基于Oracle Spatial的空间线/面拓扑关系判断的实现

利用Oracle Spatial提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两个2维空间不自相交的线目标与面目标(不含空洞)的拓扑关系判断设计了算法,最终进行了试验验证,实现了线目标与面目标间的19种空间拓扑关系的判断。

长江上游凯江流域径流侵蚀功率时空分布与输沙关系

水土流失是长江上游面临的首要生态环境问题,准确把握区域水土流失的规律及其发展趋势是关键。基于SWAT模型和径流侵蚀功率理论,分析了该区域典型流域凯江的径流侵蚀功率时空分布特征及其与输沙的关系。结果表明:径流模拟结果在率定期和验证期基本满足R^(2)>0.85,NSE>0.75,PBIAS<±15%,评价指标均达可信以上程度。2009—2018年径流侵蚀功率年际变化大,在多年尺度上干支流表现出“上游大、下游小”的空间分布特征。另外,多种水沙关系对比分析表明,输沙模数与径流侵蚀功率主要呈幂函数关系。研究成果可为科学治理水土流失和准确预测输沙提供理论依据。

中国耕地补充与撂荒的空间关系识别及其失衡归因

研究目的:探究耕地补充与耕地撂荒的空间匹配关系,为耕地保护和开发提供科学依据。研究方法:遥感监测、空间自相关分析、空间失衡指数、地理探测器和增强回归树模型。研究结果:(1)近20年中国耕地年均补充263.22×10^(4) hm^(2),年均补充率为1.39%,集中分布于西北、东北和西南地区。耕地年均撂荒226.68×10^(4) hm^(2),年均撂荒率为1.19%,主要分布于黄河中游和西南地区。(2)耕地补充和耕地撂荒之间以轻度失衡和不失衡为主,但极度失衡和重度失衡的单元数量逐年增加。至2020年,中度、重度和极度失衡的单元占16.87%,主要分布在西北、黄河中游、西南和南部沿海地区。(3)高—高集聚和低—低集聚是耕地补充和撂荒失衡的主要空间集聚模式。其中,高—高集聚区集中在西北、黄河中游、西南和南部沿海地区,低—低集聚区集中在东北、长江中游、西南和北部沿海地区。(4)坡度和年平均降水量为耕地补充与撂荒空间失衡主要的自然资源驱动因子,非农从业人数、农业机械总动力是主要的社会经济驱动因子。研究结论:耕地补充和撂荒之间空间失衡具有复杂性且受当地自然条件和经济社会因素的交互影响,未来应基于不同的情景和目标综合确定最优的利用模式,为高质量耕地保护提供科学依据。

基于生态网络分析模型的武汉市“三生空间”碳代谢特征

通过模拟生物代谢来剖析城市生产、生活及生态空间(简称“三生空间”)碳代谢机理有助于实现区域要素整合和结构优化,是寻求城市绿色低碳发展的有效途径之一。以武汉市为例,基于“三生空间”分类体系构建水平方向上的碳流模型,剖析2005~2020年“三生空间”演化过程中碳要素的流向;运用生态网络分析(ENA)模型对“三生空间”碳代谢进行分析,评估不同用地之间的生态关系;最后利用互惠指数综合评价“三生空间”演化对城市碳代谢的作用。结果表明:①2005~2020年,武汉市整体以负碳流为主导,2010~2015年达到峰值;2005~2015年整体上呈现碳代谢紊乱局面;2015~2020年,碳减排效果显著,正、负碳流较弱,空间上分布零星,后期碳代谢逐渐趋向平衡;②武汉市生态关系以掠夺限制关系为主,生态空间被生活空间和生产空间挤占,不同用地之间的生态冲突较为强烈,2015年后无生态区域增加,生态关系明显改善;③互惠指数呈先减后增的变化趋势,但互惠指数的平均值为0.77(<1),表明“三生空间”演化对城市碳代谢平衡的作用仍为消极,武汉市的国土空间利用仍有不合理之处,碳代谢压力尚存,需进一步优化国土空间布局,促进绿色低碳发展。

基于大坝施工的水下地形可视域拓扑特征与数字孪生模型

为实现更加顺利、安全的大坝施工,考虑在施工中应用可视化技术,设计一种基于大坝施工的水下地形海量数据数字孪生空间映射模型,实现三维地形的可视化.通过单波束测深仪测量大坝水下地形,完成大坝水下地形海量数据的采集.应用基于空间异性的数据三维插值建模方法对采集数据实施插值处理.考虑拓扑关系,构建大坝水下地形可视域拓扑特征表示模型,给出大坝水下地形可视域的分布描述.依据构建的DEM模型与水下地形可视域的分布描述,构建纹理空间与景物空间之间的映射关系和三维地形图与景物空间之间的映射关系,根据映射关系搭建数字孪生空间映射模型.测试结果表明,该模型的形变程度低于3%,初始加载仅花费了7910ms,细节加载中仅花费了1500ms左右,整体加载时间较短.

矿山标准凿井井架极限适用深度分析与构件优化设计

凿井井架是矿山竖井挖掘阶段的主要地上设施,现有标准图编制于1986年。采矿行业经过三十余年的发展,现行规范、常用工艺工法已与标准图多有不同。本文依托山东烟台某金矿1300 m凿井项目,梳理了井架所受各荷载间的联动-互斥关系。根据现行规范,分析了标准凿井井架的最大适用深度,分别计算了提升荷载和断绳荷载下的杆件应力,得出了最大适用深度增加的主要原因,并根据生产单位的诉求,采用空间结构模型计算方法,对标准井架构件进行了优化。

基于态势感知的配电网空间负荷预测系统

针对动态地区配电网空间负荷优化预测问题,设计了一种基于实时自控态势感知的配电网空间负荷预测系统。首先构建配电网空间负荷预测目标决策要素经验池;然后利用深度长短期神经网络对配电网历史运行数据集进行处理,实现配电网实时自控态势感知;最后利用深度确定性策略梯度算法构建空间负荷预测与目标决策要素经验池之间的耦合模型,实现配电网空间负荷高效精准预测。对模型展开了实际算例分析,多类型配网供电区域场景下配电网空间负荷预测精度达到91.03%,多类型配网供电区域场景下配电网空间负荷预测效率提高了23.71%。

大跨钢结构原型与不锈钢缩尺模型相似关系研究

由于试验规模、场地尺寸、试验经费等因素的限制,大部分结构无法进行原结构的振动台试验,特别是对于大跨钢结构而言。几何相似比较小的大跨钢结构缩尺模型的杆件和节点尺寸较小,采用与原型结构相同材料加工制造存在困难。不锈钢材料易于加工,适合用来代替原型结构材料制作缩尺模型。然而,不锈钢与原型结构材料在力学性能上存在差异,其中屈服强度差异是设计不锈钢缩尺模型时面临的主要问题。因此,本文开展了关于不锈钢缩尺模型应力相似比研究。首先采用拟量纲法推导了考虑材料屈服强度差异的缩尺模型与原型结构之间的相似关系,得到了计算主要性能指标相似比的公式;然后采用Midas Gen软件建立网壳结构原型结构和不锈钢缩尺模型的有限元模型,并进行静力分析和自振特性分析以验证理论推导中相似比计算公式的合理性。本文可为不锈钢缩尺模型设计提供理论参考。

3DGIS技术研究进展

简要介绍了3DGIS的由来及目前的应用领域,并对目前3DGIS的几个关键技术问题进行了综述与讨论,如三维空间信息采集,对几种主要采集方法的特点进行了比较分析;三维空间数据模型则对吴立新提出的构模理论进行了着重讨论;在应用方面介绍了三维空间分析、可视化表达等问题。并且通过以上几个方面的讨论,得出当前实现三维GIS的困难,及着力发展2.5维GIS的意义所在。

PSL空间关系扩展及其在企业建模中的应用

PSL是面向制造业信息集成的过程规范语言,用户可根据需求对其基本理论进行扩展。为了满足企业建模对空间关系的刻画需求,以空间关系RCC理论为基础,实现了PSL空间关系扩展。最后给出一个基于空间关系扩展的PSL应用实例。

旅游目的地仿生学空间关系研究——以安徽省古村落西递、宏村为例

旅游目的地之间在多重因素的影响之下,空间关系总会呈现出有别于竞争与合作关系的其他形式。研究了旅游目的地空间关系的生态学解释和旅游生态位概念,在此基础上建立仿生学空间关系数学模型,构建旅游目的地仿生学空间关系研究体系,并将新体系实际应用于案例地西递、宏村,最后得出结论:宏村的整体竞争力水平高于西递,且两村于2006～2007年间达到稳定的竞争状态并一直延续到现在。案例分析证明了旅游目的地仿生学空间关系研究对于旅游规划与管理的理论和实践意义。

浅析3维地理信息系统技术

本文首先对什么是真 3DGIS,以及 3DGIS的发展现状进行了分析,然后指出并分析了 3DGIS发展的若干关键问题,最后对 3DGIS的发展趋势进行了探讨,指出 3维城市地理信息系统 (3DCMS)和 3维地学模拟信息系统(3DGMS)将是 3DGIS发展的两大方向,并最终促进 3DGIS技术的发展。

基于引力模型的双核城市空间关系研究——以成渝双核城市为例

双核模式是一种高效的区域空间结构模式。双核城市产业结构的协调发展,直接影响到整个区域产业的整体竞争力。双核结构模式吸引了众多学者的研究兴趣,也取得了一定的成果,但是在双子城市产业结构空间布局方面的研究仍较欠缺。以成渝双核城市为例,运用牛顿万有引力模型分析了"同质"双核城市的空间关系及区域内产业发展的障碍因素,探讨其产业结构的合理布局,提出了相应的建议,以期为成渝双核城市未来的产业发展提供理论支撑。

基于AHP与GIS的城市可持续性测度与空间比较研究——以东北地区35市(州)为例

以东北地区35市(州)为案例,根据数据源条件,从经济、社会、生态3个子系统构建了包含12项指标在内的城市可持续性空间测度评价指标体系,基于可持续发展指标校正模型,采用AHP分别计算了东北三省35市(州)经济、社会、生态子系统的发展指数及综合发展度与协调度,通过可持续性空间测度与比较,阐析了东北地区35市(州)在可持续发展上的空间关联特征及其基本规律。研究结果表明:城市可持续性具有地理空间差异与地域分异规律,以沈阳为代表的转型成功的老工业区和以大连为代表的现代新型城市可持续发展度较高,而边远地区及处于转型中的老工业城市则相对较低;中心城市的辐射作用明显,对其周边城市的可持续性影响较大;经济、社会、生态子系统之间存在着较为紧密的耦合与转换关系,因此,在制定城市可持续发展政策中必须因地制宜,并且要从城市群或经济区等视角推进城市可持续发展。

基于分段解算模型的线要素缓冲区生成算法

从线要素缓冲区构建的角度出发,通过挖掘线要素各线段(局部)缓冲区之间的空间几何关系,构建了线要素缓冲区分段解算模型。在此基础上提出了基于分段解算模型的线要素缓冲区生成算法,阐述了该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下对算法进行了验证。

面向模型的大比例尺制图综合框架设计与实现

模型综合作为制图综合的一部分 ,是通过改变地图内部目标关系的表达方式 ,使地图的表达更简单 ,进而使综合更方便。结合交互式制图综合软件AutoMap ,介绍了面向模型综合的系统设计框架和具体实现 ,并着重从地图目标的空间关系、几何属性和语义关系 3个方面来分析模型综合。

省级区域可持续发展指标体系构建及空间测度研究

可持续发展的空间测度是由经济、社会、生态三个指标体积组成的动态系统,其可持续发展依赖于各子系统的合理结构和发展模式以及子系统之间的发展协调程度.实验通过对空间测度建立指标体系,采用AHP方法结合可持续性的评价模型对三个子系统进行定量分析研究,最后得出发展度和协调度的测度结果.由此推算出东北三省区可持续发展水平较低,为相关部门采取相应改善措施提供了有力证据,同时也为今后进一步研究三省区的可持续性奠定了夯实基础.

顾及网络特征的复杂人工河网的自动选取

针对人工河网选取过程中需要考虑的几个重要因素,引入了线状要素动态分段模型组织人工河网数据及其空间知识。提出一种基于栅格的河网密度探测方法,较传统的计算网眼面积的方法简便且效果较好。建立了基于"知识决策"的人工河网选取模型,模型中考虑了复杂人工河网综合中河渠的属性(主要、次要)、长度、连通情况、河渠间的空间关系以及河网密度等5个方面的因素,建立多准则决策模型对每条备选河渠平等地进行综合评价,根据评价结果按照选取可能性从小到大间隔选取,从而能够较好保持人工河网的网络特征。

基于空间LDA模型的高分辨率遥感影像地物覆盖分类

高空间分辨率遥感影像可以更为精确地分析地物覆盖类型,但空间分辨率的提高也对现有分类方法带来了新的挑战,隐狄利克雷分配(latent dirichlet allocation,LDA)模型能够建立遥感影像底层特征和高层语义之间的联系,但是当前LDA模型在遥感影像分析领域的应用以场景分类和图像检索为主,已有的一些关于土地覆盖分类研究缺少对高分辨率遥感数据的空间关系进行挖掘。该文在标准LDA模型的基础上,利用词包模型构建方法生成的影像文档和单词对象来展开试验,利用多尺度分割挖掘影像中对象的空间关系,设计"主题流行度"和"主题内容"2种形式的影像文档区域属性,以协变量的形式作为LDA模型的先验知识,提出一种空间LDA模型(Space-LDA)。利用无锡宜兴市Quick Bird影像验证该模型在高分辨率遥感影像分类中的有效性,结果表明空间LDA模型分类结果不仅明显优于标准LDA,而且对区域尺度的变化具有一定的鲁棒性,空间区域信息同时从主题流行度和主题内容2个层面提供了推理信息,使模型具有更灵活的结构。

论三维地学空间构模

基于广义地理系统(地学系统)观点,结合3DGIS与3DGMS的应用需求,该文提出三维地学空间构模的4个目标层次,并对相应层次的系统功能要求进行比较分析。围绕三维地学空间构模领域中的地学空间目标认知、空间模型维数、空间模型适应性、二维屏幕上三维操纵、三维空间拓扑关系描述和三维空间模型更新6方面进行讨论,提出11个亟需回答的前沿问题。此外,还指出了8项亟需协作攻关的关键理论与技术问题。