GIS时空分析系统的Clifford代数设计与实现

以Clifford代数为理论基础与数学工具,构建了时空分析原型系统：①在兼容多类常用GIS数据格式的基础上,根据Clifford代数空间构建的思想,对现有时空数据模型进行扩展,实现了时间、空间与属性的一体化表达;②定义了可支撑多维度时空分析的几何、度量等Clifford代数算子库;③基于插件的时空分析模型算法构建及集成框架,实现了高维邻域分析、网络分析以及时空栅格数据分析等地学分析算法。实验结果显示,根据Clifford代数所构建的时空分析系统可有效支撑多维时空分析。     

基于游程编码的GIS栅格数据矢量化方法

为了克服传统栅格矢量化方法的各种局限性,提出利用栅格的游程编码和区位表在内存中直接进行栅格图形矢量化提取的有效方法,并描述了算法实现步骤.由于栅格游程编码具有提取方便、压缩比适中、和常规栅格之间的转换便捷等特征,所以本方法的采用使得在计算机内存中处理矢量化栅格的规模、精度、复杂程度和速度有较大提高,可广泛应用于栅格型地理空间分析和遥感图像专题要素类型的边界提取等方面,实践表明本文提出算法具有很高的效率,易于实现.     

房产价格时空演变分析

以时空数据模型及房产价格为研究对象,在同时满足基于特征和事件的空间时态数据模型基础上,结合数据库、统计分析、数据挖掘等技术创建基于位置(栅格)和对象(矢量)相结合的时空数据模型,实现了对马鞍山市房产价格的查询和管理.     

基于栅格数据的最优路径算法分析与设计

最优路径分析是GIS中基本空间分析之一,迄今为止,国内外出现不少关于最短路径/最优路径算法的研究,但其数据模型主要以矢量数据模型或网络模型为主,而建立在栅格数据模型上的最优路径算法的相关研究较少。基于栅格的最优路径算法是一些专业应用模型的基础,如道路通达度模型、城市引力模型、洪水演进过程模型等,其算法设计非常重要。本文在前人的研究基础上,提出一种用于计算栅格最优路径的算法,对其计算过程进行了详细的分析与描述,并根据实验结果总结了其优点和缺点。     

基于模糊理论的时空数据模型及算法解决

针对当前时空数据模型中存在的主要问题,本文提出了一种基于模糊理论的时空数据模型.该模型从时空对象演化的角度出发,结合模糊隶属度的概念,力求精确表达对象演化的整个过程及对象之间的相互关系.在此基础上,进一步分析了该模型的数据结构以及算法解决,为时空数据模型的研究提供了新的思路.     

国际组织时空数据模型的设计与实现

分析了构建国际组织时空数据模型的意义,总结了国际组织数据的时空特征,比较了几种有代表性的时空数据模型的特点及缺陷,对基态修正模型进行扩展和改进,设计了国际组织时空数据模型。在此基础上,设计了国际组织时空数据库,并给出实例。     

一种集成的时空数据模型

时态GIS作为GIS理论和技术研究前沿领域的一个难点问题,越来越被重视,其时空数据模型的设计和实现一直是研究重点.针对现有时空数据模型研究存在的不足,提出了一种集成的时空数据模型.该模型的集成性主要表现在5个方面:静态和时态的集成;矢量和栅格的集成;拓扑和非拓扑的集成;几何和属性的集成;离散和连续的集成.最后,设计和开发了相应的原型系统,并以图斑数据、车辆轨迹数据以及气象卫星云图为例验证了模型的合理性和可行性.     

基于游程长度的二值栅格地理数据水印算法

提出了一种适合于二值栅格地理数据版权保护的数字水印算法。首先,对二值栅格地理数据及其水印特征进行分析;在此基础上,引入游程长度编码思想,对二值栅格地理数据进行游程长度编码;最后,结合人类视觉系统特征,通过修改游程长度奇偶性的方式,将有意义的水印信息嵌入到二值栅格地理数据中。实验结果表明,所提出的算法能较好地保持二值栅格地理数据的视觉特征,有效地解决了目前所存在的二值栅格地理数据水印嵌入难、水印容量低等问题,且对压缩、加噪、裁剪等水印攻击具有较好的鲁棒性。     

基于2维行程的栅格数据快速动态压缩算法

分析了常规2维行程压缩算法存在的不足,在此基础上提出了一种在遍历栅格数据过程中直接快速动态生成2维行程的栅格数据压缩算法.该算法以MD码代替行列号来扫描栅格数据,对于一个2×2的窗口由MD码反解行列号只需转换左上角格网单元,同时以动态线性表代替静态线性表.在提取栅格单元的过程中,直接检测对比格网单元的属性值,动态分配内存来建立2维行程编码.最后,大量实验表明,算法在运行效率和内存占有量方面均优于常规的2维行程压缩算法.     

一种基于对象和快照的混合地表覆盖时空数据存储模型

时空数据模型是数据库和时空数据分析研究热点之一。由于时空数据变化类型多、分析计算复杂及应用范围广,一种观点认为建立通用的时空数据模型具有高度复杂性。本文针对地表覆盖变化时空数据建库和时空分析应用需求,提出了基于对象和快照的混合时空数据模型。该模型用面向对象描述地表覆盖的斑块对象时空过程,组织管理斑块对象时空事件和空间、属性信息,同时用快照描述地表覆盖整体时空分布,组织管理栅格快照,两者通过基于时间和空间位置的逻辑关联关系形成混合模型。模型在表达对象自身变化的时空事件类型基础上,增加了不同分类对象之间互相转变的时空事件表达。该模型既可以用于对地表覆盖历史观测数据组织存储建库,又可以用于支持时空统计分析、时空演变模拟和时空数据挖掘。通过对黑龙江地区地表覆盖时空数据建库、查询检索、整体格局演变分析和斑块变化时空过程检索与表达的试验,验证了模型的有效性。