基于 HBase 的面向语义单元的室内移动对象索引

随着室内定位技术的广泛应用,传感器记录了大量室内移动对象的位置数据,而索引技术作为移动对象数据分析的基础工作也得到越来越多的研究。已有索引技术多是针对室外空间的移动对象,不能支持室内移动对象数据的三维立体性、轨迹的复杂性、随机性等特点,这些索引技术也仅仅关注了移动对象的位置信息,忽略了语义信息,不能有效地支持室内移动对象的管理和分析,并且当面对海量的移动对象数据时,这些架构在传统关系型数据库上的索引都存在性能瓶颈问题。因此,本文提出了面向语义单元的移动对象表达模型,利用语义单元将室内移动对象的位置语义化,设计了SCoII （Semantic Cell Oriented Indoor moving objects Index）索引结构对室内移动对象的历史数据进行索引,能够有效支持语义粒度上的时空范围查询、移动对象语义轨迹查询。索引基于HBase实现,能够适应大规模的并发更新与查询,具有良好的规模扩展性,规避了大数据给传统数据库带来的性能瓶颈问题,实验证明其具有良好的更新和查询性能。该索引的实现方便了基于语义的室内移动对象分析和数据挖掘工作,为今后的分析工作奠定了基础。     

遥感影像内容的语义查询算法与应用

海量遥感影像数据如何进行方便快捷的查询检索与定位,是影像数据存储管理部门所面临的主要问题,同时也是制约影像数据为用户提供更好服务的瓶颈。本文主要分析了当前遥感影像数据库查询检索的几种方式和它们的利弊,进而提出一种在近乎海量的遥感数据中简单、方便、快捷的算法与实现思想。并在已有的影像数据库引擎原型系统上,设计出一种检索查询遥感影像内地物的方法。这种方法以矢量要素的空间信息和属性信息为引导,快速准确的定位地物所在的影像块,为遥感影像的有效管理和应用提供了一种可行的方法。     

一种新的散乱点云数据多级空间索引

散乱点云数据具有数据量大（海量性）、数据表达精细（高空间分辨率）、空间三维点之间无拓扑关系（散乱性）等特征,在对其进行应用前必须进行数据预处理（如去噪、配准、分割等）。而在这些数据处理过程中需频繁的进行邻域查找,如果没有高效的查询索引机制,很难实现数据自动处理。因此,如何进行数据的组织和索引,以提高后续邻域检索和查询等操作的速度,是目前点云数据处理中的一个研究热点。针对现有点云数据采用的空间索引方式的优缺点,本文提出了一种多级格网和KD树混合的空间索引,该索引提出变分辨率格网索引与KD树的混合索引模式,简称MultiGrid-KD树索引。该方法在保持网格索引算法实现简单查询效率高等优点的同时,解决了单一分辨率数据冗余的问题。以故宫太和殿的点云数据为例,对本文提出的MultiGrid-KD树索引算法和KD树、八叉树等经典算法做对比。结果表明,本文索引方法在最邻近点查询以及四邻域查询的效率上均优于KD树,以及八叉树索引。     

福建生态环境信息图谱数据库系统设计与实现

本文在福建省生态环境基础信息图谱,各类型单元的归并与属性信息的提炼,定量指标确定的基础上,设计研制了福建生态环境综合信息图谱数据库系统。同时探讨了生态环境综合信息图谱和属性数据双向查询与检索, 以及在不同尺度下显示图谱空间格局与属性数据的关联查询。     

基于Shark/Spark的分布式空间数据分析框架

随着空间数据的与日俱增,传统依托于单节点的空间数据管理方法,已难以满足海量数据高并发的需求。云计算的兴起带来机遇与挑战,分布式技术与数据库技术的优势互补,为云计算下高效的数据管理提供了可能。本文提出一种在分布式计算引擎（Shark/Spark）中集合之关键技术（包括空间数据映射、空间数据加载、数据备份及空间查询等）,将空间数据库对空间数据的高效存储、索引及查询优势与分布式计算引擎对复杂计算的优势相结合,实现一种基于Shark/Spark的分布式空间数据分析框架。在具体实现中,通过空间自定义函数和空间函数下推2种方式实现空间查询,结果表明,影响返回结果数据量的空间查询更适合下推给空间数据库完成,而不影响返回结果数据量的空间查询,利用分布式计算引擎直接运算更有优势。同时,通过与现有的一种分布式GIS方案（ArcGIS on Hadoop）对比发现,空间数据库的空间索引可有效提高查询效率,空间数据管理也更加独立。     

空间数据库引擎及其解决方案分析

解决用户应用系统与空间数据库间的数据传输成为空间数据库能否得以充分利用的关键问题。在众多解决方案中,空间数据库引擎备受关注。本文对几种常见的空间数据引擎ArcSDE、OracleSpatial、SpatialWare、DB2SpatialExtender和ImformixSpatialDataBlade以及SuperMapSDX ,从存储模型、进程管理、空间查询与索引、数据缓存技术以及二次开发等方面进行了分析。     

MFSTR-tree：面向Argo海洋浮标的时空数据索引

针对Argo海洋浮标数据的准实时性、海量性、时空异变性等特点和多种查询应用需求,分析了当前时空索引方法的优势与不足,提出了一种多频率STR-tree索引与格网索引的混合索引结构MFSTR-tree。该方法在首先轨迹束层利用动态轨迹束作为叶节点生成STR-tree结构,将STR-tree索引结构灵活、数据冗余少的优势进一步扩大;接着通过轨迹束的多种频率在采样点层构建格网索引,实现在查询效率上的提升;同时给出了该结构插入算法和查询算法的具体描述。本文以中国Argo实时资料中心提供的2015年海洋浮标数据为例,将该方法与HR-tree和STR-tree方法进行了构建效率和查询效率的对比实验,结果表明该方法在保证了构建存储效率和时间效率的同时,有效改善了原有STR-tree应用于Argo数据中的查询效率问题。     

珠穆朗玛峰自然保护区生态环境数据集成方案

多源生态环境数据的科学组织与集成方法,对开展区域生态环境研究意义重大。本文以西藏珠穆朗玛峰国家级自然保护区为例,研究典型高原生态环境系统的数据特征和组织分类、数据模型构建、编码和元数据等有关数据集成的关键问题。设计了生态环境数据集成概念模型框架,从数据集分层组织、属性编码和元数据标准制定等多层面描述其基本语义结构,建立了珠峰自然保护区多源生态环境数据库。通过CASE工具Microsoft Visio2003建模和数据预处理,无缝集成FGDB(File Geodatabase)数据库中的生态环境专题信息;结合空间认知规则,并叠加要素类所表现的语义特征,实现面向数据集成分析的基本信息提取,乃至产生新的知识和规律。本文提出的珠峰自然保护区生态环境数据组织和集成方案,形成了一套初步可行的"数据集成-信息提取-知识发现"生态信息流映射机制,为区域生态环境研究提供了实用、可靠的数据基础保障。     

基于 HBase的海量地理空间数据的空间索引模型构建与优化

传统关系型数据库在海量地理空间数据的存储与管理上面临着高并发访问规模限制、数据库扩展能力不 足等困难.非关系数据库如 HBase等以其强大的扩展能力与计算能力为该问题提供了新的思·与方法.空间索 引模型和分布式存储模式设计是影响基于非关系数据库的海量地理空间数据的存储与查询效率的关键因素.对 当前主要基于 HBase的索引模型和空间数据存储设计进行了研究,设计了基于行政区划编码与矢量要素编码结 合的 RowKey(行键),使空间数据在 HBase存储中得到很好的聚类效果,并针对要素重叠与边界划分等问题提出 了一种基于四叉树ＧR树的改进的空间索引模型.该模型基于四叉树结构将空间数据划分为多个子网格,为?一个 子网格构建 R树索引,利用 Hilbert(希尔伯特)曲线对子网格进行编码,并设计了基于 MapReduce的并行化索引构 建算法和相应的空间查询算法.经实验测试,该存储设计和空间索引模型具有较好的查询效率.      

空间数据引擎关键技术与应用分析

地理特征相关信息的一体化存储与访问是GIS软件平台研发的关键技术。在扩展关系数据模型的支持下,利用成熟的商用扩展关系型数据库管理系统存储和管理海量空间数据,是发展大型GIS平台空间数据库管理系统行之有效的技术方法。本文对几种典型的空间数据库管理平台ArcSDE、OracleSpatial、InformixSpatialDataBlade、DB2SpatialExtender和MySQLSpatialExtensions从存储模型、进程管理方案、空间查询和索引以及数据缓存技术等方面进行了分析。     

省级国土规划管理信息系统的设计与实践——以广东省为例

国土规划的信息化能有效促进对国土资源开发、利用、整治和保护等的综合性战略部署,是国土管理的发展趋势及必要手段。本文针对省级国土规划的特点,将GIS技术和网络技术相结合,提出建立适用于不同用户群体的省级国土规划管理信息系统。其中,基于网络(B/S结构)的国土数据上报系统和基于桌面(C/S结构)的国土规划空间分析系统可以有效地集成国土信息,实现国土规划基础地理信息建设和更新,并形成省、地/市、县/市三级结构的国土信息监测网络体系,为省级国土规划实施和相关部门管理与综合决策分析提供技术支撑。本文以广东省国土规划管理信息系统为例,从系统设计原则、框架设计与系统功能模块设计等,阐述了如何将GIS技术和网络技术相结合来构建国土规划管理信息系统。     

中国区域地质志空间数据库结构设计

在MapGIS平台上,采用关系数据库模型以及统一的系统库,设计了中国区域地质志中各类专业图数据库图层命名的原则,各类要素编码的方法,各类属性表的内容、结构,开发了数据库管理系统和一系列辅助软件,在提高建设数据库的效率和保证数据库质量精确的同时,实现了数据库系统用户访问、数据共享、数据查询等多种功能.中国区域地质志系列图...     

基于MapObjects的旅游GIS开发应用——以圆明园为例

旅游信息系统的出现为旅游业繁杂的数据管理,多元成果展示和空间数据分析提供了最为快捷、方便和准确的方法和手段。本文以圆明园风景区为例,以组件式地理信息系统软件为基础平台,在分析MO特点和应用的基础上,论述了利用MO控件设计和开发旅游地理信息系统的方法并结合VB语言定制开发了圆明园旅游信息系统。该系统是在专业GIS工具系统的功能支持下,结合旅游部门空间信息管理、分析和决策的实际需要,探索传统旅游信息发布管理方式与GIS技术进一步结合的关键技术问题,开发了地图漫游,属性查询、统计分析,公共信息检索、园区管理等实用性功能,为实现旅游信息的多源、实时、动态、形象管理提供了快速有效的技术途径。     

虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现

本文首先在分析地学虚拟环境和虚拟地理信息系统的同时 ,指出当前虚拟地理信息系统在数据模型上的不足 ;然后具体介绍了我们设计的虚拟地理信息系统数据模型 ,在该数据模型中通过引入结构对象 ,支持地理数据在空间数据库中的管理和在地学虚拟环境中表达 ;同时介绍了该数据模型基于主动式面向对象数据库的实现 ,并在其支持下的地理对象中引入了对象事件属性 ;最后文中给出系统应用示例图。     

基于ArcGIS的地震活断层多源数据组织与管理研究

"中国地震活动断层探测技术系统"获取的全国20多个重点城市多源地震探测数据,旨在满足城市地震抗震设防的空间数据基础建设以及城市发展规划、土地利用、重大工程选址应用的迫切需求,分析不同来源的地震探测数据特征,建立中国活动断层探测与地震危险性评价数据库的概念模型。在此概念模型上,结合ArcGIS的GeoDatabase模型给出了城市活动断层探测数据库具体逻辑模型,并按照地震系统确定的活动断层信息管理系统与基础数据库统一的建库标准和数据规范,实现多种活断层探测数据的统一整理和装载入库,完成了全国多个重点城市的活断层探测多源数据库建设,为"中国地震活动断层探测技术系统"各分工程的实施提供了数据保障和数据服务。     

Development and application of water environment management information system based on ARCGIS Engine

Embedded ArcGIS Engine can improve development efficiency of environmental information system. The authors designed the structure, functions and database of the Yongjiang River Basin Water Environment Management Information System （YRBWEMIS） through the integration of ArcGIS Engine software with VC. The spatial data and attribute data in the YRBWEMIS are stored and managed separately. The system functions include display, query., statistics, spatial analysis and thematic mapping for water pollution sources, water quality, water function regionalization and catchments region.     

区域土地信息集成管理模型（RLI2M）与应用

为解决国土系统间复杂而独立的各个业务系统之间的集成与共享中所存在的一系列问题,在传统土地信息系统集成模式基础上,提出了区域土地信息集成管理模型(Regional Land Information Integration Model,RLI2M)。通过基础数据与业务数据的分离,实现同一区域内不同业务系统在同一地图上的集成化应用。研究对数据仓库应用中的操作数据存储(Operational Data Store,ODS)进行扩展,根据国土资源应用特点提出土地信息操作数据存储(Land Information Operational Data Storage,L-ODS),将业务数据与基础数据实现隔离,利用面向事务处理方式提高了系统的响应速度,成功实现"一张图"应用与系统响应效率提高;通过统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)中的消息/返回机制实现业务系统间的信息流与业务系统内的工作流的无缝集成,解决了传统集成方式中无法因数据结构与业务流程的差异,而对不同业务系统难以实现连接的问题。模型增强了跨系统间的集中监管,最大程度上避免了各业务系统各自监管所带来的弊端,对土地资源的集约化应用具有一定的技术参考意义。     

Marine Engineering Geological Exploration Information System（MEGEIS）：A GIS-based Application to Marine Resources Exploitation

Based on the ArcGIS geographic information system and the ORACLE database management system,this paper reports our studies on the technology of Marine Engineering Geological Exploration Information System(MEGEIS). By analyzing system structure,designing function modules and discussing data management,this paper systematically proposes a framework of technol-ogy to integrate,manage,and analyze the seabed information comprehensively. Then,the technology is applied to the design and development of the Bohai Sea Oilfield Paradigm Area Information System. The system can not only meet the practical demands of marine resources exploration and exploitation in the Bohai Sea oilfield,but also serve as a preparatory work in theory and technology for the realization of the 'Digital Seabed'.     

基于MapX的工程测量信息系统设计与实现

采用GIS管理测量数据是提高城市勘测效率的重要基础。本文介绍了利用MapX组件开发广州市建设工程测量信息系统,实现了建设工程测量图形与属性数据之间的双向查询。侧重研究建设工程测量的数据组织形式,以及空间信息和属性信息之间的关联。实验证明,利用MapX组件能高效地建造建设工程测量信息系统;系统中的空间数据结构设计合理,能较好地实现建设工程测量数据的录入、查询以及综合管理等系统要求。     

Development and application of water environment management information system based on ARCGIS Engine

Embedded ArcGIS Engine can improve development efficiency of environmental information system. The authors designed the structure, functions and database of the Yongjiang River Basin Water Environment Management Information System (YRBWEMIS) through the integration of ArcGIS Engine software with VC. The spatial data and attribute data in the YRBWEMIS are stored and managed separately. The system functions include display, query, statistics, spatial analysis and thematic mapping for water pollution sources, water quality, water function regionalization and catchments region.