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互联网技术的发展使地理信息技术得到了前所未有的发展和应用,地理信息计算呈现出计算速度快、运行效率高、应用多样化的发展特征。而随着计算机硬件性能飞速提升,传统的GIS数据处理方式并不能与之匹配,各种缺陷与弊端逐渐显现,亟待更高效的数据处理方式。目前,以并行集群计算技术和分布式网络技术为代表的高性能计算的出现,为这些问题的解决带来了新思路,并逐渐发展形成了新一代的多核并行高性能计算系统。当前,如何利用新型硬件体系结构带来的计算能力,研究新一代高性能GIS计算系统,解决现在所面临的时空数据密集和计算密集问题成为重要挑战。高性能计算是基于一组或几组计算机系统组成的集群,通过网络连接组成超级计算系统以加强数据处理、分析计算性能的一种技术。在实际应用中,逐渐形成Hadoop,Spark和Storm 3大主流分布式高性能计算系统,它们三者各具优缺点。本文从高性能GIS算法、并行GIS计算、内存计算和众核计算4个方面梳理、归纳总结了高性能GIS的技术体系,分析了每类高性能GIS技术特征,综合分析、评述了近年来高性能GIS的研究进展,并对高性能GIS未来发展进行展望,为更完备、高效的高性能GIS体系的建立、发展和应用提供参考。今后,并行GIS计算、高性能计算模式和分布式存储仍然是GIS技术领域发展的重要方向,通过高性能GIS系统可有效地解决时空数据密集、计算密集和网络通讯密集等问题,大大提升GIS地理分析效率。 相似文献
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王少华 《地球信息科学学报》2016,18(3):433-434
正北京超图软件股份有限公司有机整合了二维GIS强大的分析功能和基于虚拟现实技术的三维GIS的绚丽可视化效果,自主研发了二三维一体化技术体系,保证二维与三维GIS技术的无缝融合。Super Map GIS从内核层面打造的二三维一体化技术体系,突破了单纯三维软件的应用瓶颈,提供了三维空间数据管理与查询、三维符号体系、二三维空间分析等实用GIS功能。主要包括:二维与三维数据模型、数据存储方案、数据管理、符号、可视化和分析功能的一体化;海量二维数据直接在三维场景中的高性能可视化及三维 相似文献
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GIS基础软件技术体系发展及展望 总被引：1，自引：0，他引：1
地理信息系统作为IT系统的重要组成部分,其技术的每一次进步都与最新IT技术的兴起息息相关。随着云计算、大数据、人工智能等技术的发展与应用,如今GIS基础软件已经形成五大技术体系：大数据GIS技术体系,增加了对空间大数据的存储管理、分析处理以及可视化的能力,丰富了空间数据的内涵;人工智能GIS技术体系,GIS通过结合人工智能相关算法,增强了GIS模型的分析预测能力,同时二者之间相互赋能,在增强GIS能力的同时,也让人工智能具备空间分析和可视化能力,拓展了其应用范围;新一代三维GIS技术体系,实现了二三维GIS一体化和多源异构数据的融合,推动了三维GIS从室外走向室内,从宏观走向微观;分布式GIS技术体系,突破了数据类型和容量的限制,数量级提升了GIS软件的性能,让高可用和高可信GIS应用成为可能;跨平台GIS技术体系,使得GIS软件可运行于不同类型的CPU架构和操作系统,满足日益丰富的多终端应用需求。五大技术相辅相成,进一步拓展了GIS基础软件的能力和应用场景。本文以SuperMap GIS为例,详细介绍了GIS五大技术体系的具体内容,阐述了每项技术的难点与创新点,并用光环曲线对五大技术体系的发展阶段进行了划分,探讨了未来GIS技术的发展趋势。 相似文献
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王少华 《地球信息科学学报》2016,18(2):282-283
正在国内外GIS平台厂商都基于Windows内核进行研发的背景下,北京超图软件股份有限公司率先研制了跨平台GIS内核。该系统支持国产芯片、国产操作系统以及超算平台,同时,还支持平板、手机和专业移动设备,全面实现了跨硬件平台和跨操作系统的应用,打破了GIS软件只能应用于Windows操作系统的局限,推动GIS功能重心从PC端向移动端和服务器端转移。Super Map GIS基于标准C++语言构建了跨平台GIS技术体系(图1),充分发挥标准C++一次编写随处 相似文献
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GIS在公共安全领域的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
20世纪下半叶以来,公共安全领域事故频繁发生,给全球带来巨大经济损失和人员伤亡,在公共安全领域建立科学的预警、评估和应急决策系统势在必行。GIS提供的多源数据集成能力、强大的空间分析能力和辅助决策能力在公共安全的预警预报、监测、灾情评估中发挥了重大作用。本文首先简单介绍了GIS在公共安全领域的应用现状,然后详细论述了GIS中常用多源数据的集成算法、缓冲区分析、叠置分析、最佳路径算法及数据仓库的概念并举例说明在公共安全领域中的应用,最后分析总结了GIS技术在公共安全领域应用中存在的主要问题。 相似文献
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作为人工智能的代表性技术,深度学习已经成为大数据等各个领域中最具有突破性发展的新技术。深度学习的成功主要得益于其新颖的数据驱动的特征表示学习能力,这种能力成功地替代了传统建模中基于领域知识人为设计特征的方式。在这些技术推动下,人工智能技术在新一代GIS基础软件技术的研究与应用中发挥着极为重要的作用,而现有人工智能GIS（AI GIS）技术研究整体仍处于初步探索阶段,距离成熟阶段尚有较大距离。作为新一代GIS基础软件的方法和技术,AI GIS已经广泛应用在遥感数据分析、水资源研究、空间流行病学和环境健康等地学领域,与传统GIS模型相比大大提高了对非结构化的遥感或街景影像和文本的地理信息提取和特征理解能力,显示出巨大的价值和发展潜力,但现有研究对AI GIS软件技术体系的梳理和总结尚不够全面。大部分研究只关注地理空间人工智能算法的研究及其特定场景下的应用研究,而对相关的AI GIS软件技术体系关注较少。本文分析了地理智慧的几个层次,并讨论了其与AI GIS的关系,总体介绍了国内外现有人工智能技术与GIS软件相结合的发展现状,进而提出了AI GIS软件技术体系。根据AI与GIS的结合关系提出了AI GIS由地理空间智能算法、AI赋能GIS和GIS赋能AI三部分组成。此外,为深入介绍AI GIS各部分组成,本文以SuperMap为例,探讨了AI GIS软件的设计与实现。最后,探讨了AI GIS的未来发展中亟需解决的问题。本文基于AI GIS软件技术的初步探索,尝试为地理智能的基础GIS软件技术体系的构建提供理论基础,以促进人工智能技术与GIS技术的进一步融合和发展,为实现地理智能提供一个可行的研究方向。 相似文献
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缓冲区计算是地理信息系统空间分析的基本功能之一。在矢量缓冲区研究方面,以往大多聚焦缓冲区生成算法,这些优化方法在单机计算环境中针对大规模空间数量数据的计算效率提升是有限的,因而需要并行环境下的改进方法来进一步破解计算瓶颈。本文基于Map Reduce计算模型和分布式内存计算框架,提出了一种基于空间填充曲线排列码划分的并行缓冲区分析算法(SPBM),基于空间填充曲线编码进行数据排序和范围划分,对跨越网格的数据采用近似切分方法,在考虑负载均衡的前提下对任务并行分解,之后按照给定深度的"树状"方式进行结果合并。本文在单机和集群两种环境下利用实际道路网等数据进行了实验。同等环境下,相较于目前流行的GIS软件——QGIS和Post GIS计算性能提升明显,相较于现有其他并行优化方法效率提升超过50%。这样的优化分析方法对于GIS中其他矢量分析算法的并行算法也具有一定的借鉴意义。 相似文献
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网格技术不仅可以解决由于WebGIS缺少"集成"和"互操作"所造成异构GIS应用之间的数据共享与互操作问题;而且可以结合高性能计算手段解决GIS扩展应用中的高密集的计算问题。Grid GIS不仅能为应用提供丰富的各类GIS资源,而且为解决分布异构环境下的GIS共享以及互操作提供了可行的解决方案。然而如何利用Grid技术为那些异构GIS应用提供高性能计算服务,成为一个值得探索的问题。为此,本文初步探讨了基于Grid的高性能GIS的体系结构、整体布局等关键技术,同时对如何构建高性能的GIS服务节点提出了相应的解决办法。 相似文献
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建筑信息模型(Building Information Model,BIM)和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的集成是一个新的快速发展的趋势,近年来已从研究过渡到了工业实践,特别是在建筑行业问题解决方面。由于BIM与GIS数据在应用场景、空间尺度、建模语言等方面的差异,BIM+GIS集成可视化存在语义信息错误与丢失、几何信息耦合度低、表达效率低等问题,因此,完整、高效地描述建筑物本身的物理与功能特性、建筑物外部环境的几何、语义信息,实现从微观到宏观的三维空间数据的管理与可视化分析是具有挑战的。拟从BIM生成、地图切片、数据集成与存储、场景调度与裁剪、高性能渲染等方面,阐述了BIM与GIS集成时可视化效率提升技术,以满足BIM+GIS高性能需求的应用。 相似文献
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一、中国已成为一个GIS大国 1977年陈述彭先生访问伦敦莱顿大学后,提出了发展GIS的建议,1978年王之卓先生提出了全数字测图的学术思想,他们两位共同开创和推动了中国GIS的发展.从1980年陈述彭先生在中科院遥感所建立第一个GIS研究室算起,我们国家GIS已经有25年的发展历史了.我国政府对GIS很重视,从＂七五＂起就在每一个五年计划中支持、资助GIS研究或工程项目. 相似文献
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针对GIS矢量数据水印技术的应用现状和需求,本文根据GIS矢量数据要素类型、存储格式、冗余起始位等方面的多样性及基于行政(自然)区划分块的应用特点,提出双重嵌入的自适应水印算法:点图层基于行政(自然)区划分块自适应嵌入、提取水印;线、面图层按顶点顺序自适应嵌入、提取水印。另外,由于GIS矢量数据点图层数据存储"无序"的特点,决定了数据受调序攻击时水印标记易被破坏,而数据精度并不会遭受任何影响,因此,对点图层,需基于空间关系与位置进行数据排序预处理,从而实现水印的有序嵌入与提取。最后,本文从差异性定义出发,通过空间分析操作,判断面向GIS矢量数据水印系统的不可感知性。实验表明双重嵌入的自适应水印算法具有较好的不可感知性和鲁棒性。 相似文献
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现代社会大型复杂建设工程越来越多,室内3D GIS应用需求旺盛,但海量室内3D数据的缺乏成为室内GIS应用瓶颈。建筑信息模型(Building Information Models,BIM)提供丰富的建筑空间几何和语义信息,可为GIS所用。BIM与GIS数据集成技术成为国内外研究热点。本文从GIS应用的角度出发,通过分析BIM与GIS在数据标准和几何、语义表达方面的差异,提出BIM与SuperMap GIS 8C软件的数据集成技术,并实现了BIM在SuperMap GIS中的高性能空间分析与可视化。本文的研究有助于扩展SuperMap GIS的应用领域至室内空间,实现室外到室内、城市宏观到建筑微观的一体化应用,满足大型复杂室内场所的应急救援、导航与位置服务需求,服务于智慧城市建设。 相似文献
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新一代并行空间分析将面临空间大数据分析和实时空间分析服务的挑战。矢量空间计算作为GIS系统中的重要组成部分,在并行化算法设计中存在负载不均,并行扩展性差,IO性能低等技术瓶颈。本文首先从应用需求和技术发展的演变历史回顾了矢量空间分析算法发展过程;然后,从研究现状的角度详细阐述了并行矢量空间分析计算的研究成果,总结了并行空间分析算法的算法特征和技术瓶颈,对不同并行编程模型进行了对比,并提出了并行空间分析算法的研发流程;最后,从发展前景的角度预测了全空间信息系统中基于多粒度时空对象的空间数据模型和计算方法的发展趋势,提出了以内存计算等技术实现存算一体化的新型空间数据模型和分析方法的技术趋势。 相似文献
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《地理信息世界》2015,(6)
地随着对地观测技术的快速发展,数字高程模型(DEM)数据量呈现数量级增长,且DEM应用领域中流域模拟、减灾应急、区域生态等大型地学问题的不断涌现,传统的数字地形分析(DTA)串行计算模式已不能充分利用和发挥当前新型硬件构架(单机多核、多机多核、集群等)计算机资源的能力,更是难以满足实际应用的区域规模与计算时效需求。本文在数字地形分析并行计算研究现状的基础上,从数字地形分析粒度模型、数字地形分析数据与任务调度方法、数字地形分析并行可视化及数字地形分析算法并行策略等方面研究了数字地形分析并行计算关键理论与技术,进而研发了面向新型硬件构架的新一代GIS的数字地形分析并行算法库和中间件,并已集成到国产高性能GIS平台——Hi GIS中,对推动我国GIS的跨越式发展具有重要作用。 相似文献
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目前缺乏针对较强空间特性水文地质计算参数的高效采集方法与管理机制,而且现有孔隙地下水流有限元数值模拟在三维可视化与空间分析等方面仍存在很多不足。因此,本文以有限元数值计算方法和三维地理信息平台为基础,结合GIS空间分析算法和计算机图形学理论,针对孔隙承压地下水有限元分析过程的关键步骤（概念模型构建、空间离散、水文地质参数提取与赋值等）,提出了孔隙地下水有限元数值模拟过程在3D GIS下的实现方法和技术框架。基于水文地质钻孔数据和GTP（Generalized Tri-Prism）空间数据模型,以盐城市滨海平原水文地质区为研究区域,实现了地下水系统空间结构特征的三维表达,同时与地下水流有限元数值模型相耦合,提出了3D GIS模型与地下水非稳定流有限元数值模型耦合的核心处理算法,并在此基础上开发了3D GIS地下水流数值模拟系统。应用实例表明,该技术框架可有效简化有限元分析流程、优化模型计算效率、实现地下水有限元数值模拟过程及计算结果的三维可视化。 相似文献
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《地球信息科学学报》2016,(11)
ACM SIGSPATIAL会议是GIS科学与计算机科学结合最广泛的国际顶级会议。会议主题围绕计算机科学与GIS研究中的热点问题,涵盖时空数据挖掘、时空数据模型和算法、位置服务、地图匹配、分布式和并行计算、路径规划、轨迹计算等研究方向,具有重要的学术价值和应用价值。本文对第二十三届ACM SIGSPATIAL会议(ACM SIGSPATIAL 2015)进行了总结,将当前计算机科学与GIS交叉研究领域的研究前沿归纳为多源数据融合、轨迹分析、语义分析3个研究方向,同时介绍了ACM SIGSPATIAL 2015会议的主题演讲、会议竞赛以及会议专题研讨会等相关内容,希望展示当前计算机科学与GIS领域相结合的最新研究进展,架起GIS与计算机科学的桥梁。 相似文献
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基于中间件技术的网格GIS体系结构 总被引：36，自引：4，他引：32
在网格计算技术和空间信息网格 (SIG)架构下 ,本文提出基于中间件技术的网格 GIS的体系结构 ,探索其将空间数据、分析软件和计算环境作为共享资源的新一代 GIS的组织体系与运行模式. 相似文献
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网格GIS中的GML语言技术与设计框架 总被引：9，自引：1，他引：8
基于网格技术的地理信息系统的研究与开发 ,将改变传统 GIS系统的应用模式与计算能力 ,使 GIS转变为以服务为中心 ,提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。而 Grid GML(Grid Geographic Markup L an-guage)将是网格 GIS的交流与对话语言 ,为网格 GIS的中间件之间、智能体之间、系统之间及系统内部的空间信息传输、存储与通信等提供了可能。本文在 XML 技术、网格体系结构技术及 OGC的 GML3标准的基础上对Grid GML 进行了详细的分析与设计。 相似文献