活动模式,并预测出行或活动;面向地理空间的研究侧重从地理视角分析人类群体在地理空间中的移动,探索宏观活动和地理空间的交互特征。围绕这两大方向,本文评述了人类移动性的研究进展和存在问题,认为人类移动性研究在数据稀疏性、数据偏斜影响与处理、多源异构数据挖掘、机器学习方法等方面依然面临挑战,对多学科研究方法的交叉与融合提出了更高要求。

  • 本期要文(可全文下载)
    刘洋, 刘荣高, 陈镜明, 程晓, 郑光
    地球信息科学学报. 2013, 15(5): 734-743. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2013.00734
    Baidu(58) CSCD(43)

    叶面积指数表征叶片的疏密程度和冠层结构特征,体现植被光合、呼吸和蒸腾作用等生物物理过程的能力,是描述土壤-植被-大气之间物质和能量交换的关键参数。目前多种卫星传感器观测生成了多个区域和全球的叶面积指数标准产品。本文综述了基于光学遥感数据的叶面积指数反演进展:首先,介绍了叶面积指数的定义和在生态系统模拟中的作用;然后,阐述了基于光学遥感反演叶面积指数的基本原理;在此基础上,论述了基于植被指数经验关系和基于物理模型的两种主要遥感反演算法,讨论了2种算法的优点和存在的问题,并总结了现有的主要全球数据产品及其特点,论述了产品检验的方法和需要注意的问题;最后,总结了当前叶面积指数反演中存在的问题,并展望了其发展趋势和研究方向。

  • 刘扬, 付征叶, 郑逢斌
    地球信息科学学报. 2015, 17(9): 1080-1091. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2015.01080
    PDF全文 (3520) HTML (194)   可视化   收藏
    Baidu(22) CSCD(18)

    高分辨率遥感影像的目标分类与识别,是对地观测系统进行图像分析理解,以及自动目标识别系统提取目标信息的重要手段。本文综述了当前国内外在可见光、红外、合成孔径雷达和合成孔径声纳等遥感影像的目标分类与识别的关键技术和最新研究进展。首先,讨论了高分辨率遥感影像的目标分类与识别问题的主要研究层次和内容;其次,深入分析了高分辨率遥感影像目标分类与识别,在滤波降噪、特征提取、目标检测、场景分类、目标分类和目标识别的关键技术及其所存在的问题;最后,结合并行计算、神经计算和认知计算等技术,讨论了目标分类与识别的可行性方案。具体包括:(1)高性能并行计算在高分辨率遥感图像处理的主流技术,并给出了基于Hadoop+OpenMP+CUDA的高分辨率遥感影像混合并行处理架构;(2)深度学习对于提升目标分类和识别精度的应用前景,以及基于深度神经网络的多层次遥感影像目标识别方法;(3)认知计算在解决遥感影像大数据不确定性分析的模型与算法,并讨论了层次主题模型的多尺度遥感影像场景描述方案。此外,根据媒体神经认知计算的相关研究,探讨了遥感影像大数据的目标分类和识别的发展趋势和研究方向。

  • 论文
    袁金国, 王卫
    地球信息科学学报. 2005, 7(3): 97-103.
    Baidu(119) CSCD(11)
    多源遥感数据融合是遥感技术向纵深发展的必然趋势。本文对多源遥感数据融合算法的应用特点,从基于像元的融合、特征的融合以及决策级融合3个层次上进行了详细的分析,并以河北丰宁县为例,说明遥感数据融合方法在遥感信息提取中的具体应用:对所用数据进行预处理,然后对1999年Landsat TM数据进行主成分变换,前3 个主成分占总信息量的97.8%,主成分逆变换后的结果影像更清晰,层次更丰富。信息提取时选择TM全色和主成分变换后的多光谱数据融合后的影像,波段4、3、2和波段5、4、3的彩色合成方案,并对植被指数和穗帽变换后的绿度指数进行了分析,遥感影像与DEM以及与GIS空间数据的信息融合也可以提高遥感信息提取的精度。最后分析了多源遥感数据融合尚待解决的问题及努力方向。
  • 本期要文(可全文下载)
    裴韬, 李婷, 周成虎
    地球信息科学学报. 2013, 15(6): 793-800. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2013.00793
    CSCD(6)

    栅格计算因其具有简单的构架成为目前地学分析的主流模型,然而,由于栅格计算平均分配计算和存储资源的弱点,不仅容易产生冗余,更重要的是难以凸显研究对象的突变部分,从而使研究者有可能忽略地学现象的变化特征。为此,本文提出将时空点过程模型应用于地学研究。时空点过程不仅适用于模拟以点事件为基本单元的地学现象,而且由于大多数地学过程可以转化为时空点过程,故其具有更广泛的应用范围。因此,时空点过程不仅是一种数据模型,同时也是地学问题的分析方法,更是观察和理解地学问题的一种新视角。为了实现从点过程数据中提取模式,作者经过多年研究提出了时空点过程层次分解理论框架,该理论与信号处理理论中的谱分析思路类似,首先,假设任意点集为有限多个均匀点过程的叠加,然后,通过点局部密度表达工具K阶邻近距离,将空间点转换为混合概率密度函数,再应用优化方法将混合密度函数进行分解得到丛集点和噪声,最终利用密度相连原理从丛集点中提取模式。该理论框架可适用于绝大多数点集数据,初步实现了点集数据的“傅里叶变换”。

  • 地球信息科学理论与方法
    朱进, 胡斌, 邵华, 罗青, 江南, 张景云
    地球信息科学学报. 2014, 16(2): 165-172. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00165
    Baidu(43) CSCD(8)

    矢量地理数据的高效组织管理是空间数据应用的关键问题之一。矢量地理数据服务作为一种重要的公众空间信息服务,已经得到广泛应用。公众对矢量地理数据服务性能提出了越来越高的要求,包括实时响应、高并发、高吞吐量等。当前的矢量地理数据服务后台数据存储组织,通常基于磁盘和关系数据库,其在面对公众日益增长的需求时已经显得力不从心。本文提出了一种以内存数据库Redis的轻量级矢量地理组织方法,能在高并发情况下有效提高矢量地理数据服务性能。论文首先分析了Redis的存储机制,设计了矢量地理数据库的分层组织模型,利用Redis丰富的数据结构对矢量地理数据及其相关元数据进行存储管理,然后,以网格索引为例,设计了Redis的空间索引,最后,设计Redis的矢量数据引擎原型系统,并进行了实验验证。结果表明,Redis的矢量地理数据库显著提高了响应速度,且并发性能更好,可广泛应用于大型空间数据库前端高速缓存和高性能空间索引库。

  • 论文
    彭永岸, 朱彤
    地球信息科学学报. 2003, 5(1): 16-21.
    Baidu(52) CSCD(5)
    本文对滇池的污染成因进行了综合分析。滇池污染是由两大因素造成的:一是水流太慢,二是污水南侵。从这两大污染因素可以找到两大对策:一是加速湖水流动,二是阻止污水南侵。基于滇池污染实际上是北部污染南部造成的,改变滇池出水口,开挖一条新河道,让滇池水倒流,滇池从原来的下游方换到上游方,城区污水不入滇池,即使进入也能让它快速从北部流出去,北部的污染负荷很容易从北部流出去,南部高水位的水位势压力阻止了北部负荷南侵,解决了滇池污染。
  • 地球信息科学理论与方法
    陆锋, 余丽, 仇培元
    地球信息科学学报. 2017, 19(6): 723-734. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2017.00723
    PDF全文 (2877) HTML (225)   可视化   收藏
    Baidu(4) CSCD(11)

    网络文本蕴含大量隐式地理空间信息,为地理知识获取与知识服务提供了巨大潜能。地理知识图谱是将传统地理信息服务拓展到地理知识服务的关键,也是网络文本蕴含地理信息采集与处理的终极目标。本文系统评述了开放地理语义网、开放地理实体及关系抽取、地理语义网对齐、知识图谱存储方法等地理知识图谱相关主题的研究进展,从网络文本蕴含地理空间信息量与质量评价、地理信息语义理解、空间语义计算模型和异构地理语义网对齐等方面剖析了目前亟需解决的关键科学问题。

  • 论文
    樊晓春, 张雪英, 刘学军, 申琪君, 樊晓明
    地球信息科学学报. 2009, 11(2): 157-162.
    Baidu(40) CSCD(5)
    目前,在智能交通系统应用中,公交查询亟待解决其算法效率和换乘两大问题。对此,本文首先在分析乘客出行因素和公交网络特性的基础上,提出了关键站点的公交网络通达矩阵,分析了直达矩阵的计算原理;其次,阐述了城市道路网络最短路径算法,引入直达矩阵和公交网络通达矩阵,设计了一种公交换乘优化算法。该算法的基本原理:利用公交网络通达矩阵来确定哪些临时标记节点是潜在的永久标记结点,并始终优先考虑直达节点作为最短路径上的节点,从而实现对经典最短路径算法——Dijkstra算法的改进;最后,通过一个案例对该算法进行验证。实验表明,该算法不仅能够获得优于Dijkstra算法的性能,而且换乘次数更加合理。该算法能够适用于一般公交网络,对于换乘代价较高的公交网络更有优势。
  • 地理空间分析综合应用
    王旭, 吴吉东, 王海, 李宁
    地球信息科学学报. 2016, 18(7): 969-976. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2016.00969
    Baidu(1) CSCD(5)

    国内生产总值(GDP)是衡量地区经济发展水平的重要指标,GDP的空间化可以为灾害风险分析等多学科交叉研究提供基础数据。空间化代用数据的选择是社会经济统计数据空间化的关键,本文以京津冀地区作为研究区,将夜间灯光、全球人口密度(LandScan)和亚洲人口密度(AsiaPop)空间分布信息作为代用数据,将市级GDP统计数据空间展布到栅格单元,以绝对误差、相对误差和均方根误差为指标,利用县级统计数据对展布结果进行误差分析,并对比3种数据对GDP空间模拟的表达效果。结果表明:相对于夜间灯光和LandScan数据,AsiaPop模拟得到的综合误差最小;基于夜间灯光和LandScan的GDP空间展布误差格局比较接近,即存在经济较发达的市辖区GDP值被低估、市郊区县GDP被高估的误差“两极区”倾向,而基于AsiaPop的GDP空间展布误差格局与经济发展水平关系不密切。因此,利用单一代用数据很难合理地反映经济活动的空间分布,综合夜间灯光、人口密度、道路和建筑物等多源空间数据是提高GDP空间展布精度的发展趋势。

  • 遥感技术与应用
    韩向娣, 周艺, 王世新, 刘瑞, 姚尧
    地球信息科学学报. 2012, 14(1): 128-136. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2012.00128
    Baidu(78) CSCD(30)
    随着夜间灯光遥感数据的应用日渐成熟和资源环境研究领域,对空间型社会经济数据的需求增加,利用相关分析和回归分析的方法,首次定量探讨夜间灯光数据与统计型的社会经济数据的空间关系。为提高模型精度,按照我国省级行政边界分区建模,分析全国县级的地区生产总值、第一产业、第二产业、第三产业分别与夜间灯光指数的空间相关关系,最终建立全国的1km GDP密度图。结果表明,全国范围的夜间灯光数据与第一产业的相关性不明显,相关系数0.554,模型拟合效果差,R2为0.306;夜间灯光数据与地区生产总值、第二产业、第三产业均有明显的对数线性关系,尤其是与第二产业和第三产业之和,相关系数为0.824,R2为0.679。利用分区模型估算,生成的GDP密度图能较完整地反映全国社会经济分布详况,以及宏观分布特征。
  • 本期要文(可全文下载)
    鲁小丫, 宋志豪, 徐柱, 李木梓, 李婷, 孙维亚
    地球信息科学学报. 2012, 14(6): 775-780. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2012.00775
    Baidu(54) CSCD(9)

    城市交通拥堵严重制约其网络总体效率。开展检测交通拥堵点可有效识别网络瓶颈,以整治交通拥堵现象。对此,本文提出一种新的城市交通时空拥堵点检测的方法:即采用实时路况数据,通过定义时空关联,检测时空意义上长期性、规律性交通拥堵点。本文基于DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法,以成都市为试验区,实现了这种拥堵点检测方法。试验表明,该方法可快速、有效、准确地检测出城市道路严重拥堵路段,并确定其拥堵时空范围,为交通管理、交通拥堵机理分析、交通拥堵预测等提供参考。

  • 地球信息综合分析
    张雪英, 闾国年, 李伯秋, 陈文君
    地球信息科学学报. 2010, 12(1): 9-16.
    Baidu(74) CSCD(28)
    在日常生产与生活中,地址是最常见的使用自然语言描述地理位置的参考系统之一。地址地理编码技术被认为是大量业务数据的GIS实现可视化定位和空间分析的桥梁,在房地产管理、土地管理、城市规划、公安、邮政、税收、电讯和公共卫生等领域中具有十分重要的应用前景。地址要素解析是中文地址编码的核心技术之一。它是将自然语言描述的地址拆分为在某一限定区域内,可以指定某一地理范围的地址要素的过程。实际上,这个过程可以被看作是一种特定的中文分词任务。由于语言和文化的原因,中文地址描述采用连续的字符串,而且普遍存在不规范现象。目前,采用的地址解析方法在较大程度上受限于词典的更新维护和规则的不完备问题。本文以大规模地名词典和地址数据库为数据源,通过系统分析地址要素的构词特征和句法模式,构建了各类地址要素的特征字库,提出了中文地址的数字表达方法,设计了RBAI中文地址要素解析算法,开发了相应的原型系统。实验结果准确率达到92%以上,处理效率达2800条/秒。这表明该方法符合大规模数据处理的应用需求,具有重要的推广应用价值。
  • 遥感技术与应用
    牟凤云, 张增祥, 谭文彬, 刘斌
    地球信息科学学报. 2007, 9(5): 94-98.
    Baidu(107) CSCD(12)
    城市空间形态的形成和变化是城市内、外各种社会力量相互作用的物质空间反映。本文基于历史资料和遥感影像,探讨了近百年来广州城市空间形态特征和演变过程。广州城市空间形态演变依次经历了轮形团块期、触角期、分散组团式、轴向发展期、带形发展期、新的触角期等几个阶段。利用遥感方法对1979~2004年间广州市建成区变化的监测表明,该期间广州先后经历了20世纪80年代的相对稳定期、90年代前期的快速发展期、90年代中后期的平稳发展期和近年来的高速发展期,目前是扩展速度较快的时期。
  • 论文
    彭光雄, 宫阿都, 崔伟宏, 明涛, 陈锋锐
    地球信息科学学报. 2009, 11(2): 225-230.
    Baidu(27) CSCD(10)
    基于甘蔗和玉米的物候特征差异,对多时相影像典型分类方法处理的适宜性和准确性进行了比较研究。并以目视解译结果作为参考数据,利用全样本检验法,对自动分类的结果进行了精度检验。试验结果表明:面向对象法的分类精度最高,总体Kappa系数为0.655,是最适宜的方法;其次是BP神经网络法和光谱角制图法,总体Kappa系数分别为0.635和0.631;而最大似然法和分类后比较法则是不适宜采纳的分类方法,总体Kappa系数分别为0.601和0.577。上述分析可见,它们对遥感分类处理多时相影像识别算法的适用性选取有一定参考意义。
  • 本期要文(可全文下载)
    徐涵秋, 杜丽萍
    地球信息科学学报. 2010, 12(4): 574-579.
    Baidu(81) CSCD(14)
    建筑用地的急剧增加和耕地资源的迅速减少,使得土地利用动态变化监测显得尤为重要。遥感作为监测土地利用动态变化的一种有效手段,已经得到日益广泛的应用。但是建筑用地由于其光谱的异质性,而难以用简单的方法将它们从遥感影像中准确提取出来,遥感建筑用地指数(Index-based Built-up Index,IBI)是针对这一问题提出的。它的构建采用的是三个专题指数波段(SAVI植被指数、MNDWI水体指数、NDBI建筑指数),而不是影像的原始波段。由于这三个指数互为负相关,因此,可以有效地增强和提取遥感影像中的建筑用地信息。通过将IBI指数提取建筑用地的影像处理过程编成可自动执行的模块,并集成于大型的遥感商业软件中,使得影像数据处理和建筑用地信息提取时间大大缩短,提高了建筑用地信息增强和提取的效率。
  • 遥感技术与分析
    明冬萍, 骆剑承, 周成虎, 王晶
    地球信息科学学报. 2006, 8(1): 103-109.
    Baidu(135) CSCD(12)
    图像分割一直是图像处理和计算机视觉领域中的一项关键技术。本文首先从遥感影像地学处理与应用的角度阐述了影像分割技术对于遥感信息提取和目标识别的重要性,然后提出了基于特征的高分辨率遥感影像信息提取技术框架,建立了一套基于特征的遥感影像分割方法及分类体系。同时,鉴于遥感影像分割方法评价的重要性, 阐述了一种高分辨率遥感影像分割方法评价的思路,并对几种典型的基于特征的遥感影像分割方法进行定性和定量的试验和评价,对其各自的性能和适用面进行对比分析。最后,指出了遥感影像特征分割方法所存在的问题及其发展趋势。
  • 地球信息科学理论与方法
    李朝奎, 严雯英, 杨武, 陈果
    地球信息科学学报. 2015, 17(12): 1442-1449. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2015.01442
    Baidu(9) CSCD(3)

    随着信息获取技术的快速发展,地理信息数据每天以TB级的数量增加。三维城市模型数据作为三维GIS的重要内容,在数字城市和智慧城市建设过程中发挥重要作用。由于三维城市模型数据结构复杂,其数据量具有海量性,因此,高效地对三维城市模型进行划分及存储,以满足数据的长效管理及三维GIS系统的快速可视化数据调度和空间辅助决策需求,成为近年的研究热点。以往的数据划分方法导致划分区域在数据调度中变化频繁,使数据更新和管理变得困难,需寻找一种更为稳定且具有普适性的数据划分方法。本文分析了现有三维城市模型数据划分方法的不足,提出了基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法,并对划分后三维模型数据进行统一命名编码;借助非关系数据库MongoDB强大的海量数据组织及高效的多并发访问功能,构建了MongoDB分片集群服务器;对三维城市模型数据进行了单元划分,并采用规则建模软件City Engine进行建模,得到三维城市模型,借助非关系数据库软件MongoDB进行数据存储实验。结果表明,基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法适用于三维城市模型数据划分,划分后数据的存储效率明显提高,MongoDB数据库的多并发访问效率具有良好的稳定性。

  • 地理大数据时空模式挖掘的方法与应用研究
    秦昆, 罗萍, 姚博睿
    地球信息科学学报. 2019, 21(1): 14-24. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2019.180674
    PDF全文 (2260) HTML (106)   可视化   收藏
    CSCD(3)

    21世纪以来的国际关系错综复杂、瞬息万变,给世界的经济、安全、外交等带来了深刻变化。这些变化对中国的内外政策产生了重大影响。全面及时地分析国际关系及其变化特征,对于中国的经济和外交发展规划具有重要参考价值。国际关系研究具有复杂性、及时性、时空性等特点,迫切需要时空大数据分析技术为其提供新的思路和技术手段。大众媒体如报纸、广播等记录着世界上发生的各种各样的事件,蕴含着丰富的信息,相对于记录个人活动的社交媒体数据,其更加适合于对人类社会进行大规模和长时间的分析。GDELT是一个免费开放的新闻数据库,它实时监测世界上印刷、广播、网络媒体中的新闻,对其进行文本分析并提取出人物、地点、组织和事件等关键信息。本文利用复杂网络的理论和方法对GDELT进行网络化挖掘并进一步分析国家关系。首先利用该数据构建国家交互网络,然后通过网络特征统计分析国家之间的交互关系,最后探测国家冲突事件交互网络的时序变化。研究发现:① 国家交互网络具有无标度特性,网络连接在整体和局部上都呈现出不均匀性,少数国家与其他国家有大量交互,大多数国家与其他国家的交互很少;一个国家与少数国家有大量交互,而与大多数国家的交互很少。② 国家冲突事件交互网络的突然变化往往对应一些重大事件。本文的研究可以为大数据时代的国际关系探索提供一个新的视角,同时也为新闻媒体数据的分析提供参考。

  • 本期要文(可全文下载)
    秦静, 方创琳, 王洋
    地球信息科学学报. 2013, 15(5): 662-671. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2013.00662
    Baidu(26) CSCD(9)

    目前,二维的方法不能正确描述现代城市立体空间的发展变化,因此,城市三维空间增长的研究对现代城市的发展具有重要意义。本文基于自组织理论及城市发展的自组织性,改进了Bengguigui等的城市空间模拟三维元胞自动机(3DCA)模型,在模型中添加了中心距离及交通距离评价因子,建立了城市三维空间增长的中心距离模型和交通距离模型。重点介绍了模型中评价因子的计算方法及其隐含的经济学含义、评价函数的构成和元胞空间状态的转换规则。最后使用NetLogo 3D建模工具,进行城市三维空间增长仿真模拟实验,结果表明:添加中心距离与交通距离因子后,城市三维空间增长模型更符合现实中城市三维空间扩展过程;进一步证明了城市发展的自组织性,以及他组织力量对城市向高级别发展的促进作用。

  • 地理信息系统设计与应用分析
    晋蓓, 刘学军, 甄艳, 李灏书
    地球信息科学学报. 2010, 12(5): 700-706.
    Baidu(30) CSCD(9)
    坡长是水土保持、土壤侵蚀和环境评价等研究中的基本因子。在GIS环境下,坡长的提取是基于格网DEM进行的,其结果受到DEM精度、DEM结构、流向提取算法和栅格距离计算方式的影响。在确定分辨率和精度的DEM下,坡长计算误差主要来自流向提取算法和栅格距离计算方式。本文对这两种DEM坡长计算误差源进行了详细的分析,指出集成到ArcGIS软件中的坡长计算模型D8存在较大缺陷,尽管栅格距离计算方式对坡长影响最大误差为8.9%,并可通过统计方式实现整体坡长的修正,但D8算法的单流向特性使得水流方向变得确定和不连续,进而导致坡面单元坡长产生较大误差,因此,利用D8算法进行数值模拟计算需要考虑其精度问题。同时应提高坡长计算的准确性,需要发展更为完善的流向计算方法和坡长计算模型。
  • 陈达伦, 陈荣国, 谢炯
    地球信息科学学报. 2016, 18(2): 151-159. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2016.00151
    Baidu(10) CSCD(5)

    快速高效地查询信息是衡量当前空间数据库性能的重要指标之一。传统的单节点关系型空间数据管理方式难以满足大数据量空间数据查询的需求,特别是高性能的复杂空间多表连接任务需求。鉴此,本文设计并实现了基于Massive Parallel Processing(MPP)架构的并行空间数据库中间件原型系统。系统充分利用无共享(shared-nothing)架构的优势,特别是针对空间数据的特性,设计了并行空间数据划分与导入、并行空间多表连接、空间数据查询优化等算法与模型。首先介绍了近年来并行数据库系统的发展现状,接着阐述了基于MPP架构的并行空间数据库中间件系统的查询计划算法及其系统架构,最后作者对一些大规模数据量做查询实验及其查询结果分析。实验表明,在处理挖掘大规模数据量时,该系统有近似线性的加速比,相比于传统单节点数据库,它能充分提高海量空间数据的复杂查询的性能,解决了空间数据库并行化处理海量数据的问题。

  • 地球信息科学理论与方法
    曹劲舟, 涂伟, 李清泉, 曹瑞
    地球信息科学学报. 2017, 19(4): 467-474. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2017.00467
    Baidu(6) CSCD(8)

    城市空间与居民行为不断交互,相互影响。探究城市空间中的群体活动分布及其时空变化能够帮助数据驱动的城市规划与城市治理。基于大数据的时空间群体活动研究是当前时空大数据研究的一个热点。本文以深圳市为例,基于约1000万手机用户在某一工作日的基站尺度的手机定位数据,识别用户停留位置和停留活动,重建活动语义信息,分析用户的停留点和停留活动的分布差异,研究群体活动的时空分布模式,探讨人群活动模式的多样分布特征。研究表明:停留位置和活动分布存在差异,每人每天平均的停留个数约为2.1个,而每人每天平均从事的活动约为3.4个;不同类型的活动在时间上存在波动;群体活动存在空间分异特征,整体上服从“空间幂律”。本研究揭示了城市空间中群体活动的多样性及其时空分布特征,对于城市居民活动研究、城市交通优化和城市规划具有重要的意义。

  • 牟乃夏, 张恒才, 陈洁, 张灵先, 戴洪磊
    地球信息科学学报. 2015, 17(10): 1136-1142. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2015.01136
    Baidu(35) CSCD(14)

    轨迹数据作为泛在地理信息环境中社会遥感数据的主要表现形式之一,为从个体的视角研究群体的空间移动规律,提供了新的数据支撑和研究思路。特别是在当前的大数据背景下,通过轨迹数据发掘人类的移动规律和活动模式,进而探求蕴含的深层次知识,是解决城市问题的重要途径,轨迹数据挖掘也由此成为地理信息科学及相关学科的研究热点。本文首先阐述了人类移动规律研究常用的轨迹数据集及在该数据集上开展的相关研究和典型应用;然后从城市空间结构功能单元的识别及城市韵律分析、人类活动模式的发现与空间移动行为预测、智能交通的时间估算与异常探测、城市计算的其他4个方面,综述了轨迹数据挖掘在城市中的应用;最后,指出了轨迹数据挖掘面临的挑战和进一步的发展方向。