地学数据共享中的元数据标准结构分析与设计

针对地学数据共享的实际需求,分析通用地学元数据的构架模式与方法。由此构建的元数据框架包括3个层次,即核心元数据、模式元数据和应用领域专用元数据。结合科技部的国家科学数据网建设规范草案,定义了地学元数据的核心元数据标准,并对应用系统进行设计。研究表明,该元数据标准结构强调地学元数据的可扩展性和兼容性,可以保证现有的主要元数据标准继续使用,避免重复建设。

地学数据特征分析

地理信息系统的广泛应用使地学数据的使用大为扩展，但关于地学数据的一些基本认识，如地学数据概念、地学数据的基本特征等并没有达成共识。在分析地学数据概念和来源的基础上，对地学数据的基本特征，如多尺度特征、分布式特征、空间拓扑特征等进行了详细的说明。

热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性分析

以我国云南省西双版纳的热带森林为例,对热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性进行了分析。首先,利用森林资源连续清查的林业固定样地数据计算出各样地的森林植被生物量,并建立其GIS数据库。然后,对遥感图像进行几何校正,并对遥感图像进行主成分变换、缨帽变换以及植被指数的计算来产生其派生数据。其次,将样地数据、遥感数据及其派生数据,地形和气象数据转换到统一的坐标系和投影下,并将其内插为30米分辨率的格网数据。最后,进行样地森林植被生物量与其遥感地学数据之间的相关性分析。该分析表明,森林植被的生物量与年降雨量和第二主成分在0·01的水平上相关显著,而与中红外植被指数、LANDSATTM5、缨帽变换的亮度、湿度以及第一主成分在0·05的水平上相关显著。其中,与年降雨量的相关性最高,达到0·308;其次是与第二主成分,达到-0·231;再次是与中红外植被指数和LANDSATTM5,其相关系数分别为0·203和-0·201。

面向Web的地学数据共享服务平台架构设计

针对地学数据的特点,设计了地学数据Web共享服务平台的总体架构。该共享服务平台由5个层次组织,分13个功能模块,其中元数据管理和元数据服务是该平台的基础设施。利用W3C推荐的RDF/XML设计和构建了该模块,并用ArcIMS提供的空间数据发布引擎和7个必要的元数据接口实现了空间数据的发布。平台体系通过A鄄pache+Tomcat+ArcIMS的系统部署,提供Web共享服务。

一个地学数据仓库的初步设计与实现

初步设计与实现了一个地学数据仓库 :一个涵盖了地质、物探、化探、遥感、地理 ,矿产、钻孔 (井 )、成果等几乎全部地质数据的、兼容现有的所有地质数据的国家标准的、提供多种数据格式的输入、输出、查询、管理等功能的、基于网络运行的地学信息系统。

地学数据融合技术综述

将数据融合的概念与理论引入到地学数据的处理中，在分析地学数据特点的基础上，给出了地学数据融合的一般模式；对空间数据融合处理的特点、优选方法、需注意的问题作了说明；

地学数据文件向Shapefile文件的转换

在地学领域中,为了利用Arc/Info软件的空间分析、查询和可视化功能,以便对地学信息进行分析和提取,地学信息的导入是很关键的一步。Shapefile是Arc/Info支持的数据模型,这里对地学资料转换成Shapefile的几种途径进行了讨论,指出存在的问题和局限性,并给出了一种通过编程将数据文件转换成Shapefile文件的方法。该方法具有灵活、简单的特点。

地学数据集成的理论基础与集成体系

地球空间数据 (简称地学数据 )来源的拓宽、更新手段的发展和应用领域的扩大使数据集成或集成使用的研究和实用化成为必需。简单地理解 ,地学数据集成是指不同来源、不同性状数据在相同环境下的使用。地学数据是对地理现象和过程及过程时空特征认知基础上的表达 ,地学数据集成的基础主要表现在 :地理现象和过程的空间和时间统一性、地学过程时空过程的连续性、地学现象和过程的层次性、地学数据认知的一致性、依赖于元数据的地学数据的透明性、数据内容和形式的相对独立性等 ;在此基础上 ,作者在论文中描述了基于地学知识和地理信息系统功能的地学数据集成概念模型和过程 ,并对地学数据集成过程中涉及到的问题进行了说明。

多源地学数据综合处理技术在金属矿产预测中的应用

以计算机图像分析技术为手段、采用概念模式资源评价方法，对多源地学信息进行综合分析。 获取多种地质异常和综合信息，建立各类矿产的找矿标志和概念模式，发现找矿线索，选择找矿 靶区，再次评价老矿区和正在普查找矿的成矿地段，以及寻找新的工作靶区。采用多元统计方法与教学图像处理相结合的新技术，以特定的专题图像、图示表达物探、化 探、遥感和地质等多因素的统计特征及综合模型的结果，再现出各成矿区的地质构造骨架、岩浆 岩形态产状、岩性地层、矿化异常以及与它们的相互关系和空间分布特点，为分析特定地区的成 矿地质环境，研究构造一岩浆活动特征，揭示深部构造与成矿关系，建立综合解译标志，提取新 的综合性二次信息等提供了可靠的科学依据。

基于影像的多源地学数据融合处理及应用

针对地学数据空间性、多源性和多解性的特点,提出了基于影像色觉原理的多源地学数据融合方法。融合的关键是地学信息的图像化,在云南镇康县芦子园地区多源地学数据融合处理中,根据不同时代地层对成矿的贡献,按重要性量化为256级的灰度值,实现地层数据的图像化;物化探异常通过插值生成栅格数据实现图像化;然后,利用图像化的地层、重力、化探、线环构造和遥感影像数据进行RGB合成,通过HIS变换进行多源地学数据融合。融合后的图像能充分显示研究区地层构造岩浆复合控矿特征,对进一步的找矿勘探有重要意义。

矿产资源评价空间数据库中的地学数据模型设计问题

GIS信息技术是目前矿产资源评价的手段,而GIS综合矿产资源评价实施则有赖于合理的相关矿产资源评价空间数据库建设,在GIS空间数据库建设中一项非常重要的内容是根据预测评价矿种及资料水平进行空间数据库的地学数据模型设计.

地学数据模型及数据融合技术

描述了地学数据的基本概念、主要数据来源以及地学数据的主要特征 ,讨论了地学数据模型的建立过程 .地学数据模型主要分为矢量数据和栅格数据 2种模型 ,而矢量数据模型主要由点要素、线要素和面要素组成 .此外 ,针对地学数据模型 ,探讨了数据融合技术的特点和它在地学数据中常用的方法 .数据的融合主要表现在 :互补信息和协同信息的融合、熵结构下的融合以及多源遥感数据的融合 3个方面 .在地学数据融合处理中使用的方法有 :图像处理 ,专家系统 ,地质统计学与多元统计 ,人工神经网络等 .

基于国标的地学数据库智能建模方法

为方便地学数据库设计,缩短建库周期,避免建成的数据库结构不能更改以及使建成的数据库能更好地为地学信息共享服务,提出了地学数据库的智能建模方法.该建模方法采用国家标准分类术语代码辅助设计技术和数据字典技术来辅助数据库设计,对数据模型进行标准化设计,并在设计过程中提供了相关的术语代码字典以支持数据库的标准化数据采集,促进了地学信息共享,同时提供了相应的数据库模型字典,为后期的数据库结构的变动提供支持.

ArcGIS在北山高放废物处置库预选区地学数据管理中的应用

以甘肃北山高放废物处置预选区所积累的数据为基础,研究地学信息数据管理平台的建立,实现对各种空间数据及其他非空间数据统一管理与应用,并提出了基于ArcGIS产品的预选区数据管理与共享的解决方案。

结构方程模型及其在地学数据建模中的回顾与展望

结构方程模型是一种建立、估计和检验因果关系的方法。它可以替代多重回归、路径分析、因子分析、协方差分析等方法,清晰分析单项指标对总体的作用和单项指标间的相互关系,是一种主要应用于验证性模型分析的多元统计建模技术。由于能够通过可观测变量来度量潜变量得分以及分析不同子模型下潜变量之间的协同效应等优点,结构方程模型被广泛应用在心理学、行为学、市场学等领域的数据建模分析研究中,提供了从提出概念—设计模型—获取数据—验证模型的成熟应用路径。地学数据的建模技术一直是地学研究的热点之一,其目的是在海量、多元、高维、多时态的地学数据中,提取出有价值的模型结构以及潜变量,研究不同地学变量以及潜变量之间的交互关系,从而支撑环境治理、灾害防治、资源勘察、生态评价等相关应用和研究。随着地学数据规模变化和建模工具的不断发展,地学数据建模的样本逐渐从抽样建模变为全样本建模,建模方式从有地学模型指导下的建模变为无约束/弱约束建模,建模依据从基于变量因果关系建模变为基于变量相关性的建模,模型复杂度从单模型/单过程建模变为多模型/多过程的综合建模。结构方程模型作为一种综合的建模方法,其可以同时包含因子分析、潜变量估计、路径分析等多种多元分析技术,这种多层次、多分支的建模方法融合了知识驱动建模和数据驱动建模的特点。结构方程模型在地学数据建模中主要面临以下三个方面的挑战,一是从主要面向验证性建模分析的方式向探索性建模分析的方式转变;二是从有完整地学模型约束的建模型方式向弱模型/无模型约束的地学数据建模方式转变;三是从无空间属性的统计变量建模向空间统计变量建模的转变。这对模型本身和数据建模的方法都提出了新的要求。针对以上三个问题,文章在回顾结构方程模型的概念和发展历程的基础上,介绍了三个结构方程模型在地学数据建模中的应用案例,一是利用湖泊沉积物地球化学数据在弱约束条件下提取地球化学金矿内生控矿因子的建模案例;二是利用结构方程模型的综合参数优化方法,通过计算后验概率与观察后验概率的匹配约束来弱化、校正证据权模型中证据独立性问题在计算金矿找矿后验概率中的影响;三是利用结构方程模型来研究墨西哥马格达莱纳流域森林保护策略,通过对不同区域的森林区块进行编号,将空间分布数据转变为传统的无空间属性的统计变量,并分析了不同环境策略对森林保护的影响。

地学数据仓库系统的设计及关键技术问题

数据仓库是实现数字地球、数字国土的数据基础,是实现空间数据共享的关键技术之一。但目前国际上的地学数据仓库,其设计并没有考虑到地学数据的多源、多分辨率、多格式等特点,只是商业数据仓库在地学领域的简单照搬,所应用的领域也比较有限。基于矿产资源预测的地学数据仓库系统的设计,按数据流向可分为四层:常规数据库、基础数据库、主题数据库和应用系统。在这种框架中,库间数据的转换、库中数据的组织、数据引擎等是系统设计的关键问题。示例给出了云南省1:200000数据仓库的系统原型。

元数据技术在地学数据共享网络中的应用探讨

指出元数据的可扩展性和互操作性是其在地学数据共享网络中应用的关键。针对地学数据共享网络,建立了元数据的扩展模式,并依此构建多学科元数据可扩展体系;分3个方面分析了元数据互操作技术,包括元数据映射、RDF技术框架和SRW服务。

地学数据本体支持下的科学数据集成方法

科学数据的语义异构是数据集成共享的主要瓶颈。数据本体是解决数据语义异构的有效方法。首先在系统分析地学数据特征的基础上,提出地学数据本体的总体架构,重点研究地学数据本质内容本体和形态本体,并构建了地学数据本体库。进一步结合科学数据集成的需求,提出基于地学数据本体的数据集成总体流程。在此基础上,以科技基础性工作专项产出的科学数据为例,开展地学数据本体支持下的科学数据集成方法应用研究,证明本方法的可行性和有效性。

三维多元地学数据一体化显示框架设计

随着三维地质信息系统发展与应用的深入,对地学数据的可视化需求更加迫切。采用面向对象的思想设计并实现了一个可扩展的多元地学数据一体化显示框架。该框架主要划分为模型层、场景层和渲染层,使得数据与绘制流程分离。围绕此框架详细阐述了绘制管线、绘制过程的设计和多层次地学场景组织,满足地质多领域、多专题数据的统一显示与分析需要。基于此框架在OpenGL环境下开发了北京市三维城市地质信息管理与服务系统。

基于知识服务的地学数据库产品开发模式研究

随着技术的发展,海量地质资料数字资源中蕴含的地学知识与日俱增,地质资料知识服务的时代来临。传统的地学数据库产品的开发模式难以满足用户的需求,地学数据库产品的开发向以知识服务核心,利用地质资料开发数据库产品的模式升级转型。本文分析了基于知识服务的地学数据库产品开发的理念与模式,提出了基于知识服务的地学数据库产品开发模式,列举了开发应用实例,从多个角度对利用地质资料知识服务开发地学数据库产品提出了建议。