空间信息网格中远程空间连接查询的优化

随着空间信息网格的建设,网格平台上管理的空间信息资源越来越丰富,这促进了空间信息网格中空间数据分布式查询的应用需求,而在分布式空间查询中,空间连接查询操作往往成为性能的瓶颈.根据空间信息的特点,通过利用网格计算资源来优化空间连接查询的执行.首先基于网格服务构建网格平台分布式空间数据查询软件结构,通过设计远程空间连接执行服务利用网格平台中的计算资源;根据空间信息的特点.采用基于Kd-Tree空间分区并行连接的方法提高远程空间数据连接操作执行效率,并给出了远程空间连接执行的查询代价模型;然后根据连接代价模型设计了远程空间连接查询执行计划优化生成算法;最后总结了本文工作并探讨了下一步研究方向.     

面向土地利用调查的时空数据库构建技术

为了满足"一调""二调"等不同时期土地利用变化数据管理与分析的需要,文章在分析时态数据库构建中存在的问题的基础上,引入变更事件、重建事件和多基态,建立了基于事件组的多基态修正模型,实现了"一调""二调"土地利用数据一体化存储;针对"一调""二调"空间数据不一致的几何重建和语义转换问题,提出通过重建事件表实现重建前后要素归档及查询;同时,针对土地利用数据管理的现状以及数据形态,提出了土地利用变更增量提取、时态拓扑关系构建的方法,实现了土地利用时空数据库的构建。最后,以武汉市汉南区数据为例开发了原型系统,实验结果表明本文提出的模型、方法具有较强的实用性。     

基于机器学习的稀疏样本下的土壤有机质估算方法

采用GRNN（Generalized Regression Neural Network）和RF（Random Forest）2种机器学习方法构建土壤有机质预测模型,以提高稀疏样本情况下的土壤有机质估算精度。依据北京市大兴区农用地2007年的土壤有机质采样数据,按MMSD准则（Minimization of the Mean of the Shortest Distances）抽稀为8种不同采样密度的样本（分别为2703、1352、676、339、169、85、43、22个样本）,分别采用GRNN、RF和Ordinary kriging对各采样密度下的未知采样点进行预测,采用交叉检验的方式验证各采样密度下未知样点的预测精度。随着采样点密度的下降,样点间的空间自相关性逐渐减弱,半变异函数的拟和精度变差,预测点结果误差增大,预测的置信度降低。当抽稀到43个和22个采样点时,样点间的空间自相关性接近歼灭,半变异函数的决定系数较低且残差较大。普通克里格受到采样点数量和采样密度、样点的空间结构的影响比较明显,其预测精度随采样点数量的下降而下降。在85个采样点及以下时,其预测值与观测值之间没有显著的相关性。GRNN和RF的预测精度受采样密度的影响不大,其预测精度在一个较小的范围内波动,其预测值围绕观测值在一定阈值空间内震荡波动,具有较好的相关性,在85个及以下的采样密度时,预测精度相对普通克里格有较大的提升。普通克里格法不适合在稀疏样本条件下空间插值计算,尤其是在空间自相关性比较弱的情况下。机器学习模型能充分学习土壤间环境信息、样点空间邻近效应信息,兼顾属性相似性和空间自相关,具有更好的稳定性和适应性,不容易受到采样点数量、构型和采样密度等因素的影响,即使在采样点空间自相关性很弱的情况下也能做出稳定预测精度。     

2003~2014年中国种植业产值增长及贡献因素分析

基于统计数据,采用对数平均迪氏分解模型,从全国和省域2个尺度研究农作物播种面积、单位面积产值、增加值率、价格变化等因素对2003~2014年中国种植业增加值的影响方向与程度,以期为农业政策调整和差别化的种植业生产策略制定提供依据。结果表明：① 12 a间种植业增加值增加了25 608.4亿元;农产品生产价格指数的提升、单位面积产值的快速增加叠加上农作物播种面积的稳定增长,导致研究期间种植业增加值的明显上升;种植业增加值呈现“北进中移”的发展趋势,长江中下游区、黄淮海区、西南区等省域的种植业增加值明显增加。② 各因素对各省域种植业增加值的作用方向和作用强度呈现出一定的差异性,农产品价格指数的明显提升和单位面积产值的快速增加是大部分省域种植业增加值快速增长的主要推动力,而农作物播种面积的稳定增加也起到比较明显的正向促进作用;新疆和内蒙古农作物播种面积的正向效应明显,北京、上海和浙江农作物播种面积的负向效应明显;东部沿海省域和直辖市增加值率的负向效应比较明显。     

遥感影像样本数据集研究综述

随着机器学习、深度学习等人工智能技术在遥感领域的不断应用与发展,基于海量样本的数据驱动模型已经成为遥感影像信息提取的一种新的研究范式,其对样本数据的规模、质量、多样性等提出了更高要求。最近,国内外众多学者和研究机构相继发布了一系列遥感影像样本数据集,为大数据时代下遥感影像的信息提取和智能解译等奠定了研究基础。然而目前尚缺乏对上述影像样本数据集的综合分析,针对这一问题,本文在文献检索与分析的基础上,归纳总结了124个具有一定影响力且应用广泛的遥感影像样本数据集并对其元数据进行了分析,并提供了数据来源、应用领域与关键词的发展变化,分析了数据集在空间、时间、光谱分辨率上的差异,以应用领域为依据将其划分为场景识别、土地覆被/利用分类、专题要素提取、变化检测、目标检测、语义分割等8个类别并以部分数据为例进行了具体分析,总结了深度学习模型在数据集上的研究进展,并针对稀疏样本导致的模型过拟合问题,探讨了样本时空迁移、小样本和零样本学习、样本主动发现、样本生成等在遥感影像信息提取中的应用前景。本文首次对遥感影像样本数据集进行了综述研究,可为相关领域科研人员提供数据参考。     

面向过程的建设用地全程监管时空数据组织模型

本文针对建设用地全程监管多环节、多数据及关系复杂等特点,基于全程监管业务过程和业务需求,提出了面向过程的建设用地全程监管时空数据组织管理模型,探讨了模型组织与存储方式以及回溯与重建操作的实现方法。该模型实现了对建设用地全程监管时空数据语义的一体化组织和表达,可以通过增加辅助表的方式在关系型数据中实现,并能够简单高效的支持用地地块和用地项目的回溯与重建操作,提高建设用地全程监管的效率。     

国家级产地环境管理评价系统设计与实现

针对现有区域性产地环境信息系统的构建方式无法有效管理全国范围内海量产地环境信息的问题,该文从国家级产地环境系统的需求入手,设计了基于SOA的分布式系统结构,建立国家级产地环境管理评价系统,以网络服务方式实现对全国产地内采样点和地块基本信息的采集、存储和可视化管理。系统利用块克里金插值方法对地块重金属指标进行估算,依据国家标准进行土壤质量评价和食用农产品、无公害产品、绿色食品的耕作适宜性评价。运行结果表明,系统具有良好的稳定性、伸缩性和重用性,能够为同类型的国家级信息系统的建设提供参考。     

地球信息科学在旅游休闲领域研究的辩证审视

随着经济社会的发展,旅游休闲已成为人民对美好生活追求的重要方式,也是将“绿水青山”“冰天雪地”转换为“金山银山”的重要载体。然而,旅游休闲发展不平衡、不充分的矛盾亟待解决。地球信息科学为旅游休闲领域提供了一套基于空间系统的分析框架和方法,大数据技术的快速发展也使得地球信息科学在旅游休闲领域的研究得到广泛关注和应用。然而,二者的结合研究并不是研究对象和研究理论、方法之间的简单交叉,且大数据在旅游休闲研究中存在数据有偏性、多源异构数据的融合、技术迭代等问题。为此,围绕着地球信息科学在旅游休闲领域的研究现状、学科贡献、研究局限性及未来方向,以“地球信息科学在旅游休闲领域研究的辩证审视”为主题,荣幸地邀请了旅游管理、地球信息科学、地理科学等领域的12位代表学者展开专家笔谈。基于专家们的观点,总结发现地球信息科学在旅游休闲领域研究中扮演着关键角色,具体体现在：(1)为研究者深入理解旅游者行为、旅游目的地特征等多维度旅游现象提供了丰富的空间数据和分析方法;(2)为旅游休闲领域的研究提供了深刻的时空认知逻辑和人地思维;(3)突破了传统旅游休闲领域研究的精细度不够、尺度单一的不足,提高了对旅游休闲复杂...     

基于WSRF的网格空间服务及其管理

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。     

综合空间相关性和区域分异性方法的上海海洋环境监测站位优化

综合无机氮和活性磷酸盐的海水水质类别现状进行空间分区,拟合无机氮和活性磷酸盐全局半变异函数和局部半变异函数。通过留一交叉检验方法确定统计推断方法,无机氮采用分层克里金插值方法,使得平均绝对误差和误差方差最小;活性磷酸盐采用普通克里金插值方法,使得平均绝对误差和误差方差最小。原则上调整现有站位数的10%,综合考虑对无机氮和活性磷酸盐插值标准差的变化影响,以及对不同水质类别面积的影响,确定去掉冗余的7个历史站位。7个站位均分布在劣四类水区域的长江口南支、北支、和杭州湾北部近岸区域,这些区域站点密集,水体中各要素含量变化不大,水团混合较均匀。优化删减掉的7个站位调整到三类和四类水质分区中,或者无限制区域的优化调整,发现调整优化的站位主要分布在水质类别变化过渡的区域,因此,不同水质类别的分界带以及海域边界处是站位调整优化的关键区域。