基于空间位置关系的轨迹数据高效降维和查询算法

由于新型信息技术的快速发展,社会处于数字化、信息化转型的关键时期,各行业对于以数据库技术为基础的信息系统的需求也日益凸显.基于位置的服务依赖于海量实时生成的轨迹数据,在处理亿万级随时间连续变化的轨迹数据时,降维算法和查询技术一直是研究的关键,通过降低轨迹数据的规模,减少查询操作时处理数据的时间,能有效提升查询的性能,而能否实现高质量、高效率查询对于数据库而言至关重要.提出了面向轨迹数据的均匀网格编码,并在进一步优化后提出非均匀网格降维算法,将轨迹数据的坐标转化为1维字符串存储,对不符合要求的网格进行合并处理;通过空间位置映射充分保留轨迹数据间复杂的相互关系,并采用范围查询与最近邻查询对降维后的数据进行性能测试.实验使用不同城市真实轨迹数据与模拟生成轨迹数据作为数据集,将提出的均匀网格算法、非均匀网格算法与3种基准方法进行对比.实验证明,优化后的非均匀网格算法降维后数据的空间位置关系相似度可高达82.50%,范围查询时间较其他查询时间提升了至少73.86%,最近邻查询时间提升了至少52.26%,与其他基准方法相比取得了更好的效果.

MANAGEMENT OF SPATIO-TEMPORAL DATA OF CADASTRAL INFORMATION SYSTEM IN CHINA

Cadastral Information System (CIS) is designed for the office automation of cadastral management. With the development of the market economics in China, cadastral management is facing many new problems. The most crucial one is the temporal problem in cadastral management. That is, CIS must consider both spatial data and temporal data. This paper reviews the situation of the current CIS and provides a method to manage the spatiotemporal data of CIS, and takes the CIS for Guangdong Province as an example to explain how to realize it in practice.

Gosper地图的非空间层次数据隐喻表达与分析

本文借助隐喻地图的思想,研究非空间层次数据的空间隐喻表达与分析,以地图视角对非空间数据进行空间化处理,将抽象数据具象化以降低认知负荷,对地图学相关方法进行综合运用以拓宽其应用外沿。结合制图学经典方法开展地图视觉设计,以自然地貌隐喻数据特征,针对层次数据结构特点,将LOD及Cartogram技术引入隐喻地图的表达分析中,对各层级数据特征进行有效凸显,达到通过地图研究其背后数据规律特征之目的。最后,将本研究提出的方法应用于真实文件层次数据,进行文件数量分布、大文件群落定位、文件纵深分析等试验。结果表明,本研究能够有效表达层次数据,并支持一定的地图分析及数据挖掘工作。

“境外矿产资源勘查开发信息服务平台”的设计与实现

境外矿产资源的勘察和开发是解决我国矿产资源瓶颈制约、供需矛盾突出的必然选择,也是经济全球化形势下参与全球资源配置的重大举措。为方便矿产勘察开发相关企事业全面了解境外矿业政策法规、地质条件、找矿前景等基础信息和全球矿业动态资讯,响应和落实"一带一路"国家战略,实现各类境外矿产资源勘查和开发利用信息的集成与共享,基于WebGIS我们设计开发了"境外矿产资源勘查开发信息服务平台"。分析了信息服务平台的现状和存在问题,阐述了其设计与开发的技术路线、系统架构和主要功能。该平台的开发与建立实现了空间数据与非空间数据的共享、统一存储、管理、发布与浏览,为从事基础性、公益性、战略性地质工作的政府部门、科研机构和企事业单位了解全球资源分布、开发、合作与利用现状提供了基础地质、矿产地质数据及有关法律法规、勘查规划等资料,为矿产资源勘查与开发单位提供了经验交流、资源共享和技术服务的开放窗口,具有稳定性、规范化和易扩展等特点。

XML/GML非空间数据查询的结构连接算法

为利用Dewey前缀编码索引方案实现对XML/GML文档的编码并消除其缺点,提出一种扩展的Dewey编码方案——Ex-Dewey。在保留Dewey前缀编码优点的同时提出节点插入及删除对已有节点编码值串无影响的更新策略。针对Ex-Dewey编码方案提出一种在XML/GML非空间数据查询时快速确定候选节点间先辈-子孙、父-子关系的结构化连接算法——ED-XQ-SJ。给出算法思想、描述与验证。该算法无须访问实际存储的节点,算法复杂度较低且I/O开销减少。

一个改进的基于DBSCAN的空间聚类算法研究

DBSCAN是一个基于密度的聚类算法。该算法将具有足够高密度的区域划分为簇,并可以在带有“噪声”的空间数据库中发现任意形状的聚类。但DBSCAN算法没有考虑非空间属性,且DBSCAN算法需扫描空间数据库中每个点的ε-邻域来寻找聚类,这使得DBSCAN算法的应用受到了一定的局限。文中提出了一种基于DBSCAN的算法,可以处理非空间属性,同时又可以加快聚类的速度。

DBSCAN在非空间属性处理上的扩展

在很多有效的聚类算法中,DBSCAN算法对于聚类空间数据有着非常好的性能,依赖于基于密度的聚类定义,DBSCAN可以发现任意形状的聚类,而且执行效率很高。但是,DBSCAN没有考虑非空间属性,而非空间属性对聚类的结果也起着十分重要的作用。在DBSCAN的基础上,参考DBRS的概念,进一步考虑了非空间属性的数据类型,从而提出了可以处理空间和非空间数据的新的聚类方法,并给出了主要的算法。

基于Oracle的GML空间数据存储研究

随着GML规范的不断完善及GIS软件供应商的广泛支持,GML已经成为事实上的空间数据编码、传输、存储、发布的国际标准,越来越多的空间数据开始以GML格式存储。如何有效地存储管理GML空间数据,已经成为GIS研究的热点问题。首次尝试利用Oracle数据库对GML数据进行存储管理,采用Oracle XML DB提供的3种存储方式,分别对其进行存储,并分析比较。利用Oracle数据库存储GML空间数据的研究,将有利于推动GIS之间的数据共享及Web GIS的发展。

遥感与GIS辅助下的非点源模型空间参数提取

非点源模型的应用面临着数据收集和管理困难等难题 ,本文以 SWAT模型在芦溪小流域的应用为例 ,阐述了遥感与 GIS技术在非点源研究中的应用 ,主要包括利用 TM影像提取土地利用信息 ,利用 GIS进行插值 ,划分子流域和信息提取。研究表明 ,遥感与 GIS能够在相当程度上解决非点源模型应用中的数据收集、分析和管理困难。遥感能经济快速获取空间信息。 GIS在空间数据综合分析、空间数据的插值中发挥着重要作用。

一种改进的基于密度的抽样聚类算法

基于密度的聚类算法DBSCAN是一种有效的空间聚类算法,它能够发现任意形状的聚类并且有效地处理噪声。然而,DBSCAN算法也有一些缺点,例如,①在聚类时只考虑空间属性没有考虑非空间属性;②在对大规模空间数据库进行聚类分析时需要较大的内存支持和I/O消耗。为此,在分析DBSCAN算法不足的基础上,提出了一种改进的基于密度的抽样聚类(improved density-based spatial clustering algorithm with sampling,IDBSCAS)算法,使之能够有效地处理大规模空间数据库,并且它不仅考虑了空间属性也考虑了非空间属性。2维空间数据的测试结果表明,该算法是可行、有效的。

矿业城市商品住宅价格影响因素研究

研究目的:分析矿业资源特征对矿业城市住宅价格的影响,研究矿业城市商品住宅价格影响因素体系,提出矿业城市建设的政策建议。研究方法:基于空间计量的商品住宅价格空间滞后面板数据模型。研究结果:(1)居民收入、高校数、用水普及率对矿业与非矿业城市的住宅价格都有显著的正影响,但矿业从业率、交通区位、医疗卫生设施对矿业与非矿业城市的住宅价格影响方向不同;(2)政治区位、自然区位、环境质量和治理、公交建设、学校师生比、互联网普及率对矿业城市的住宅价格影响显著,对非矿业城市的住宅价格影响不显著;(3)人口数量、文化区位、公共图书建设对非矿业城市的住宅价格影响显著,对矿业城市的住宅价格影响不显著。研究结论:矿业城市的建设和发展需要进一步改善城市环境、降低矿业从业风险、加强公交和网络建设、完善教育设施方面的建设。

低碳约束下物流产业全要素生产率的空间分异及时空演化

本文基于非参数DEA-Malmquist指数方法,对我国30个省2005-2014年低碳约束下物流业全要素生产率（TFP）进行测度,分析其结构及总体演化趋势,并运用探索性空间数据分析（ESDA）方法及时空跃迁测度法描述其在空间格局上的演化过程,最后运用证实性空间数据分析（CSDA）方法进行影响因素分析。研究表明：样本年内我国低碳物流全要素生产率的增长呈螺旋式缓慢上升,但各生产要素存在较大提升空间,进步缓慢的原因主要在于技术进步,能源结构等生产要素的利用效率无明显改善。从空间上看,各省低碳物流效率存在显著关联性特征,但其与能源投入水平未能一致,存在空间异质性。因此调整能源消费结构,实施差异化物流减排策略是当务之急。

实体数据模型在航行指南信息组织中的应用

针对当前海图表达航行环境不完备、多种有效信息不能有效集成等不足,提出利用实体数据模型构建航行指南信息数据库的方法。文中介绍了实体数据模型,提出了航行指南信息数据集成的组织方法,构建了航行信息数据模型,并开发了航海图文信息系统,实现了航行指南信息的管理查询和应用。实验表明,基于实体数据模型的航行指南信息组织方法正确、有效。

地理加权回归及其在土壤和环境科学上的应用前景

地理加权回归(GWR)是近些年来出现的一种新的空间局部回归技术。它是将数据的空间位置嵌入线性回归模型中,以此来探测空间关系的非平稳性。在运用于空间数据分析方面,相对于传统的普通最小二乘回归法,具有明显的优势。本文首先介绍了GWR的理论起源并描述了该方法的基本原理、存在的不足以及后来的扩展;然后为了更准确地了解GWR的应用状况和研究进展,进行了一个文献调查;接着回顾了GWR在土壤和环境科学上的初步应用情况;最后对该方法在土壤和环境科学上的应用前景作了展望。目的是为我国土壤和环境科学领域的同行了解和应用GWR提供参考。经过国内外研究者多年的研究和实践,GWR方法已被证明是一个理论上较为成熟,能够应用到实际研究中的优秀空间统计学方法。因此,GWR在土壤和环境科学上将会有着广泛的应用前景。

一种新的空间分类挖掘方法

空间分类是空间数据挖掘的一个重要的研究分支 ,空间分类挖掘在对空间对象进行分类时 ,要考虑空间对象的非空间属性及其邻接对象对它分类的影响。本文提出一种新的空间分类挖掘方法 ,该方法将空间对象的非空间属性及空间属性分开来进行考虑。该分类方法具有良好的应用前景。

一种新的灰度图像表示算法研究

图像表示是计算机图形学、计算机视觉、图像处理和模式识别等领域里的一个重要问题.文中扩展了著名的Gouraud阴影法,并通过使用矩形非对称逆布局模型(RNAM)和扩展的Gouraud阴影法,提出了一种新的灰度图像表示算法.该算法编解码部分的时间复杂度分别为O(nlogn)和O(n),其中n为灰度图像的像素数.实验结果表明:与流行的STC和SDCT灰度图像表示算法相比,在保持图像质量的前提下,文中提出的灰度图像表示算法具有更高的压缩比和更少的块数,因而能够更有效地减少数据存储空间,是灰度图像表示的一种良好方法.这种表示方法可以应用于灰度图像表示的各个方面,在降低存储空间、加快传输速度、提高模式匹配效率等方面具有良好的理论参考意义和实际应用价值.

城市交通信息平台GIS-T数据库设计

城市GIS-T系统是一个纵横交错的网络,具有复杂的空间属性、非空间属性,多层次的道路网及其拓扑关系,以及大量交通管理设备的实时动态信息。管理这个庞大系统,其核心工作就是设计一个合理、完备、科学的数据结构模型,以及具备数据完备性、参照一致性、达到3范式的数据库系统来描述数据对象。而在GIS应用软件的数据结构和数据库设计中,空间数据和属性数据的关联、拓扑关系的描述、路网的分层分级管理、时态数据动态更新显示等等,成为开发过程的关键。

山地丘陵区社会经济数据空间化模型构建及应用

社会经济数据的空间化,是地学研究中解决数据结构不一致、空间单元不匹配和数据在空间单元内均一化问题的有效方法.本文基于多因素回归分析建立了社会经济数据空间化处理方法,选取重庆市丰都县为研究区,以人口密度和GDP规模为对象进行了回归建模,为社会经济数据的空间精细化研究提供借鉴.结果表明,采取向后剔除法准则的多元线性回归分析数据融合方法,较好地模拟了研究区社会经济数据的空间分布格局,拟合方程修正后的可决系数均达到0.80以上;将以乡镇为单元拟合的县域社会经济数据融合模型,应用于村域尺度社会经济数据的空间精细化表达,经验证数据吻合度普遍在80%以上,能够较好地实现村域尺度社会经济数据的空间化.因此,就研究区而言,基于多因素回归分析的社会经济数据空间化模型构建,较好地实现了对社会经济数据的反演,为创建区域范围内村域尺度连续的社会经济数据表面提供了支撑.

中小城市非机动交通空间分析——河北省沧州市实证研究

非机动交通是中国大多数中小城市最普遍的出行方式,却常常面临路权难以保障、规划难以落地、设计难以优先的困境。这与市域非机动交通OD量化预测缺乏、道路网非机动交通效益量化评价缺位、断面非机动交通构成及分布规律分析缺失不无关系。以河北省沧州市主城区为实证样本,从市域、网络、断面3个视角研究中小城市非机动交通空间,建立慢行热力空间,慢行岛、核、辐,慢行源、汇、集3类空间分析模型。提出交通廊道、健康休闲网络两类非机动交通网络及其文体活动策划,并对典型断面通勤与休闲非机动交通流量大数据检测及其与气候环境和交通政策的相关性进行分析。最后提出中小城市非机动交通优先发展、网络规划及文化传播建议。

基于相关迭代的非因果匹配滤波器多次波压制方法

针对常规多次波压制(SRME)方法存在的缺陷进行了改进.首先在多次波模型道预测阶段,采用数据相关和迭代更新的策略预测多次波模型道,该方法降低了SRME方法采用数据空间褶积对输入数据要求严格的限制,提高了对近偏移距缺失和空间假频数据的适应性.在匹配相减阶段,本文设计了一种非因果非平稳的匹配滤波器,该滤波器可以对整道多次波模型进行处理,而且当预测多次波模型道滞后于实际多次波时,也能够对多次波模型道进行很好的匹配.模型数据和实际数据试算证明该方法在多次波模型道预测和匹配相减阶段的优越性.