基于着色模型实时构造的海洋流场动态流线可视化方法研究

为了实现海洋流场流向、流速等特征信息的直观高效可视化表达,提出了一种基于着色模型实时构造的海洋流场动态流线可视化方法。设计了一种可适应三维纹理的流线属性信息存储结构,构建面向动态流线的着色模型并进行流线实时构造,实现复杂海洋流场的动态可视化表达。实验结果表明,相较于静态流线可视化方法和基于动态图元的流线可视化方法,该方法显著提高了流场海量数据集的可读性以及流场可视化的渲染效率与表达效果,更直观、流畅地反映了流场的时空特征和复杂动态过程。     

基于Spark的土地利用矢量数据空间叠加分析方法

针对海量土地利用矢量数据空间叠加分析的效率问题,提出了基于Spark的土地利用矢量数据空间叠加分析方法,通过弹性分布式数据集实现索引过滤与叠加计算,为解决空间叠加分析的瓶颈问题做了新的尝试. 实验结果表明,相较基于Oracle数据管理的叠加分析方法,该方法显著提高了空间叠加分析效率,更适合面向海量土地利用矢量数据的叠加分析.     

基于事件和版本管理的逆基态修正模型

在TGIS研究中,低冗余时空数据存储和高效率时空操作是一对难以调和的矛盾.基态修正模型及其扩展的研究重点也在于如何调和这对矛盾体.提出了一种基态修正模型的变体,该模型可基于事件和版本管理实现逆向基态修正,并始终以当前现势数据作为基态,以事件记录每次变更的变化量,以版本标识地理对象的时空状态,可完整地记录地理对象的时空演变过程.在历史操作中,利用版本标识与事件管理时空对象生命周期,通过逆向增量获取历史态.通过在土地利用现状数据变更系统中的应用,证明利用事件与增量该模型能简便地实现地理对象的历史回溯与变更回退,利用版本标识可以快速获取历史态.     

基于LSM-OCTree的时空流分布式调度和存储方案

时空流的高效管理要求顾及数据的时空相关性，支持时空流的高速插入、实时索引和低延迟时空范围查询，而现有的基于HBase等的存储方案，因索引更新开销过大，无法满足高效管理要求。针对时空流的应用特性，提出了一种面向时间分片的时空流分布式调度和存储方法。利用时空流的紧耦合性进行数据划分与调度，以减少查询时数据复制的开销。将采用预分区方式构建的基于日志结构合并树的八叉树（octree based on the log-structured merge-tree,LSM-OCTree）索引作为存储结构，保证时空流的索引更新，实现索引的高效批量合并计算，提高查询性能。实验结果表明，时空动态调度策略优于通用的调度方法，LSM-OCTree索引的合并与更新性能优于常规索引结构。与HBase方案相比，基于LSM-OCTree的时空流分布式调度和存储方案的查询效率提升了20%以上。     

土地利用现状管理信息系统中土地利用多级变更模型的建立及其事务处理机制设计

土地利用变更模型及其事务处理机制是土地利用现状管理信息系统的核心．传统变更模型所支持的变更操作粒度较为单一、事务完整性差、时空语义表现过于单薄．在分析了土地利用变更特点和存在问题的基础上，提出了一种土地利用多级变更模型LU-MCM（1and use multi—level change model），模型以土地利用变迁过程为变更对象，并进一步将之划分为多级变更逻辑单元进行组合描述，而所需解决的长事务处理机制则通过扩展的多粒度树状事务模型实现．土地利用现状管理信息系统的设计和实现证明，该模型对土地利用变迁过程表达效果较好，为土地利用变更数据管理提供了思路．     

一种基态修正模型下的时空拓扑关系表达

传统的基态修正模型仅能显式存储宗地变更的父子关系和变化类型,不能在2个不同时间快照间进行关联检索.在已有时空数据管理方法的基础上引入地理事件,通过事件序列组织差文件来解决前后版本数据库之间时态拓扑关系和空间拓扑关系关联的难题,根据时空地理对象的空间拓扑关系和时态拓扑关系模型,提出了81种时空拓扑关系并进行综合呈现.通过地籍数据库增量更新过程进行验证,结果表明,提出的模型能够较完整地存储与表达该模型下的时空拓扑关系,可以通过改进的STSQL语言进行时空查询,在时空数据的管理上具有一定的应用价值.     

基于列数据库和图缓存的海量RDF管理

针对现有的基于关系数据库和图数据库存储RDF数据集的几种模型中查询性能的不足,将列数据库和图缓存相结合,提出一种新的管理海量RDF数据的方案.该方案在底层磁盘采用基于列的关系存储,同时在内存中构建RDF图模式的存储,并设计实现了一套新的SPARQL查询引擎.通过相关分析和各种存储模式的实验结果对比分析,验证了该方案的可行性,表明了该方案具有更高的查询效率.     

一种基于影像块组织的遥感数据分布式存储方法

云存储是解决动态增长的海量遥感数据产品存储管理难题的有效手段．针对云存储在遥感数据存储领域中存在的问题,提出了一种基于影像块组织的遥感数据分布式Key-Value存储模型,解决了分布式文件系统存储大规模影像块效率低下的问题,使遥感数据云存储具备了空间区域访问特性;结合开源分布式文件系统HDFS,实现了影像数据的分布式高效存储与空间区域检索．实验与分析表明,系统在多用户并发连接情况下可以维持较高的吞吐率,同时具备良好的可伸缩性和稳定性．     

并行Adaboost-BP算法及其在海量图像分类中的应用

为解决基于单节点架构的传统分类算法存在的时间效率差、分类准确率低等问题,提出了一种基于并行Adaboost-BP神经网络的海量图像分类方法.将BP神经网络作为弱分类器,由Adaboost算法组合15个BP神经网络的输出,构建了强分类器;充分利用了Hadoop平台下Map Reduce并行编程模型,提出了海量图像的自动分类模型,设计了并行Adaboost-BP神经网络算法的Map和Reduce任务.多组实验表明,相对于传统的AdaboostBP神经网络算法,提出的算法在Pascal VOC2007数据集和Caltech256数据集上的平均分类准确率分别提高了14.5%和26.0%,而且算法运行耗时少,系统加速比随集群节点个数增加而增加,在图像规模增加到20 000时,加速比几乎呈线性增长趋势.实验结果充分证明,提出的方法适合海量图像的自动分类和预测.     

基于OEM模型与XML的异构土地利用数据库集成方法

随着国土资源管理部门电子化、信息化建设的快速发展,先前建设的多个土地利用数据库,遇上了数据统一管理和共享互通的难题．通过分析这些数据库中的数据组织和存储方式及其特点,提出了一种基于OEM模型和XML的土地利用异构数据库集成的方法,此法可以将各个土地利用系统的异构数据库资源进行整合,并结合实例说明了方法的实用性．     

动态地图服务管理对象模型研究

传统地图服务发布采用静态定制一个或少量几个地图服务的方式,海洋环境遥感数据具有海量、动态、更新快的特点,传统的静态地图服务发布方式无法满足要求.在分析了海洋环境遥感数据特点的基础上,设计了动态地图服务管理对象模型,以实现服务器端大量地图服务的动态创建、监测以及服务冗余状态下的调度.     

土地资源多级网格平台高效处理机制研究

为实现海量土地资源数据多级网格管理和高效处理,设计了基于网格服务架构的土地资源多级网格化管理平台LR-MGSP（Land Resource Multi-Grid Service Platform）,从网格任务分解、空间信息服务缓存和增量统计等方面探讨了提高平台处理性能的策略和方法.原型平台与非网格化的土地资源管理系统的性能对比测试结果表明,LR-MGSP达到了预期的目标,能够满足海量土地资源数据高效管理和处理的需求,也为其他行业开展跨机构协同处理海量空间数据工作提供了借鉴.     

中国海岸带及近海观测数据多维动态表达

基本表达是海洋地理信息系统(MGIS)的首要问题.针对海洋实测数据多源、多格式以及海量等特点,基于大型关系数据库Oracle9i,实现了数据一体化高效组织和管理.基于OCI应用程序接口,设计并开发数据库引擎,实现了数据的高效存储和访问.基于COM技术,开发了CMa3DView等7大可视化组件,并在海洋GIS系统平台软件MaX-plorer中进行集成,实现了海洋实测数据的多维动态表达与分析,包括海洋要素场可视化、海洋要素图可视化以及与其他海洋数据的一体化显示.实际应用表明,本技术方法能有效管理海量实测数据,并能更直观地表达各种复杂的海洋现象,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具.     

基于时空老化模型的服务端瓦片缓存置换算法

随着网络地理信息服务（network geographic information service,NGIS）向云服务演进,客户端瓦片缓存架构的应用局限性逐渐体现。为提升瓦片服务的性能,在老化算法的基础上,综合分析了瓦片访问长短期流行度和瓦片大小特征,设计了基于时空老化模型的服务端瓦片缓存置换算法（server-side cache replacement algorithm based on spatiotemporal aging model for tiles,SSAT）,并利用谷歌全球底图瓦片和瓦片访问日志进行了仿真实验。结果表明,在不同缓存空间下,SSAT的缓存命中率均高于传统算法,缓存空间每增加1 MB,最多可以提高0.24%的请求命中率和0.23%的字节命中率;当缓存空间为500 MB时,SSAT能达到73%的请求命中率和76%的字节命中率,平均访问时长可缩短35%以上。SSAT能兼顾性能与资源消耗,具备高效性和扩展性。     

基于群集技术的多服务器地理空间数据管理

析了现有海量空间数据网络管理技术在系统整体性能方面存在的局限,引入群集技术,充分利用群集技术的高性能计算和高可靠性的服务器架构等特点,优化设计了基于群集的多层GIS应用服务器体系结构,结合常规海量空间数据库管理的空间索引分区、远程内嵌过程等效率策略,提出了一套基于群集的海量空间数据多服务器管理技术.通过基于Oracle真正应用群集(real application cluster,RAC)和Oracle9i应用服务器(9i Application Server,iAS)的应用实例,验证了基于群集空间数据管理技术的可行性及其高性能.     

基于RDF的数字图书馆内容管理

随着互联网和数字图书馆的进一步发展，对网络信息资源的描述与组织变得越来越重要，资源描述模式架（RDF）主要是为元数据（Metadata）在因特网上的各种应用提供一个基础架构，使应用程序之间能够在因特网上交换元数据，以促进网络资源的自动化处理。在介绍FDF的数据模型及语法的基础上，讨论了基于RDF的数字图书馆内容管理的关键技术、管理方式和实现机制等，并对其特点作了说明。     

基于贝叶斯网络的稀疏出租车GPS轨迹路径还原方法

为提高出租车GPS大数据的可用性, 提出一种基于贝叶斯网络研究稀疏出租车GPS轨迹路径还原的方法. 与传统仅基于时空变量的研究方法不同, 新算法同时考虑天气条件、驾驶员特性、车辆行驶特性与出租车的载客状态等因素来进行路径还原预测. 以宁波市体育中心周围的路网为例, 将出租车服务信息管理平台的GPS轨迹数据作为测试对象, 验证本文方法的适用性. 结果显示, 基于多因素的贝叶斯网络方法在还原精度方面(达到91.4%)优于Logit选择模型. 此外, 新算法尤其适用于出租车轨迹数据缺失率较高的场景, 比如缺失轨迹点跨度在5 min左右.