学科竞赛驱动融合课程思政的《GIS空间分析与建模》课程教学改革与实践

《GIS空间分析与建模》课程是地理信息科学专业的必修课,熟悉空间分析的原理方法和软件操作,对培养高素质的地理信息科学人才具有重要意义。基于课程所讲授的GIS空间分析理论和方法,将学科竞赛和思想政治教育有机的融入到《GIS空间分析与建模》课程具体的教学过程中,实现专业课程知识学习与学科竞赛、思政教育的有机融合。形成“学科竞赛驱动-课程思政融入-多维度复合课程考核”的特色的课程教学模式,使学生在学习专业知识过程中,潜移默化的得到思想教育,提高了学生专业学习兴趣,增强了就业竞争力,同时又锻炼了创新能力和团队协同能力。

构网型并网逆变器状态空间建模及稳定性分析

随着“双碳”目标的提出与逐步实施,作为新能源发电单元接入电力网络的重要接口元件的并网逆变器稳定性问题凸显。目前,电网大部分采用跟网型并网逆变器,然而弱电网中跟网型并网逆变器与锁相环、电网间存在耦合,严重影响系统稳定性。构网型并网逆变器在弱电网中较跟网型并网逆变器表现出更强的适应性,但现阶段构网型并网逆变器状态空间模型的相关论述较少,基于状态空间模型的构网型并网逆变器稳定性分析也不够深入。针对这一空缺,首先详细呈现构网型并网逆变器状态空间建模的相关细节,包括功率控制环、电压控制环、时滞环节和LCL滤波环节;然后,复现构网型并网逆变器失稳现象,并基于所提模型开展参与因子分析,验证模型有效性;其次,基于模型对构网型并网逆变器主要环节参数变化引起的失稳问题进行分析;最后,在Matlab/Simulink中搭建改进的IEEE 4节点三相平衡电网系统进行仿真,进一步验证模型有效性和实用性。

GIS在旅游业的应用现状与建模方法

旨在分析GIS在旅游领域的应用现状,并对GIS建模方法在旅游研究中的应用进行了探讨。通过文献研究、案例分析等多种研究方法,从GIS自身技术和空间分析方法两大特点出发,对我国旅游领域中的应用现状及发展趋势进行了研究。在技术方面取得的主要成果有GIS的旅游资源采集平台、信息化管理平台、旅游资源开发、规划及可视化;在GIS建模方面,重点从旅游资源评价、区位条件分析方法、格网化、选址等方面进行了相关综述。研究结果发现,在旅游资源分析与评价方面,GIS仍是主要的技术支撑,大多数的评价方法仍以层次分析法(AHP)、旅游资源单体赋分法、多指标权重法等为主,其方法的创新性发展显得较为迟缓。针对此研究现状,旅游资源研究的方法应当持续拓展与深化,并构建全国层面的旅游资源数据库,有助于旅游管理者对全国旅游资源进行全面监督与管理,而对于旅游资源的开发与评价应由专家导向转变为游客导向。

基于三维GIS的架空线表面磁场建模策略研究——评《雷电回击电磁场建模与计算》

GIS作为一种空间信息系统,被广泛应用于电网规划和设计中。利用GIS技术可以对电力设施进行精确的空间,为架空线路磁场建模提供空间数据支持。架空线路在运行过程中会产生电磁场,这些磁场可能对周围环境和居民健康造成影响。因此,准确建模架空线路表面磁场对于评估其潜在影响至关重要。

MATLAB辅助GIS空间分析建模实验设计与应用

根据地理信息系统GIS的特点和空间分析实验的特点,提出利用MATLAB软件进行GIS空间分析实验设计,并结合一个实例,给出了MATLAB空间分析建模实验应用的主要内容和方法。此实验设计应用有助于学生较快地理解GIS空间分析实验原理,学会利用MATLAB软件分析解决GIS地学实际问题。

GIS空间分析建模构想

目前GIS与模型的集成只是针对某一专业领域,不同领域需要做大量的重复工作,而模型的无限重用是不可能的。实现在GIS环境中建模是增强GIS空间分析功能的必由之路。文献[1]提出的用空间分析的基本算子和对象,以某种运算逻辑积木式组合为复杂的分析模型,具有较大的研究前景。

ArcGIS9空间分析建模工具在农业用地适宜性评价中的应用

依据空间处理建模技术的原理和建模流程,利用ArcGISModel Builder工具,以黄淮海典型农业区山东省聊城市为案例区,进行了农业用地适宜性评价的应用。结果表明,ArcGIS9空间分析建模工具能够有效地进行农业用地适应性评价工作,且聊城市农业用地整体适应性情况较好,符合实际情况。

基于ArcPy的GIS空间分析建模原理及实现方法

采用Arc GIS10.0中ArcPy模块并使用Python编程语言以函数式编程的方法进行GIS空间分析建模的原理,并以基于对象的影像最优分割结果选取为例介绍其具体实现方法。

GIS空间分析建模模块的设计与实现

分析了地理信息系统空间分析建模多种层次的需求,研究了空间分析建模技术,设计并实现了一个基于TerraGIS(二期)平台的、支持多种建模方式的空间分析建模模块。描述了该模块的结构和功能,并给出了所采用的关键技术。该模块在实际应用中针对不同需求和层次的用户,提供了多种不同的空间分析建模方式。同时它具有较强的扩展性,很好地解决了地理信息系统平台中对于空间分析建模方式多样性要求的问题,在实践中取得了良好的效果。

空间并联指向机构实验平台动力学建模与仿真分析

为了提高学生的动力学建模和分析能力,基于3自由度3-转动副-转动副-转动副-转动副-转动副(3-RRRRR)空间并联指向机构实验平台,开展动力学建模与仿真分析研究。首先,分析3-RRRRR空间并联指向机构实验平台的结构特征,建立并联指向机构平台的运动学模型;然后,利用拉格朗日乘子法推导并联指向机构平台的刚体动力学模型,基于四阶龙格库塔(Runge-Kutta)算法求解机构平台动力学模型,通过数值仿真分析不同驱动速度对并联指向机构平台动力学响应的影响;最后,采用ADAMS虚拟样机仿真验证动力学模型及模型求解的正确性。该研究为空间并联机构实验平台刚体动力学建模和仿真分析提供了有效方法,为机构动力学分析与控制奠定了理论基础。

基于GIS与GOCAD的天津双窑凸起构造区热储三维地质建模

因地制宜开发利用地热能已成为助力国家碳达峰、碳中和目标实现的有效途径。通过三维地质建模技术,实现热储空间结构透明化,有利于地热资源精细化管理,从而实现因地制宜开发。以天津双窑凸起构造区为例,通过地理信息系统(geographic information system,GIS)与地质对象计算机辅助设计软件(geology object computer aided design,GOCAD)相结合的方法,利用GIS对钻孔、平面地质图、地质剖面、地球物理资料、文献等多源数据资料综合分析,并对数据可信度进行优先级排序,利用GOCAD对构造、地层面和地质实体进行了构建,建立了热储三维地质模型。模型实现了对研究区新近系、奥陶系、寒武系、蓟县系等不同层位热储及其边界断裂的空间发育情况的三维刻画,研究结果可以为热储结构研究、地热资源评价和因地制宜开发提供技术支撑。

基于GIS空间建模的银行网点选址——以山东省青岛市黄岛区为例

银行网点的科学选址对合理利用资源,有效提高银行工作效率具有非常重要的意义。以山东省青岛市黄岛区为例,在对银行布局有重要影响的因素如商业位置、交通状况等综合分析的基础上,以该地区商业网点分布、人口分布、土地利用等作为主要空间要素,结合现有银行网点布局,利用ArcGIS 10.0平台中重分类、栅格计算器、缓冲区分析等栅格、矢量空间分析工具构建了银行网点选址的空间分析模型,并运用该选址模型确定了银行网点的最佳建设位置。该模型为银行网点的科学选址提供了科学决策和参考依据。

GIS空间过程建模系统初探

阐述了GIS空间过程和空间过程建模的概念 ,提出了空间过程建模系统的概念框架 。

关于空间数据与空间数据模型的思考——中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)总结与分析

空间数据和空间数据模型是GIS理论与方法的核心内容。本文总结中国GIS协会理论与方法研讨会(北京, 2004)的成果,围绕GIS研究与发展的新动向,分析了空间数据组织、集成、质量、不确定性与数据挖掘及3维空间数据建模、空间关系与可视化等方面的理论问题与发展趋势,并思考和讨论了空间认知学与本体论在GIS理论与方法研究中的作用。

基于GIS的配电网空间拓扑建模方法

介绍了一种配电网在 GIS中的空间数据建模方法 ,基于图论建立了配电网空间拓扑分析模型及其数据结构描述形式。描述了配电网空间实体及其在 GIS中的表示 ,介绍了配电网空间拓扑关系及其结构。为进一步进行配电网络空间分析奠定基础。

基于自动编码器隐空间分类的建模侧信道分析

侧信道分析是现实世界密码系统的主要威胁之一,建模侧信道分析是一类重要的侧信道分析方法,深度学习技术的引入可拓宽建模侧信道分析的应用场景、提升分析效率.自动编码器(auto-encoder,AE)与变分自动编码器(variational AE,VAE)是被广泛研究的深度学习模型,本文将它们引入建模侧信道分析,提出了基于AE与基于VAE隐空间分类的建模侧信道分析方法,并从生成模型的角度对这两种方法的可行性进行了分析.AE和VAE中间产生的隐空间特征可视为侧信道曲线的低维生成特征,提出的两种方法通过训练相应的AE和VAE来提取出能表征原始侧信道曲线的隐空间特征,并通过VAE探讨了隐空间分布为高斯分布时对建模分析效率的影响.随后提出了三种隐空间特征分类策略:基于欧氏距离的分类策略、基于KL散度的分类策略以及基于支持向量机的分类策略,这些策略可对提取出的隐空间特征进行分类,从而完成建模侧信道分析.在DPAv4.1与增加了高斯噪音的ASCAD数据集上的实验结果表明,基于AE和VAE的建模侧信道分析方法使用三种分类策略的攻击效果均大幅度优于池化模板.从猜测熵的角度看,基于VAE的方法仅需10条DPAv4.1的曲线与1660条加了噪音的ASCAD曲线即可使得两者猜测熵为0,而模板攻击则分别分别需要84条和3899条曲线,效率提升分别达到了88.1%与54.7%.这说明在建模侧信道分析的场景下,VAE有着很好的应用潜能.

基于无人机摄像技术的水电工程库区国土空间快速建模及数值分析

无人机摄像技术能快速便捷地构建水电工程库区国土空间数值高程模型(DEM),但目前对DEM的后续优化应用的相关研究较少。文章依托于某抽水蓄能水电工程,探讨了基于无人机摄像技术在水电工程库区国土空间生态快速建模和数值分析中的应用,在DEM基础上,提取地形等高线图,通过编程构建三维数值分析模型,使用专业数值软件开展了强度及稳定性分析。结果显示:无人机摄像技术建构的三维数字高程模型高度还原现场,方便于科研工作和工程设计的后续数值分析;无人机定期飞行,实现了用低成本获取不同时期水电工程库区国土空间生态的时空状态,进而达到长期动态的健康监测的目标。

论GIS系统空间数据的建模

地理信息系统简称GIS，是一种决策支持系统，它存储和处理的是地理数据信息，也就是地理位置及与该位置有关的地物和人文等属性信息。实际上整个地理信息系统都是围绕空间数据的采集、分析、存储和检索展开的。因此，空间数据的建模对建立高质量的地理信息系统起着关键性的作用。

面向国土空间基础信息平台的地理分析模型构建方法研究

地理分析模型是构建国土空间基础信息平台(以下简称“平台”)应用服务的关键工具。现有的模型构建过程存在GIS软件使用不便、建模过程复杂、第三方软件工具紧耦合等难题。本文提出了一种面向平台的地理分析模型构建方法。该方法通过服务化封装的方式实现第三方地理处理工具的服务化调用接口,并采用可视化建模方法和工作流技术设计实现模型构建器,同时基于REST架构实现地理分析模型的服务化调用,从而降低了地理分析模型的构建难度。通过构建一个地图服务发布模型,并与传统方法进行对比,验证了本文方法能够有效降低模型构建难度,有助于平台的建设和应用。

ArcGIS支持下的校园安全分析建模

以山东某高校为例,分析校园监测设施布置的合理性、最佳校园巡逻路线选择、校园突发事件保安人员调配问题。首先基于通视分析原理,分析校园监控设施布置的合理性,为校园监控设施的布置提供依据。又进行了网络分析中的最佳路径分析和资源配置分析,其结果可为校园保安巡逻路线的确定和突发事件的应对提供依据。该法可推广到为其他工厂社区等进行安全分析建模。