基于全球剖分框架的多源空间信息区位关联与综合表达方法

针对全球海量多源空间信息之间关联关系建立困难的问题,提出了基于全球剖分框架的多源空间信息区位关联模型解决方案。首先,采用GeoSOT剖分框架对多源空间信息进行统一组织与管理;然后,根据提出的“对象-面片-数据”空间信息三层组织机理概念模型,设计并实现了基于全球剖分框架的多源空间信息区位关联模型;最后,进行了多源空间信息区位关联模型的综合表达应用实验。实验结果表明:本模型可以有效地建立起地理对象与多源空间信息之间的区位关联关系,可有效提升海量多源空间信息的空间关联与表达应用效能。     

应用剖分遥感影像模板快速提取作物种植面积

全球剖分理论为全球海量遥感影像数据的组织管理和多尺度遥感影像的作物提取和识别提供新的解决思路．结合基于地图分幅扩展的全球剖分模型及其剖分面片的几何特征,阐述剖分遥感影像模板的概念模型和数据模型,提出利用剖分遥感影像模板来提取作物种植面积的处理流程．并给出不同尺度范围提取作物面积适宜选取的剖分级别和影像分辨率。采用高分辨率遥感影像初步尝试对河南省许昌地区小麦种植面积进行提取,通用遥感影像处理软件相比,其精度和速度都有一定的提高．     

边界约束的非相交球树实体对象多维统一索引

针对现有空间索引剖分结构复杂、节点重叠率高及对多维实体对象检索及运算支撑较弱等问题,构建了一种边界约束的非相交球实体对象多维统一空间索引;利用球的几何代数外积表达,提出了基于求交算子的直线-平面和直线-球面的相交判定与交点提取方法,建立了多维实体对象体元化剖分方法及包含边界约束的非相交离散球实体填充算法,实现了实体对象空间均匀、非重叠的分割,并在填充球的个数、重叠率以及对象逼近近似度等约束条件上获得了较好的平衡.定义了最小外包球生成与更新的迭代算法与包含球体积修正的批量Neural Gas层次聚类算法,在尽可能保证球树各分支平衡性的前提下,实现了索引层次体系的稳健构建.利用几何代数下球对象间几何关系计算的内蕴性与参数更新的动态性,实现了索引结构的动态生成与更新,进而设计了实体对象表面及其内部任意位置及区域的检索策略及基于实体索引的空间关系计算方法.基于不同实体对象的模拟实验显示,基于几何代数的实体对象索引可以有效实现多维实体对象表面及其内部任意位置及区域的快速检索,并能在有限时间内以较高的精度实现多维实体对象最近邻距离和动态实体对象相交状态的检索.相对于常用球树索引,所提出的索引方法在填充率、节点重叠率、填充误差、体元个数、层次球个数、体积百分比和时间占用等方面均具有明显优势,且不同分辨率剖分条件下的索引结构及空间关系计算精度具有更高的稳健性,可运用于具有较强时间约束下复杂多维动态场景中对象检索与空间关系计算.     

图像四叉树剖分下的自适应数字水印算法

提出了一种图像四叉树矩形剖分下的自适应数字水印算法。通过对原始图像在多个尺度上进行最小二乘多项式逼近,将图像进行非均匀剖分,并以四叉树结构的形式进行表达。该四叉树结构既实现了对原始图像的逼近,同时携带了图像的纹理结构信息。通过统计各子区域上的剖分网格数目,计算不同区域上水印嵌入的强度,从而实现自适应数字水印方案。实验结果表明,该算法具有良好的透明性和顽健性。     

基于数字图像三角形剖分的信息伪装算法

提出按像素的灰度值作图像区域非均匀剖分的思想,并利用这种思想实现了一种信息伪装算法.视像素的灰度值为拟合数据,用最小二乘法作数据拟合,得到数字图像的自适应非均匀剖分算法,并以图像的非均匀三角剖分为例给出了详细剖分过程.将保密图像的三角剖分信息用四进制数记录,并对公开的数字图像作相同的剖分,将剖分信息及保密图像的灰度信息隐藏于公开的图像中,利用三角形剖分下图像的重构,即得到一种图像信息伪装新算法,其突出优点在于极大地降低了编码和解码的时间.通过不同类型图例的实验,表明带隐藏数据的伪装图像不易被察觉带有隐藏信息, 并且重构图像的质量较好,是一种可行的信息伪装新算法.     

面向高效检索的多源地理空间数据关联模型

地理空间信息往往包含矢量数据、栅格数据和文本描述信息,这些信息之间通常相互联系.如何快速、全面检索和定位这些相关联的信息,是地理空间信息应用中的新需求.为提高地理空间数据检索和分析的性能,该文提出一种面向高效检索的多源地理空间数据关联模型MSGCM.该模型通过提取多源地理空间数据空间信息、语义描述信息、内容描述信息及其关联关系,构建特征要素图,并基于关联模式将多源地理空间对象融合到统一空间中.通过计算不同对象之间的关联强度,构建类似图的关联模型.为提高模型构建效率,提出了一种基于特征索引的分块构建方法.与已有方式相比,MSGCM模型可以有效支持多源地理空间信息的关联,进而能够支持地理空间信息查询、分析及综合展现等多种地理空间应用.实验及分析表明,MSGCM可以有效提高多源地理空间信息关联检索结果的多样性,并具备一定的可扩展性.     

基于剖分理论的遥感影像模板数据模型

随着数据量的增加和应用需求的扩大,遥感数据的高效组织管理和快捷处理速度已经成为制约遥感技术应用的瓶颈,地球剖分理论和高性能计算为上述问题解决提供了一种可能途径。针对上述问题,结合地球剖分模型,在遥感影像剖分面片的研究基础上,提出了剖分面片模板的概念模型及数据模型,设计了基于剖分面片模板的计算模式,构建了一个小型化剖分遥感影像模板数据库,并通过一个模板化应用的具体实例对上述模型进行了部分验证。实验结果验证了模型的可行性,提高了目标检索的效率。     

有向图并行计算中的多目标剖分算法

在以离散网格为基础的某些数值模拟中,网格间的数据依赖关系可以抽象为有向图．如何剖分这些有向图成多个子图,将各子图对应的数值模拟任务映射到不同的处理机,是该类数值模拟并行计算的基础．剖分算法中,需要综合考虑连通性、并行度、负载平衡、通信开销四个目标．文章在传统有向图剖分算法的基础上,提出了一个权衡这四个目标的有向图多目标剖分区域分解算法．应用于二维非结构网格上的柱对称中子输运并行计算中,通量扫描并行算法在该区域剖分算法上获得的并行效率比原来的无向图区域剖分算法高50％以上．     

一种基于MPI和OpenMP的剖分遥感影像并行分割方法

随着遥感数据量的快速增长,组织效率和处理速率成为其快捷应用的瓶颈,地球剖分理论和高性能计算为该问题解决提供了一种可能途径。基于上述思路,设计一种基于MPI和OpenMP的剖分遥感影像并行分割方法。该方法在地球剖分组织理论的研究基础上,针对遥感影像数据进行剖分化处理,依据应用需求确定剖分层级,形成有利于并行处理的影像数据剖分面片集合;在MPI集群计算和OpenMP多核任务处理环境下,对上述剖分面片集进行相应操作的并行化处理,最后把处理后的面片整合为所需要的结果数据。通过一个遥感影像数据K-Means分割的例子对上述方法进行验证。结果表明,该方法能在分割结果保持一致的情况下,有效提高遥感影像的组织效率和处理速度,达到了一定的加速比,实用性较强。     

基于LEPP递变的四面体网格自适应剖分算法

为了更合理地进行四面体网格剖分,提出了一种根据待剖分对象形态不同进行网格密度自适应调整的四面体网格剖分方法。该方法首先采用BCC(body-centered cubic)网格初始化网格空间,并根据表面曲率的大小以及距离物体表面的远近,采用LEPP(longest edge propagation path)算法由外至内对初始化后的网格空间进行不同尺度的细分;然后对横跨表面的网格进行调整,以形成对象的表面形态;最后采用以质量函数引导的拉普拉斯平滑与棱边收缩(edge collapse)的方法对网格的质量进行优化来最终得到待剖分对象的四面体网格。结果表明,该方法所生成的网格不仅具有自适应的网格密度,而且网格质量比常用的Advancing Front算法也有所提高。对于基于3维断层图像或表面模型进行有限元建模,该方法不失为一种行之有效的好方法。     

基于多最小支持度的空间关联规则发现

空间关联规则挖掘可应用于发现空间数据库中大量空间谓词与非空间谓词之间的特定空间关系。论文针对区县道路交通数据提出了一种基于多最小支持度的空间关联规则挖掘算法,并给出了在GIS中进行空间关联规则挖掘的一般方法和流程。该挖掘算法可以从城市道路地理信息数据库中发现用户感兴趣的空间关联规则,经实际应用于城市道路规划管理系统,证明该算法是有效、可行的。     

关联规则在空间数据挖掘中的应用及实现

空间数据挖掘是从空间数据库中抽取隐含知识、空间关系及空间数据库中存储的其它信息的方法。空间关联规则是空间数据挖掘的一个重要研究领域,利用空间关联规则把空间数据库中的数据转化为知识是一个很好的方法。在分析空间关联规则的基础上,用基于关联规则的逐步求精挖掘算法,得出空间数据库中的隐含知识,通过实例证明其方法的可行性。     

基于Map Objects的旅游规划管理信息系统的设计与开发

旅游规划与空间地理信息密不可分,建立其管理信息系统利于旅游区的综合管理与规划.在论述旅游规划管理信息系统开发方式的基础上,提出系统的总体结构和主要功能,确立旅游区数据库综合设计的方法,实现空间数据库与关系数据库的关联和信息数据的图形化显示.结合地理信息系统组件Map Objects,在VB平台上设计实现信息查询检索和统计分析、基本图层操作、旅游区空间分析等功能.时数据库的关联和专题地图制作的关键技术进行分析研究,并对核心代码进行描述.开发的系统经调试运行正常,可广泛应用于各类旅游资源的规划与管理.     

基于关联规则的空间数据知识发现及实现

空间数据挖掘就是从空间数据库中抽取隐含知识、空间关系及空间数据库中存储的其它模式的方法。空间关联规则是空间数据挖掘的一个重要表现形式,利用空间关联规则把空间数据库中的数据转化为知识是一个很好的方法。本文在分析空间关联规则的基础上,用基于关联规则的逐步求精挖掘算法,得出空间数据库中的知识,通过实例证明其方法的可行性。     

基于GIS技术的双层PCB布线的空间剖分算法

双层印制电路板（PCB）通常空间结构及布线线形复杂、约束规则众多,而常用PCB空间结构简单、布线线形单一,不能有效利用PCB的空间关系及拓扑信息引导布线规划。为弥补以前工作的不足,提出一种基于GIS（geographic information system）技术的空间剖分算法,首先利用空间距离与几何要素拓扑关系进行分组预处理,然后引入矢栅一体化模型构建复杂空间及属性约束下的网络模型,基于该网络模型提取区域基准线并利用空间缓冲区技术得到空间剖分结果,从而引导布线规划。实验结果表明,该算法能够在满足所有设计规则的情况下实现100%的布线连通率,同时有效利用布线空间资源;提出的算法布线线形接近人工布线,对于实现复杂场景与多约束下的双层PCB自动化布线具有实际意义。     

基于地理本体的空间数据库概念建模

针对用E-R模型建立空间数据库概念模型存在的不足之处，将本体论的思想和方法引入到地理信息领域。讨论了地理本体的意义及其表达语言。阐述了空间E-R模型的特点，分析了地理本体和空间E-R模型之间的关系。提出了以地理本体为语义基础设计空间ER模型的思想，并用扩展OWL表示的灌溉本体为例，介绍了从地理本体出发，设计空间E-R模型来建立空间数据库概念模型的方法。     

基于光流法的不良视频检测算法

针对用E-R模型建立空间数据库概念模型存在的不足之处,将本体论的思想和方法引入到地理信息领域.讨论了地理本体的意义及其表达语言.阐述了空间E-R模型的特点,分析了地理本体和空间E-R模型之间的关系.提出了以地理本体为语义基础设计空间ER模型的思想,并用扩展OWL表示的灌溉本体为例,介绍了从地理本体出发,设计空间E-R模型来建立空间数据库概念模型的方法.     

地理信息检索关键技术研究综述

互联网上大部分的数字化信息都与地球上的地点和位置关联,信息检索查询中大量地包含地理信息,传统的基于关键字匹配方法没有考虑检索中的空间关系,无法满足此类检索需求。地理信息检索根据地理范围从文档中获取空间语义匹配的地理知识文档,成为国内外信息检索和GIS领域的热点研究方向。提出了一个地理信息检索的基本系统框架,依据该框架对地理信息知识库、地理信息抽取、地理信息检索模型、混合索引和检索可视化等关键性技术进行了分类概括总结。在对已有技术进行深入对比分析的基础上,指出了该领域未来的研究工作和面临的挑战,并提供了大量的参考文献。     

基于移动Agent的地理信息公共服务平台研究与设计

阐述了基于移动Agent的空间信息服务以及移动Agent与空间信息服务结合的优势,在此基础上,对基于移动Agent的地理信息公共服务平台框架和空间信息服务集成流程的实现方式进行了研究与设计。该套框架和流程能够使各级地理信息公共服务平台在不同层面上实现共享与互操作,并为空间信息服务和其他应用/服务之间提供有效的集成机制。     

多分辨率点状地标实时渲染研究

大规模点状地标的高性能实时渲染是地理信息系统和计算机图形技术面临的一项具有挑战性的难题。采用多分辨率的技术是解决上述问题的有效方法,其本质是通过动态控制显示的规模获得最佳的显示效果和性能。根据不同层次分辨率的点状地标的空间分布特点,提出一种基于空间分割和视点高度的显示规模控制方法,推导了帧时间计算公式,由此确定最佳空间分割尺寸。通过两个不同层次点状地标的空间分割和性能测试,给出了最佳空间分割尺寸,验证了基于空间分割的多分辨率点状地标渲染方法的正确性和有效性。