AN INTEGRATED DATA MODEL IN THREE DIMENSIONAL GIS

The current GIS can only deal with 2-D or 2.5-D information on the earth surface. A new 3-D data structure and data model need to be designed for the 3-D GIS. This paper analyzes diverse 3-D spatial phenomena from mine to geology and their complicated relations, and proposes several new kinds of spatial objects including cross-section, column body and digital surface model to represent some special spatial phenomena like tunnels and irregular surfaces of an ore body. An integrated data structure including vector, raster and object-oriented data models is used to represent various 3-D spatial objects and their relations. The integrated data structure and object-oriented data model can be used as bases to design and realize a 3-D geographic information system.

矢量与栅格结合的三维地质模型编辑方法

三维地质模型主要通过剖面构造·自动建模方法要求这些剖面基本平行,并且相邻剖面地质体的差别不能过大·本文针对剖面数据较少且不平行的情形,设计了人机交互的三维地质模型构造方法,利用普通多面体栅格化算法和由MarchingCubes算法得到的光栅矢量化,实现了光栅和矢量模型的相互转换·在保证模型间拓扑正确的基础上,提高了地质模型的编辑效率,并在实践中得到了检验·

基于矢栅混合数据模型的土地适宜性评价研究

土地适宜性评价一般为单独基于栅格数据模型或者单独基于矢量数据模型。单一的数据类型在进行土地适宜性评价时对信息的表达难免存在不足。结合面向对象的思想,以土地评价的对象个体为评价单元,利用矢量数据的评价单元边界来分割各类因子作用分值数据,并将评价单元对象内数据统计分析后的结果通过栅格图斑标号对象的联接,入库作为评价单元该因子的作用分值,再根据确定的各因子权重,计算因子的综合评价分值来建立矢量栅格混合数据模型。在此基础上实现了算法,并以浙江省标准农田建设为例,在标准农田立地条件评价中进行了试验。试验结果表明,提出的矢栅混合数据模型能够较为全面地反映地块的各方面要素信息,保证了土地适宜性评价的准确性,并为土地适宜性评价的数据混合提供了一种新的思路。

矢量和栅格一体化的数据模型

本文提出的矢量和栅格一体化的数据模型将零维、一维和二维空间划分为不规则的子空间，并建立了这些子空间之间的空间关系和层次结构．地物可以表示为这些子空间的集合，地物之间的空间关系可以由组成它们的子空间推导．这一模型同时具有矢量和栅格数据模型的优点，支持矢量和栅格数据模型所具有的功能．

GIS中空间数据叠置分析的优化算法设计

叠置分析是GIS进行空间分析时常用的一种空间操作。由于空间数据量较大 ,如何快速准确地完成空间叠值分析运算是GIS系统中比较关键的技术。本文分别针对矢量和栅格数据叠值运算分析 。

矢量数据在多尺度栅格化中的精度损失模型探讨

在进行空间分析时 ,由于栅格数据便于空间分析 ,因而通常将矢量数据转化成栅格数据进行空间分析。在转化过程中 ,采用不同尺度的栅格大小会造成怎样的精度损失 ?精度损失、栅格大小和平均斑块大小之间的关系是否可以用模型来表达 ?本文正是针对这样的问题 ,以重庆市 1∶10万的土地利用矢量数据为例 ,探讨了在不同尺度栅格大小 (从 30m× 30m到10 0 0m× 10 0 0m)的情况下 ,各种土地利用类型在转化过程中的精度损失情况 ,对精度损失与栅格大小和平均斑块大小之间的关系进行了定量分析。研究表明 ,精度损失与地类的平均斑块大小和栅格尺度之间的关系可以用模型来表达。该模型为 :Y =5 366- 0 179X -0 978ln (S) + 0 0 34 8Xln (S)。模型中Y为精度损失 ,S为地类的平均斑块大小 ,X表示栅格的大小。该模型的复相关系数为 0 93。

城市形态视角下的电力廊道布局规划方法研究--以矢量栅格模型为技术平台

电力廊道是城市必不可少的基础设施,也是影响城市生态景观及开发建设的主要因素之一,其根结在于电力系统与城市规划的脱节导致的电力廊道布局的失控。本文以城市形态的视角对电力廊道布局的影响因素进行分析,并在深入剖析电力系统与城市规划不同规划方式的基础上,提出以矢量栅格模型为平台的协同工作机制,借以整合两个学科的要素并以此为基础对电力廊道的布局进行评价与优化。该方法打破了两个学科的壁垒,能更为科学合理地控制电力廊道的布局,有助于提高布局的网络效率,并能在高效利用城市廊道的同时强化城市形态特征,规避对城市景观、生态及开发建设的影响。在此基础上,以芜湖市为案例,对该方法的实际应用进行了研究。

一种基于三角函数的矢栅地理数据可逆几何脱密模型

矢栅地理数据是基础地理信息数据的重要组成部分,其安全保护研究十分重要。我国有关法律法规对公开版地图的脱密几何精度有明确规定,基础地理数据需要脱密后才能公开共享使用。本文在分析三角函数脱密特性和矢栅地理数据特征的基础上,顾及矢栅地理数据叠加使用的特点,设计了一种基于三角函数的矢栅地理数据一体化的可逆脱密模型。试验证明,该模型较好地保持了地理实体的拓扑关系,脱密处理速度快,安全性高,误差可控,数据接边好。

一种多源空间数据统一访问模型的实现

空间数据通常以栅格与矢量两种数据模型进行表达,但由于各自的不同特性,一般采用不同的访问方式.如何采用一致的方式进行多源空间数据访问是当前空间数据共享和互操作的难点之一.基于OGC SFS规范,从实现层次上考虑提出按几何与属性要素组织为几何-属性矢量数据模型(GAFeature model),同时融入了扩展栅格数据模型,通过借鉴设计模式中的提供者模式和桥接模式,提供了一个较为完整的矢量栅格一体化访问管理模型,并进行了实现,使其能支持本地文件类型数据以及WCS、WFS空间信息服务.实验结果表明具备多源空间数据统一访问的能力.

空间数据库管理系统的概念与发展趋势

空间数据库管理系统是 GIS的核心 ,每一次空间数据库管理系统的技术变革都带来 GIS软件技术的革命。本文阐述了空间数据库管理系统的一些基本概念及发展历程 ,之后结合新一代 GIS软件 Geo Star,介绍了矢量、影像。

基于矢量栅格一体化数据模型与面向对象技术的城市地价动态监测系统

根据矢量栅格一体化数据模型的特点和城市地价动态监测系统的功能需求,在城市地价动态监测系统设计中使用矢量栅格一体化数据模型和连续快照时空数据模型,面向对象的空间数据组织和程序设计方法,以及GIS拓扑数据理论和空间分析技术,高效地实现了地块查询、空间点地价内插计算、地价空间分布的DTM演示、土地级别动态调整等系统功能.还使用栅格趋势探测法解决了一体化数据显示质量较差的问题.

微光成型法实体模型固化过程的仿真

微光成型法在微小机械结构制造中的应用,能有效地提高设计的成功率。根据三维实体模型离散后的平面实体的特征,分别生成轮廓扫描和内部充填的行栅式扫描所需的CNC指令代码,再根据这些代码和微光成型法的基本成型原理,利用图形接口软件OpenGL和编程软件VC,实现了平面实体固化成形和立体层叠固化成型过程的仿真。从而可以检验数据处理和成型工艺参数设置的正确性,避免成型加工时可能出现的错误。该方法已在微光成型系统中得到了应用。

基于GDAL的GIS产品坐标系统批量转换

对Proj.4库中用于坐标系统转换的赫尔默特模型进行了修正,结合GDAL库的相关函数,实现了矢量数据及栅格数据的坐标系统转换。对于栅格数据的国家2000坐标系到1954年北京坐标系及1980西安坐标系的转换,由于栅格数据不具有空间直角坐标,不能按照矢量数据的转换方法进行,为此对七参数的求取进行了修正。精度评定表明,该方法及程序能够实现矢量及栅格数据的坐标系统转换。

栅格数据坐标变换模型在数据集成中的应用

在数据转换过程中如何尽可能地保证空间数据的完整性和准确性成为限制GIS发展的瓶颈问题。本文针对GIS矢量数据在数据转换过程中选点难,转换之后出现几何位置差异的问题,提出基于栅格数据坐标变换模型,采用图像数据转换时的控制点,将矢量数据纠正到标准的目标构件图库中,达到矢量空间数据有效匹配的效果。进行矢量数据变换时,针对仿射变换、多项式模型等变换模型的限制性,基于Delaunay三角网对平面进行剖分,将纠正误差进行局部控制。最后,以ShapeFile为例实现了几何纠正算法。

地矿局部三维栅格建模研究

三维空间数据模型是三维GIS研究的核心问题。综合评述了目前3DGIS和3DGM领域的三维空间建模方法,进而提出三维矢量框架下的局部三维栅格模型。基于钻孔数据,采用该模型建立某矿局部矿层三维模型过程。实践证明,用本文所提出的局部三维栅格模型可以很好地解决地矿实体非均匀性相关问题。

新的空间数据模型选取方法与实现

空间数据模型是地理信息系统开发应用的核心和基础,选择合适的空间数据模型,直接关系到整个系统的算法实现和开发效率。结合软件工程学的思想,提出一种新的空间数据模型选取方法,并以城镇土地定级估价系统的构建为例,详细介绍该方法的实现过程。实践表明,该方法具有抗风险、敏捷等特点,在实际工程运用中具有较好的可行性和优越性。

铁路数字化选线三维地质环境建模方法

铁路数字化选线设计达到实用水平的关键是复杂地质区域的数字地质选线技术。本文采用插值n次Bézier曲线和三次参数样条曲线分别实现不同类型地质对象在三维地质环境中的矢量化表达;采用CDT构建方法建立地质对象约束TIN模型,基于纹理定位和影像纹理坐标计算方法,实现栅格解译影像的定位和表达;实现将铁路数字化三维选线的矢量数据、栅格数据一体化的三维地质环境建模方法。根据直观地质遥感解译影像,建立OBB包围盒算法,自动判断线路与地质对象的空间冲突。在三维地形环境的基础上,建立超地图模型,实现三维地质环境和三维地理信息的统一集成和应用。实例表明,本文的三维地质环境模型能够较好满足复杂地质区域的数字选线要求。

基于栅格覆盖模型的林相图斑快速矢量化方法

本文提出基于栅格覆盖的面状目标快速矢量化方法 ,以林相图斑为例,引入栅格覆盖模型,采用面向对象思想,结合图像分割及数学形态学等,实现其快速矢量化。结果表明,采用栅格覆盖模型,显著提高了矢量化效率;图斑拓扑关系得以保存,精度满足应用要求,自动化程度较好。

矢量数据和栅格数据在土地预测中的应用对比——以山西岔口小流域为例

研究目的:为了对比矢量数据和栅格数据在土里利用过程中的差别。研究方法:借助于Super Map2008、MATLAB R2009a、Arc GIS9.2和IDRISI Andes15.0等软件,建立马尔科夫模型,得到转移概率矩阵进行对比分析。研究结果:矢量数据的结果一般更为精确,但软件利用程度低。栅格数据的结果比较而言没有那么精确,但是思路简单,软件利用程度高,结果易得且也能满足预测要求。研究结论:不论是矢量数据还是栅格数据都可以很好地用于土地利用中的预测。

不规则物流园区功能区块布局模型与算法

物流园区功能区块的合理布局对于降低物流成本、提高物流作业效率有重要意义.传统的研究主要建立在假定物流园区是矩形的理想情况下,本文基于栅格数据结构,构建了以运输成本最小为目标的不规则物流园区功能区块布局的集合划分模型,并引入了栅格图像矢量化技术,用于提取布局形成后的图像拓扑结构,获得路网信息,然后设计了基于割树技术的变邻域搜索算法进行求解.最后以某物流园区为例,通过MATLAB编程计算得出布局方案,验证了本文模型和算法的有效性.