OGSA-DAI的异源空间数据访问技术及应用

采用开放式网格服务体系结构-数据访问与集成(OGSA-DAI)中间件的数据访问模式,利用空间数据引擎的空间数据管理能力,构建分布式的多源网格数据服务(GDS).基于WKT(Well Known Text)中间数据模型,构建一个空间数据查询和访问的统一模式,并将结果集转换为通用的空间数据格式.实例表明,通过WKT中间数据模型,可实现自定义查询或跨数据服务资源的联合查询,查询结果可以方便地转换为XML,SVG,GML文档.

分布式空间数据仓库的构建与OLAP服务实现

介绍基于分布式数据库技术、网络通信技术、地理信息系统技术的空间数据仓库的设计方法。以福建省沿海地区遗迹保护区为例,搭建了一个分布式的空间数据仓库。在此基础上实现以地区行政级别、类型划分及保护区一般信息为维度的多粒度数据部署。并以本数据仓库为例,根据不同的空间联机分析(OLAP)服务请求,动态创建数据立方体,完成OLAP服务并返回空间OLAP结果。

无人机遥感估算绿化园林三维绿量——以福州大学旗山校区为例

针对传统的三维绿量估算方法存在耗时费力的缺点,提出利用可见光无人机影像快速估算绿化树木三维量的方法.首先获取高于10 cm分辨率的无人机可见光遥感影像;其次结合可见光波段的光谱特征与无人机数据点云的高程特征获得研究区的冠层高度模型;再次通过局部最大值算法与标记控制分水岭算法提取单木树高、株数以及冠径参数,通过野外实测数据构建“树高-冠高”关系模型得到冠高;最后结合树种分布情况,按照不同的树冠形状构建三维绿量估算模型.

福州市人居环境质量综合评价

科学地评价人居环境有助于发现城乡建设现状存在的不足从而调整优化发展策略,是支撑城乡规划重要的基础工作.该文以马斯洛需求层次理论结合多源数据分析方法构建指标体系,集成木桶理论与互斥互吸模型融合评价指标,利用地理探测器定量剖析人居环境时序演变的驱动因素,构建城市人居环境质量综合评价模型,并以福州市2012—2021年1 km栅格的多源数据为样本开展实证研究,对于提升人居环境评价的理论与应用水平均具有参考价值.结果表明:1)福州市人居环境水平呈现出从沿海向内陆递减的地带性以及从中心城市向周边递减的圈层分布结构,“东强西弱”与“南高北低”的地域分异特征明显.2)空间上相邻的人居环境单元之间具有较强的相互作用.3)教育、医疗、购物与休闲等方面资源供给的空间分布与调整是影响人居环境质量及其变化的关键因子.

基于CatBoost的福州市山火风险评估研究

以植被、地形、气象、人为活动4类共23个山火影响因子为基础,构建特征数据集并基于CatBoost集成学习方法构建了福州市日度山火风险评估模型.研究表明:2010—2021年福州市山火的发生具有空间聚集性,且山火发生次数存在显著下降趋势;福州市山火的发生受归一化植被指数的影响最大,其次是气象、地形及人为活动因子;集成学习方法对福州市山火预测精度普遍较高,CatBoost山火预警模型在概率预测及火点识别等方面均优于目前常用的RF和XGBoost模型,AUC为0.928,基于该模型得出福州市山火风险由其东北、西南部向中心降低,罗源县、连江县、闽清县、永泰县山火风险相对较高,福州市区山火风险相对较低.本研究可实现福州市山火风险等级评估,对福州市开展针对性山火防控管理工作具有一定参考价值.

基于增温敏感性指数的城市功能区升温效应空间分异研究

利用福州市三环内的POI数据和Place2vec模型识别城市功能区,并在此基础上分析各功能区的热场等级空间分异特征,借助增强回归树算法(Boosting Regression Tree, BRT)构建功能区增温敏感性指数,对不同功能区在地表升温过程中的敏感性差异进行定量测度,进而对区域尺度上的城市热环境空间分异机制进行深入探讨。结果表明:1)基于Place2vec模型的城市功能区识别结果具有较高的精度;2)除绿地与广场区外的4类功能区均具有高温现象,其中产业区的热场强度最高;3)各类功能区整体增温敏感性由高至低依次是:产业区、生活服务与住宅区、商业区、公共管理与服务区、绿地与广场区;不同升温阶段的功能区增温敏感性存在差异,在高温梯度下差异显著;地表覆被增温敏感性具有明显的功能区域分异特征。

球状星团成员星的空间相关性分析

以球状星团NGC(New General Catalogue)104、NGC 5139、NGC 6121为实验样区,选取了视差等10个恒星参数,通过引入地学中的空间分析理论和相应的分析框架为定量描述球状星团成员星的空间分布特征提出了一种基于地学的研究范式.通过计算全局和局部莫兰(Moran)指数得到球状星团成员星各恒星参数的空间分布特征.研究结果表明:球状星团NGC 104、NGC 5139、NGC 6121成员星的各恒星参数在总体上呈现出空间正相关特性,表现出空间集聚特征,但不同恒星参数之间存在差异;局部空间分布也呈现聚集特征,而不同的成员星呈现出不同的空间分布特性和趋势.总体而言,用地学空间相关分析系统地定量化描述球状星团成员星空间分布特征,能够为球状星团的研究提供新的思路.

接驳轨道交通的共享单车潮汐均衡时空分布模式

以深圳市为研究区,使用工作日早高峰的接驳骑行订单数据,考虑地铁站和出入口两层面的潮汐均衡性分类,从单车调度角度将出入口划分为无需调度型、站内调度型和站外调度型;使用非负矩阵分解方法划分出入口流量时空分布类别,确定调度时间.结果表明,将接驳轨道交通的潮汐均衡分析聚焦到出入口层面,精确划分出入口调度类型,可确定调度方式和产生调度需求的时间,为单车管理者进行车辆调度提供可靠的数据支持.

空间智能:地理信息科学的新进展

在总结多年来研究GIS智能计算的理论与实践基础上,提出地理信息科学发展的新方向:空间智能。空间智能强调发现与应用空间模式,以增强GIS处理复杂数据和解决复杂问题的能力。空间智能主要的技术体系由空间分析、空间优化和空间模拟三大模块构成,其技术基础包括空间统计与索引、智能代理、高级启发式,以及数学规划等系列智能技术。由于空间智能融合了机器学习、统计分析和人工智能等多个学科理论,面向解决实际工程需求中大量存在的复杂时空问题,因此理论上具有广阔的发展空间,实践上也有重大的应用需求。随着空间智能体系的完善和技术的进一步成熟,它将在实际应用中具有巨大的价值。

福州市大气污染空间分布特征分析

利用2015年福州主城区6个大气国控点的6种主要大气污染物逐时监测数据、气象数据及空间基础数据等,通过增设站点后进行空间插值的方法分析大气污染物浓度的空间分布特征。结果表明:福州市大气中PM_(2.5)、PM_(10)最高值分别为35.57μg/m^3和62.35μg/m^3,高浓度区域集中在主城区中心和近郊区,其中台江区污染程度相对较高;O_3最高值为94.85μg/m^3,较高浓度主要集中在晋安区内海拔较高的森林地区;CO、SO_2和NO_2最高浓度低于一级标准浓度限值,高浓度区域分布在主城区中心。

微博数据位置信息反映台风灾情的有效性分析

准确识别灾情相关的空间位置是利用社交媒体数据进行灾情分析的关键。首先采集2016年正面袭击福建省的两次台风“莫兰蒂”和“鲇鱼”期间新浪微博上灾情相关的微博数据,识别和提取其中的用户注册位置信息、签到位置信息和文本隐含位置信息;然后基于微博数量变化和内容分析3种位置信息与现实台风灾情之间的联系;最后基于分析结果确定台风微博的位置信息,利用台风微博对两次台风主要灾情进行提取与制图。结果表明利用该方法得到的台风微博位置信息可以有效反映灾情的空间分布。

集聚型空间点模式结构信息提取研究(英文)

空间点模式是一个2维离散点集,点集中的每一个元素代表地球表面一个点状目标的空间位置。当2维离散点集具有集聚特征时,称其为集聚型空间点模式,它与空间聚类、制图综合和空间分析的许多具体应用紧密相关。如何提取集聚型空间点模式的结构信息(集聚子群的个数和对应的集聚中心)是其中尚未彻底解决的问题。作者以几何概率为理论基础,提出测度正方形区域内2维离散点集分布特征的H函数并推导其解析表达式,运用H函数设计和实现了集聚型2维离散点集结构信息提取的通用算法。利用该算法处理一个由居民地坐标数据得到的具有集聚特征的空间点模式,提取出其结构信息并进行可视表达。分别以该空间点模式中的各离散点为顶点和发生元生成Delaunay三角网和Voronoi图,在Delaunay三角网中保留面积最小的前1/10、前1/100三角形的顶点,在Voronoi图中保留面积最小的前1/10、前1/100邻近多边形的发生元,将可视表达的点集结构信息分别与依据Delaunay三角网和Voronoi图得到的结果进行对比分析。结果表明,运用H函数能够有效地提取出集聚型空间点模式的全局性结构信息,而Delaunay三角网和Voronoi图虽然能够反映其局部密度,但在提取全局结构信息时存在局限性。

结合迭代分割和空间优化规则的湿地信息提取方法

湿地资源含水量高,光谱特征混淆,一般方法难以有效提取湿地信息。采用支持向量机(SVM)方法对ALOS AVNIR-2数据进行湿地信息提取实验。首先,以分割和分类迭代的方法获得多尺度对象层;其次,提取对象的光谱特征、纹理特征、形状特征和自定义特征,采用SVM分类器进行影像分类;最后,通过地类的实际分布情况与初步分类结果的比较,分析SVM结果的错分情况,从而构建优化规则修正结果。两个地区湿地信息提取结果的总体精度分别为94.45%和94.18%,对应kappa系数为0.91和0.92,该方法明显提高了湿地类别的识别精度。

一种全球离散格网系统框架下的室内空间网格数据模型

针对室内外数据模型兼容性低,室内模型缺乏统一空间参考框架的问题,提出1种全球离散格网框架下的室内空间网格模型:室内模型通过引入全球离散格网系统(DGGS)作为坐标参考系统提供位置编码信息,并将DGGS作为模型的几何结构基础对室内空间离散化;然后以离散空间网格作为基本组织单元,对模型的类型系统进行设计;最后利用格网系统的层次结构与网格索引特性完成基于A*算法的室内路径规划。实验结果表明,该模型具有在统一框架下空间规划计算的可行性和有效性。

基于双极化ASAR数据的水稻信息提取

通过分析长乐市试验区2005年ENVISAT ASAR数据图像,研究水稻信息提取的方法。提出在分析两个时相、双极化ASAR水稻后向散射变化规律的基础上,构建基于两个时相、双极化的新波段图像的新方法,该方法不仅增强了水稻信息,还减少了水稻和其他背景地物的混淆度,只要采用简单的图像监督分类方法就可以很好地提取出水稻信息,其精度达到94.92%。研究表明,该方法能够有效的识别并提取出水稻信息。

树冠空间占用对不同高宽比街道行人热环境的影响

针对冠层大小的差异及在多大程度上影响不同深浅街谷内部行人小气候的问题,构建NE-WS和N-S走向的浅、中、深3种纵横比特征的街道,并利用ENVI-met模拟软件,分析不同大小的树冠对行人气温影响.结果表明:1)无论街谷深浅如何,植树总是引起上午行人气温的小幅升高;但是,植树可降低中午和下午的行人气温;2)树木对行人小气候的影响程度随着街谷深度的增加而减弱,因此行道树绿化差异所致的深街谷行人小气候差异将微乎其微;3)行道树对行人小气候的调节作用有限,建议在NE-WS和N-S走向的街道中种植带有小空隙率(0.125)的行道树,而不是让树冠相接形成连续树荫,以获得更好的降温和通风.

面向个性化推荐的空间信息服务三层模型研究

分析了当前空间信息服务在个性化推荐方面所存在的问题,充分考虑用户行为对空间信息服务个性化推荐的约束,匹配过程中的"需求"与空间信息服务"操作"的映射关系,提出针对不同用户需求的空间信息服务三层模型。该模型将用户的历史操作抽象为二元组,以此二元组作为约束条件,通过语义的相似度匹配,有效且准确地进行空间信息服务的个性化推荐。

基于多源数据的福建省人口数据空间化研究

针对人口统计数据无法精细直观反映人口真实的空间分布状况的问题,该文以福建省为例,对其2015年的人口数据进行空间化。以多源数据为基础数据,在县级尺度上采用了空间回归模型构建福建省2015年福建省500 m人口空间分布数据,在乡镇尺度上对其空间化结果进行精度验证并与WorldPop、中国公里网格人口分布数据集比较。结果表明:NPP/VIIRS夜间灯光、路网、DEM、土地利用数据与人口具有较强的相关性,有足够能力模拟人口的空间分布;对于2015年福建省人口数据空间化,空间误差模型比空间滞后模型的回归拟合效果更好;人口数据空间化结果精度比较高,在空间上能精细展现2015年福建省的人口分布状况;人口高值区主要集中在县城所在地,人口呈现出主城区高、四周低的空间分布格局。

基于DMSP/OLS夜间灯光数据进行提取的实证研究——以福州为例

DMSP/OLS数据能够观测到夜间灯光,因而被广泛应用于人类活动与城市扩展研究。本文以福州市为例,分析比较现有夜光数据的城区提取方法。通过实例分析,从阈值设定方面进行讨论,比较各方法的优缺点,可为夜间灯光数据在提取城市区域方面提供借鉴。

多元交通流视角下长江经济带城市网络空间组织模式分析

从复杂网络和个体出行行为角度挖掘多中心城市网络空间组织模式,有助于优化城市空间结构。该文基于长江经济带多元交通流数据,采用TCD(Transportation Cluster Detection)社区发现算法融合百度地图API获取的城市内外部实时时间成本数据,构建多元交通流网络社区结构探测模型,对长江经济带城市网络的空间组织模式进行特征提取和规则挖掘。结果表明:(1)公路网络在省域尺度表现出显著的“核心—边缘”结构;铁路网络表现出“东高西低”的分布态势;航空网络分布态势与铁路网络相反,西部城市航空网络的枢纽效应强于中部、东部城市;综合交通网络总体呈现“以铁路为主、公路为辅、航空为补”的共振状态。(2)利用TCD算法合并节点过程中,社区数量与城市节点的邻近指数符合幂律分布,共识别出24个社区,其中包括贵州、云南、安徽、川渝、鄂湘赣和江浙沪六大“城市经济社区”。(3)长江经济带城市网络空间组织模式包括以贵州、昆明、合肥为核心的“单核心”模式、成都—重庆构建的“双核心”模式以及长沙—武汉—南昌和上海—南京—杭州构建的“多核心”模式,该城市网络空间组织模式对于揭示地级市网络空间关联格局具有指示意义。