青海省长序列高分辨率气象要素栅格数据集构建与评估

采用中国区域近地面气象要素驱动数据集(CMFD)研制方法,融合青海省气象局高时空分辨率气象观测数据,构建了1979—2018年青海省逐3 h的0.01°×0.01°栅格数据集,为气候变化、生态评估、水资源评估提供基础数据。评估结果显示,在月尺度上,气温与观测数据的相关系数接近1.0,相对湿度为0.92,降水为0.85,气压为0.82,风速最低,为0.74;与NCEP、ERA5、CLDAS多类数据集评估结果对比显示,青海省长序列高分辨率气象要素栅格数据集气温与区域站实测数据的相关系数超过0.74,高于ERA5和NCEP,降水与区域站实测数据相关系数超过0.51,明显高于CMAP、ERA5及GPCP数据集,且时空分辨率方面亦有优势。

GIS中栅格数据存储管理的研究与实现

围绕G IS中栅格数据存储管理的方法进行了分析与探讨;在对国内外栅格数据存储方案进行研究的基础之上,对栅格数据的物理存储方式进行了深入的研究,并分别针对本地文件方式和商用数据库方式提出了各自有效的存储实现方案,为海量栅格数据的存储管理提供了一条新的解决思路.

运用ArcGIS Desktop9.0进行栅格数据的加载和地理参考变换

运用ArcGIS Desktop 9.0软件以海丰农场示意图为例,用DGPS进行控制点的测量,从建立坐标文件数据开始,把扫描的农场示意图(栅格图形数据)进行加载到地图中去并对其进行地理参考转换,使海丰农场示意图变成了一份具有地理坐标系统的数字化地图,从而为当前海丰农场精准农业研究提供了数字化的农场布局资料。

多源遥感影像管理与服务平台的设计与实现

针对遥感影像管理与共享服务,在分析不同来源遥感影像数据资源特点基础上,提出了适合多源、海量遥感影像数据管理的"文件+数据库"的存储和管理方式,采用镶嵌数据集进行遥感影像数据管理,并进行服务发布;同时提出了多源遥感影像管理与服务平台的总体构架体系,包括海量遥感影像管理平台和多源遥感影像网络化服务平台的设计与实现。

HDF4文件访问中间件的设计与实现

HDF4文件常用于中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品数据的存储,可存储多种类型的数据,但是文件数据结构复杂。目前,HDF GROUP开发的操作HDF4文件的函数库只可用于Fortran语言和C语言,其他编程语言缺少比较系统读写HDF4文件的方法。Arc GIS虽支持大部分栅格数据格式,但不支持多数据集层次式存储的HDF数据格式。为此,设计基于C#语言操作的HDF4文件中间件,解决Arc GIS无法创建多数据集HDF4文件等问题,并给出中间件的核心思想和具体应用实例。将该中间件应用于环保部生态环境遥感产品生产分系统项目中,结果表明,在处理MODIS产品数据时,解决了C#语言无法创建多数据集HDF4文件等问题,验证了该中间件的实用性。

大规模栅格数据集的瓦片金字塔快速构建方法

高分辨率影像数据获取技术获得突破后,大规模栅格数据集的快速可视化成为GIS领域内亟待解决的问题,高效瓦片金字塔构建是实现影像数据快速可视化的关键技术。本文对业界常用的数据集可视化方法、流程和相关技术进行了研究,并针对大规模栅格数据集文件数目庞大的特点,提出一种多层级自适应的瓦片生成方法,优化了可视化引擎,实现了大规模栅格数据集瓦片金字塔的快速构建,具有较高的通用性和稳定性。

基于时序栅格的暴雨事件提取与追踪方法

利用长时间序列栅格数据集,基于暴雨的时空演变特征提出一种暴雨事件时空提取与追踪方法.首先在时间维度提取暴雨栅格,针对每一个时序栅格序列统计累计降水量,依据国家气象局的标准划分暴雨等级;然后在空间维度提取暴雨对象,连接具有暴雨标识的相邻空间栅格并将其矢量化,记录暴雨的时间信息、空间信息、属性信息;接着在时空维度追踪暴雨事件,以相邻时刻暴雨对象的空间拓扑相交为条件寻找前后时刻空间拓扑相交的暴雨对象,建立暴雨对象间的关系,提取出所有存在关系的暴雨对象,统计暴雨事件信息;最后利用GPM IMERG最终产品数据集、台站数据集、雷达数据集对该方法的可行性和有效性进行验证与对比分析.实验结果表明,该方法可以完整提取暴雨的动态发展过程.

第三次全国国土调查土地利用矢量数据栅格化方法

第三次全国国土调查县级土地利用图斑层包含利用类型、耕地类型、坡度等级、种植属性等多属性信息,将县级土地利用矢量数据集成栅格化形成全国无缝的多尺度、多专题栅格产品存在一定技术难度。本文针对第三次全国国土调查土地利用栅格产品应用需求,探讨了多属性综合编码、全国基础地理网格框架、栅格化产品数据模型、矢量栅格化等技术方法,建立了全国土地利用栅格产品生产流程,开展了全国多尺度、多专题土地利用栅格产品生产验证。结果表明:本文方法能够实现第三次全国国土调查土地利用矢量图斑多属性信息集成栅格化和全国多尺度、多专题土地利用栅格产品工程化生产,可为今后的国土调查土地利用栅格产品生产和共享应用提供支撑。

超大规模栅格数据管理系统的设计与实现

本文基于HDFS分布式文件系统和Spark分布式分析框架,首先,构建了超大规模栅格敎据管理系统,实现了不切片动态渲染分布式栅格地图服务,并采用移动计算到数据的策略和多级缓存机制,极大提高了动态渲染性能;然后,设计了栅格分布式分析数据模型RasterRDD,并利用Spark框架多节点分布式计算能力,大幅提升了栅格分析效率;最后,通过发布全国D0M和DEM栅格分布式地图服务,进行动态渲染和坡度分析性能验证,能够满足超大规模栅格数据的高效浏览、存储和分析。

社会经济数据空间化现状与发展趋势

行政单元的社会经济统计数据与地理单元的要素数据之间存在空间不匹配的问题,很难满足自然与人文交叉学科研究的需要。本文首先对社会经济数据空间化指标和方法进行了总结,发现空间化研究主要集中在人口与国内生产总值指标,对资本存量、房屋等其他社会经济指标的空间化研究相对较少;根据空间化的思路和方法差异,可将空间化方法归纳为面积权重法、统计模型法和多源数据融合法三类。最后通过对比分析不同空间化方法的原理和优缺点可知:社会经济研究指标多样化、空间化精度要求的多元化和大数据应用的广泛化是社会经济数据空间化的发展趋势。同时,大数据等新的辅助数据源的出现为空间化精度的提高带来了契机,在社会管理精细化要求不断提高的背景下,社会经济数据空间化也越来越成为研究热点。

基于时序栅格的海洋异常事件提取方法

海洋异常事件(Marine Abnormal Event,MAE)可为区域海气相互作用和全球气候变化研究提供重要的时空特征参考,具有重要的科学意义。鉴此,本文基于长时间序列的栅格数据集,提出了一种海洋异常事件时空提取算法(Marine Abnormal Event Spatio-Temporal Extraction Method,MAESTEM)。MAESTEM的核心步骤包括事件的时间维度提取、事件的空间维度提取和事件追踪。在时间维度提取方面,将每一个栅格像元作为一维时间序列,计算其平均值和标准差作为判断每个时刻是否异常的标准,并根据异常持续发生的时间长短来提取时间维度的海洋异常事件(Temporal MAE,TMAE)。在空间维度提取方面,利用空间邻域统计方法,统计栅格像元的空间邻域中属于TMAE的个数,并通过空间维度异常判断规则获取空间维度的海洋异常事件(Spatial MAE,SMAE)。利用时刻状态的SMAE的空间拓扑关系,根据事件前后时刻覆盖的空间区域是否重叠以及事件持续的时间长短,实现异常事件的追踪。最后,通过提取太平洋海域1993年1月至2012年12月的月均海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)事件,验证了该算法的有效性和实用性。