基于微博文本的灾害事件信息时空过程聚合方法

各类灾害事件频发已成为全球可持续发展面临的重大威胁。在大数据环境下,微博文本逐渐被应用于灾害管理的预防、准备、响应和恢复工作。以往研究多关注微博文本中灾情信息的获取,却忽略对这些碎片化信息进行有序化整合。本文从时空视角构建多层次的灾害事件信息模型,在抽取出微博文本中灾害事件信息要素的基础上,提出基于“对象-状态”的过程信息聚合方法,解决微博文本中灾害事件信息分散化、时空粒度多样化和无序化的问题。基于新浪微博进行台风“利奇马”事件的案例分析,结果表明,本文方法能够全面地获取灾害事件过程中各个时空节点上的灾情信息,有利于从微博文本中挖掘小尺度下的灾害突发状况。

洪水灾害时空过程模拟可视化表达研究进展与展望

【目的】虚拟现实三维可视化技术已被广泛地应用于洪水灾害过程的展现。为了应对洪水风险并做出正确的决策,需要对洪水灾害的时空演化过程进行科学逼真的表达。【方法】对洪水灾害时空过程模拟表达的国内外相关研究工作进行了总结和归纳,对其方法的发展脉络进行了回顾和梳理,重点分析了场景建模、模型计算、场景可视化等洪水时空过程表达涉及的关键技术,并对当前的主要技术瓶颈进行了研判。【结果】结果表明,洪水灾害时空过程模拟可视化技术的发展面临着可视化数据量大、观测数据耦合的模拟方法尚不成熟、可视化的逼真度和科学性难以兼顾、增强现实场景有待进一步提升虚实配准和融合渲染效果、可视化效果缺乏客观评价方法体系等问题和挑战。【结论】未来需要进一步结合气象、水文、地理信息系统、计算机仿真等多学科、多领域的先进技术,以实现更逼真、科学和高效的洪水灾害模拟可视化。

海洋环境时空过程数据多维表达技术研究

时空动态过程是海洋的重要特征,海洋数据的多维表达是海洋环境时空过程要素和现象的空间认知与知识挖掘的重要研究内容。传统GIS很难分析和处理处于虚拟地理空间下以海洋大数据为载体的信息流动的虚拟海洋环境空间的复杂地理要素与地理现象。本文从虚拟海洋环境和抽象坐标海洋空间环境相结合的角度,提出了基于数字地球模型的虚拟海洋环境构建方法,实现了基于抽象坐标系统的海洋实体空间对象数据和虚拟海洋生态环境对象数据的一体化集成;设计了一维、二维海洋环境数据时空过程表达技术方案;研发了三维海洋环境时空动态数据结构与过程表达计算引擎,实现了海洋环境要素场的单层要素场过程和多层动态过程模拟等多维表达方式。最后,结合我国智慧海洋建设,提出了关于未来发展方向与研究重点的认识与建议。

时空过程拓扑关系表达

利用前后两个空间拓扑关系的组合来表达原子空间拓扑关系变化过程,从而将空过程之间复杂的空拓扑关系变化过程,分解成30种基元空间拓扑关系变化过程。利用4交模型将时态拓扑关系与空间拓扑关系过程基元进行笛卡儿积耦合,形成240种原子时空过程拓扑关系,并对其几何表达和语义进行详细的说明。最后,论文给出了利用原子时空过程拓扑关系进行时空过程拓扑关系表达方法进行说明,并给出了时间区间重合的多态时空过程拓扑关系表达鉴别策略。

面向对象的地籍时空过程表达与数据更新模型研究

对地籍时空数据库持续更新,保持地籍时空数据库的现势性、拓扑一致性和完整性是现代地籍管理的生命所在。通过分析地籍对象变更过程中各类要素的联动变更行为,结合面向对象建模技术与时空演变过程表达思想,建立契合人们思维的以过程为核心的地籍时空数据更新模型。模型制定符合地籍对象时空拓扑演变规律的变更规则,实现地籍要素、土地利用要素和房屋的联动更新,并在地籍管理系统ReGIS中得到实现。

一种时空过程的梯形分级描述框架及其建模实例

以对象建模视图和事件模型为基础的自底向上的时空过程表达方法,缺少对地理时空现象的显式定义,在时空因果链的细化表达方面存在不足。本文设计一种时空过程的梯形分级描述框架STP-TRAP,对时空过程进行自顶向下的显式化建模和集成时空因果链的分级描述,并在事件模型基础上,通过引入约束关系描述扩展时空因果链的表达模式。土地利用变迁过程建模实例与土地利用管理信息系统的设计和实现证明,该框架对土地利用变迁时空过程表达效果较好,为土地利用变更数据管理提供了新的思路。

覆岩运动的时空过程

上覆岩层的运动是一个复杂的时空过程。根据流变力学理论和控制板梁组合运动理论,研究了覆岩运动及离层发展的时空过程,推导出了控制岩层弯曲变形及离层裂缝宽度的计算公式。

京津冀都市圈城镇扩展时空过程及其未来情景预测

近年来,京津冀都市圈城市化发展迅速,快速城市化过程导致了人地矛盾日益尖锐、环境污染、交通拥挤、居住环境恶化等一系列城市问题。本文利用GIS空间分析方法,分析了1990-2008年京津冀都市圈城镇扩展的时空过程,并在此基础上,运用SLEUTH模型,模拟了不同发展场景下京津冀都市圈城镇扩展的未来情景。研究发现:1990-2008年京津冀都市圈城镇扩展明显,城镇面积净增加4022.37km2,年平均扩展速率为1.91%,1990年以后城镇扩展速率呈逐步减缓的趋势。城镇扩展在空间格局上呈现显著的"双核、一带和两轴、多中心"的特征。城镇扩展对耕地资源的占用特别明显,18年间,耕地面积净减少3507.62km2,年减少速率为0.23%。2008-2020年京津冀都市圈城镇扩展速率较历史时期将有一定减缓,2020年以后城镇扩展速率将进一步下降。京津冀都市圈未来城镇扩展仍然将侵占一定的耕地资源,2020年以后耕地萎缩的态势将减缓。

集成GIS和细胞自动机模型进行地理时空过程模拟与预测的新方法

目前商用地理信息系统 (GIS)不能完整地表达地理实体的时态信息和时空关系 ,缺乏时空分析和时空动态模拟的能力 ,这已成为 GIS界的一个共识。然而 ,未来 GIS在各应用领域的深入发展以及在实现“数字地球”战略过程中 ,都要求发展新的时空分析和模拟方法。细胞自动机 (Cellular Automaton)是一种“自下而上”的动态模拟建模框架 ,具有模拟地理复杂系统时空演化过程的能力。首先将标准 CA模型的 4元组进行扩展以满足 GIS环境下时空动态模拟的要求 ,然后以城市土地利用演化这一动态过程为例 ,建立了土地利用演化动态模拟与预测模型 (L ESP) ,最后运用此模型对包头市城市扩展和土地可持续利用演化进行了比较成功的模拟和预测。

历史事件时空过程描述及其可视化研究

结合基于事件的时空数据模型和面向对象的思想,提出一种面向历史事件的时空数据模型。分析基于事件、变化与状态之间的关系,描述和再现重大历史事件中的时空信息及时空变化。给出一种结合事件链表与子事件树的历史事件时态树结构,有效地将时间、事件及相关时空对象组织起来,动态追溯、反演和检索历史事件的发展过程与状态。利用事件时态树结构实现历史事件时空过程可视化,并以Adobe Flex为工具开发实现了历史事件时空过程可视化算法,取得良好效果。

长春市近50年城市扩展的遥感监测及时空过程分析

城市空间扩展是城市化现象在空间上的表现,因此城市空间扩展是衡量城市化水平的主要测度指标之一。我国现在正处在城市化进程快速发展时期,及时掌握城市空间扩展的信息,对于城市规划、城市建设、管理及决策具有重要的现实意义。本文结合地形图与遥感数据对长春市近50年来的城市扩展时空过程及其发展机制进行了分析与研究。在近50年来,长春市的城市空间扩展较快,但总体上是有序的、速度适中的和可持续性的。在新的多中心和组团式的城市空间快速扩展之时,贯彻新的城市总体规划和保护基本农田是当务之急。

2000～2012年青藏高原湖泊水面时空过程数据集遥感提取

以MODIS MOD09Q1为数据源,构建了一种结合湖泊水面缓冲区边界分析和逐个湖泊确定分割阈值的湖泊水面信息提取方法,并利用该方法提取了2000—2012年间青藏高原每期间隔8 d的面积大于1km2湖泊水面数据集。精度分析结果表明,该文方法提取结果相对于研究中基于30 m空间分辨率Landsat TM得到的133个抽样湖泊水面面积结果,总精度为93.98%;与近年来其他研究人员在纳木错、青海湖和色林错等典型湖泊得到的遥感监测结果对比,无论在日、月及年尺度上,均具有非常高的一致性;而与第二次全国湖泊调查结果相比,整个高原区面积大于1 km2的湖泊数量仅相差11个、面积误差仅为4.74%。该论文为大范围、长时间序列单一地物(水面、植被、城镇等)分布面积提取提供了方法参考,也为开展青藏高原近10a多来湖泊变化研究提供了可靠的基础数据。

基于公交时空过程的城市时空可达性计算方法

交通系统的本质目标是为了提高个体的可达性.已有的基于时空维的时空可达性计算方法忽略交通模式选择的约束,以及对于出行时间没有确切的概念,因此,提出了基于公交时空过程的城市时空可达性计算方法.该方法以特定的公交出行时空约束作为效用函数,从历史公交时空过程中获取公交出行时间,对于出行时间的计算更具可操作性;并且,其考虑特定的时空约束下个体参与活动的效用值,显得更加严谨.同时该方法将特定的交通出行方式作为一种出行的时空约束,更加符合现实情况.最终,以广州市公交系统为研究对象,运用该方法计算特定时空约束下个体出行的城市时空可达性.结果表明该方法具有有效性和可操作性.

利用地震波形反演研究震源破裂时空过程

本文对近10多年来利用地震波形反演推断震源破裂时空过程这一领域的研究进展作一简单介绍．论述了理论地震图的计算、反演确定震源参数、以及解释反演结果三方面的发展，并对反演结果进行了归纳总结．研究表明，在本文所提到的地震中，多数大地震的震中附近只有相对小的滑动，而在多数中等地震的震中或其附近有较大的滑动．本文认为，在进一步提高反演解答的稳定性和可信程度的基础上，在大地构造背景下研究震源的性质，对一批不同震级、发生在不同构造区的地震进行系统研究是有意义的．

广州跨国机构的时空过程及其动力因素研究

在"思想全球化,行动地方化"的今天,跨国行为的迅猛发展导致众多跨国机构在城市的落户。随着跨国机构的不断发展且在国际社会发挥重要作用,相关研究逐渐引起关注。广州作为中国最重要的城市之一,外贸地位重要,国际化发展程度较高,但是跨国机构在城市的发展却极少受到关注。选取进驻广州的跨国机构为研究对象,通过分析跨国机构的类型及结构功能,研究其在广州的空间历程及其进驻因素。探讨广州跨国机构的时空分布过程及其内外影响因素的研究表明,伴随着广州城市空间重构和重心东移,跨国机构的时空特征表现为不断向城市东部分布和转移的过程:从历史时期在沙面的国际化经营,到改革之初在环市东的初步集聚,而2000年以后则表现为向天河北和珠江新城的分布和迁移。跨国机构进驻广州的原因,一方面源于广州区域中心功能、优越的地理和交通位置、发达的对外贸易的吸引;另一方面则体现了跨国机构发挥其地区总部管理和辐射功能的需要,并在此基础上地方和全球网络联系的建立。

海洋时空过程数据模型及其原型系统构建研究

从地球信息科学角度,分析了海洋现象的过程特性,并给出过程对象的BNF范式组织结构。把具有过程特性的海洋现象分级抽象为海洋过程对象、阶段对象、序列对象和状态对象,讨论了海洋过程对象的语义分级抽象与顺序、包含关系及过程对象内的演变机制,分析了通过过程对象隐式记录演变机制、过程对象存储表提供其程序接口,实现连续渐变表达机制在模型中的实现策略,发展了基于过程对象、过程对象关系表的模型的过程化组织结构。在Geodatabase9.2基础上,扩展过程对象的存储机制,构建海洋时空过程数据模型的原型系统(海洋时空过程数据库系统MarineSTPDMGDB和海洋系统功能平台MDMProtoTypeSystem),并给出其框架结构及关键技术实现流程。原型系统的构建及功能分析结果证明了模型的科学性与适用性,为"数字海洋"战略的实施提供了理论基础。

近50年呼伦湖水系草地退化时空过程及成因分析

利用遥感影像和地形图提取得到呼伦湖水系20世纪50年代中期、80年代中期和2000年、2005年四期1∶10万土地利用/覆被数据,然后在各期土地利用/覆被类型转换的基础上,以覆盖度和退化程度作为对生态环境质量影响的主要指标,确定呼伦湖水系草地退化类型指标包括覆盖度降低、沙化、盐碱化和开垦,并获得了草地退化时空过程数据集。进一步采用GIS空间分析、地统计分析和相关分析方法对呼伦湖水系草地退化时空过程和成因进行分析,结果表明:近50年来,草地退化以覆盖度降低最严重,其次为盐碱化;以中度和重度退化为主;80年代中期以来,在气候条件较适宜牧草生长的情况下,人口的急剧增长是该时期草地开垦的主要原因,而牲畜数量的大规模增加对草地退化产生直接影响。

有限断层破裂时空过程反演结果误差的随机加权估计

针对非线性方法对有限断层破裂时空过程反演中存在的不唯一性问题，应用随机加权方法对反演结果进行误差估计．通过数值模型计算，定量揭示了滑动量、滑动角、破裂时间及上升时间在断层面上的分辨率值分布．应用随机加权方法对台湾海峡地震及缅中边境地震的误差估计结果表明，对应两次地震破裂中心位置上的参数分辨率值最高，结果最可靠。

基于并行处理与信息传输的时空过程概念模型

针对时空过程模型是实现地学现象回溯和预测的有效方法,采用基于并行过程和信息传输的时空过程概念模型构建方案,将时间、空间及时空域相结合构建时空过程模型,以过程的概念解释时空过程模型的空间域,引入π–演算并将其语义和语法同过程结合,促进每个域之间的信息传输能力.以陆地龙卷风作为案例进行研究,研究结果表明:时空过程模型的工作原理是正确的,过程具有不同状态及其转换具有可持续性.该研究成果为时空模型研究提供新思路.

动态土地信息系统时空过程及时空数据存储

时态 GIS(TGIS)以及时空数据模型是当前地理信息科学领域的研究热点 ,土地地籍管理信息系统是TGIS的典型应用 .对土地地籍管理信息系统的时空过程进行了分析 ;提出了在基态修正时空数据模型中 ,采用区段快速索引和变粒度存储因子方法 ,通过区段快速索引和变粒度存储因子的引入 ,系统查询效率有了明显提高 ;论述了土地信息系统中的时空概念、数据结构和系统实现 ;重点讨论了数据库中的数据组织、拓扑关系建立及数据存储管理机制 ;最后介绍了基于上述模型和方法开发的新一代大型网络级动态土地地籍管理信息系统 (Re GIS)的主要功能 .两年多的应用表明 ,系统设计先进 ,性能良好 ,运行稳定 .