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.

Model Builder在可再生能源规划设计平台的应用

文章在风能资源规划设计平台中,基于ArcGISDesktop中的ModelBuilder(模型构建器)将单一多样的地理处理工具组合成复杂的空间数据处理工作流,并以GP服务提供给前端进行调用,实现了栅格数据按风资源规划选址的优选区域进行实时裁剪并进行Web端渲染可视化。同时,按范围批量提取了风资源相关栅格数据(如WeibullA、风功率密度),用于风机布置优化迭代接口进行运算。此方法便于修改、复用和扩展,验证了模型构建器作为一种用于建立地理处理流程的图形编程语言在能源规划设计平台应用的可能性。

栅格数据地理信息系统(Raster GIS)关键技术分析

数据是地理信息系统的基础,强大的地理信息分析功能对地图数据有很高的要求。国内外大多数应用型地理信息系统都是基于矢量地图数据格式的。这样的系统在提供便利操作的同时,增加了系统开发成本和开发周期。如果建立基于栅格数据的地理信息系统,不需要数字化编辑处理地图数据,节省了矢量化数据的成本,并且地图显示更为形象、直观。在分析栅格数据和矢量数据的基础上,探讨了基于栅格数据的地理信息系统体系框架,并就基于栅格数据的地理信息系统开发中的基本地图操作、属性查询、地图分析等关键技术进行研究,提出了一些思路和解决办法。同时,将该技术成功应用到军事演习系统中,取得了良好的效果。

基于Arcpy与ModelBuilder批量提取栅格数据属性表模型实验的分析

在处理遥感影像时,有时需要提取影像的像元值,比如提取夜间灯光影像的DN值。当影像较多时,耗费的时间较长。针对这一问题,该文利用Arcpy脚本和ModelBuilder构建了批量提取栅格数据属性表的模型,并用14幅影像数据验证了该模型的有效性。实验结果表明,该模型能够实现批量构建和导出栅格数据属性表,并保存为CSV格式,用时大约4 min,大大提高了工作效率。

服务业产业多样化对城市经济韧性的影响——来自地级市夜间灯光数据的证据

本文利用夜间灯光栅格数据,测算了2008—2019年我国281个地级市的经济韧性,并研究了服务业产业多样化类型对城市经济韧性的影响。研究发现:服务业产业无关多样化程度越高的城市经济韧性相对越强,而相关多样化对城市经济韧性具有部分负向作用。多种检验表明上述结果稳健。不同城市规模和区域一体化程度的产业多样化与城市经济韧性关系具有一定区别,但总体上同质性大于异质性。利用中介效应检验进行作用机制分析后发现,服务业无关多样化可通过提高服务业就业水平和产出水平提高城市的经济韧性。因此,城市经济规划建设中应将提升经济韧性作为重要考虑因素,结合服务业产业多样化特征因地制宜,根据城市规模适度提高城市产业多样化。

地铁开通与城市雾霾污染: 来自上海栅格数据的证据

以地铁为代表的公共交通基础设施建设对城市空气质量具有深远的影响。在地铁开通对城市空气污染的潜在影响进行机理阐释的基础上,采用2000—2020年上海栅格层面的面板数据样本和双重差分方法,实证考察了地铁开通对城市雾霾污染的影响及其作用机制。研究发现,地铁开通存在显著的减霾效应,这一结论在通过一系列稳健性检验后依然成立。异质性分析表明,中转站点的开通会产生更强的减霾效应,在已有线路上扩建站点所产生的减霾效应相对较弱,同时地铁开通的减霾效应在雾霾污染水平越高、人口密度越大的栅格样本,以及处于非中心城区的样本中表现得更为明显。机制分析结果显示:地铁开通会更为显著地增加地铁站点周边,特别是位于非中心城区站点周边的人口密度,从而通过交通替代(人口分流)效应而减少雾霾污染;地铁开通还会在更大程度上提升站点周边区域商住用地的成交价格、降低工业用地的出让规模,从而吸引服务业企业进入、挤出制造业企业,促使站点周边地区的产业结构向清洁化与集约化发展,进而有利于缓解雾霾污染。

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．

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。

基于栅格数据模型的最优路径分析算法及实现

基于栅格数据模型的最优路径分析方法是在综合考虑空间距离、地形等多种影响因素的基础上,通过计算最小累加费用值来确定最优路径。在详尽介绍该方法的基础上,给出其改进后的实现算法,使分析速度得到很大提高,符合路径分析实际应用的需要。

球面格网系统特征分析及比较

球面格网系统是一种新型栅格数据模型。在全面检索和分析前人相关研究成果的基础上,将球面格网系统分成4种类型:基于经纬线划分的格网系统、基于正多面体划分的格网系统、基于Voronoi划分的格网系统和混合格网系统;并针对各种不同类型的格网,分析了同级格网单元的空间几何特征及不同级别格网之间的层次嵌套等特性。通过对比分析,给出不同格网系统的优缺点及其适用领域,认为不存在满足所有需求的通用的格网系统,相关应用只能针对具体情况,选用最适宜的格网系统。

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。

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。

不同栅格尺度下镇域农村居民点变化驱动力研究——以太仓市浏河镇为例

从空间角度研究农村居民点演变驱动机制对农村居民点用地管理与优化具有重要意义,而栅格尺度的确定是其重要前提。以地处经济发达地区的太仓市浏河镇为例,基于GIS及SPSS统计分析软件,采用二分类Logistic回归模型探讨不同栅格尺度对其农村居民点变化驱动分析的影响及具体驱动机制。结果显示,栅格尺度为10m×10m时驱动力模型的精度、解释能力及拟合度最佳,农村居民点变化能得到较好的解释;农民人均纯收入的提高可推动研究区农村居民点空间调整,公路的吸引力可促进农村居民点向交通方便的地区调整,而人口密度、地均农业产值、人均耕地面积、基本农田及到水系的距离仅对农村居民点增加有影响,地均工业产值、人均居民点面积及到城镇的距离仅对农村居民点减少有影响。研究表明栅格尺度对农村居民点变化驱动力模型的精度、解释能力及拟合度存在影响,进而影响驱动因素及其重要性的识别,相关研究应结合研究区实际确定最佳栅格尺度;为推进农村居民点优化,应从发展农村经济、提高农民收入、合理规划乡村公路、建立农村宅基地退出补偿机制及加强基本农田保护等方面入手。

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.

面向电力选线的多级网格空间数据模型研究

面向电力选线的数据模型的设计是实现电力自动选线的关键问题。本文在分析当前研究较多的栅格数据模型的基础上,综合利用栅格和矢量空间数据模型的优势,提出了一种面向电力选线的多级网格空间数据模型,该模型可以根据选线区域地形和各种影响因素复杂程度的不同,自适应的选择不同等级的网格参与影响因素代价值的统计,并参与最优路径计算。最后,本文通过A*算法利用该模型进行了电力选线实验,结果表明该数据模型能够提高选线策略的合理性。

TGIS中的时空数据模型的研究进展

总结了TGIS中的时空数据模型的发展历史,分析了序列快照模型、基态修正模型、时空复合模型、时空立方体模型、非一范式模型和对象关系模型等几种典型的时空数据模型的特点,提出了建立基于栅格数据的对象关系时空数据模型的必要性。

栅格数据表示空间信息的不确定性初探

首先阐述了栅格结构在地形表达方面所表现出来的两大优势,正因为这些优势使得栅格结构能在GIS中得到广泛应用。其次,分析了由于栅格结构自身的特点,导致了在处理地形表面数据时,会有基于点和基于面两种不同的处理方式,并由此会产生解释格网属性值和确定属性值定位这两方面的不确定性。然后,提出了解决该问题的方法,即将栅格数据结构分为像素模型和格网模型两种形式。最后给出了两个典型例子,来说明若将不同的栅格数据图层等同对待会产生的结果误差情况,提醒用户使用栅格数据时注意的事项。

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。