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1.
针对时空GIS发展所面临的时空表达不统一,高维扩展困难等问题,基于以多维统一和坐标无关为特征的几何代数理论,建立多维统一GIS构建的层次体系与方法。利用几何代数对象构造中几何维度与Grassmann维度的一致性,实现整合维度结构与几何关系的多维地理对象自适应表达。利用几何代数算子的特征内蕴与结构明晰特性,构建多维统一计算模型以及可支撑复杂地理计算的多维统一分析框架,进而建立基于几何代数的多维统一GIS系统架构与实现方案。对上述关键技术加以实现并进行了相关应用案例分析。结果显示,基于几何代数构建的多维统一GIS有望突破现有时空GIS的不足,可为以多维统一表达与运算为特征GIS的发展提供新的数学工具与实现途径。 相似文献
2.
针对现有交通规划中最优路径算法难以同时集成多种不同类型约束的不足,提出了一种多类型约束下最优路径统一求解的几何代数算法。基于几何基编码的网络表达模型,实现了对节点、边、路径等网络对象及权重和约束条件的统一表达。建立了基于几何邻接矩阵外积的路径延拓、遍历与筛选机制,实现了路径延拓过程中网络拓扑关系和权重结构的同步计算。在此基础上,构建多约束条件下最优路径生成算法。最后,以江苏道路网络为例对算法的正确性进行验证,结果显示,该算法可较好地支撑同时包含数值型、节点型及结构型约束条件下最优路径的计算,可为复杂GIS网络分析提供理论与方法支撑。 相似文献
3.
引入具有维度融合、坐标无关等特性的Clifford几何代数,构建不同维度统一Voronoi生成框架及算法流程。定义了可支撑不同维度、不同对象间距离、相交及对偶关系的几何、拓扑运算,基于多重向量设计了可支撑不同维度地理对象的统一存储结构及关系表达机制,实现了基于Clifford代数的多维统一Voronoi生成算法。以中国城市气象数据为例进行了算法验证,并分析了算法复杂度。结果表明,该算法可根据输入数据维度自适应地实现相应维度的Voronoi分析,可为以维度统一为特征的GIS分析算法实现提供借鉴。 相似文献
4.
利用共形几何代数的多维统一表达与分析优势,研究了集成多源数据的三维社区统一建模与分析方法。构建了基于多重向量存储结构的社区场景整体建模流程,实现了CityGML、DXF等多源数据的导入与集成,并设计了基于共形几何代数的对象运动表达与插值方法。以德国Waldbruecke村为例的验证结果显示,基于共形几何代数的三维社区建模可以较好地表达复杂社区对象,并可以有效支撑几何度量、动态对象跟踪、运动轨迹重建等功能实现。 相似文献
5.
基于P2P的空间数据操作分布技术研究 总被引：1，自引：2，他引：1
分布在不同节点的空间数据库通过P2P协作共同完成复杂的空间应用任务。提出一种基于P2P的空间数据操作分布的引擎设计:引擎根据空间应用任务的解析,在P2P网络中动态地选择最佳的执行引擎,通过P2P的消息和通信机制进行协作,共同完成复杂的空间计算和空间查询任务。P2P的执行机制避免了集中式执行引擎带来的网络拥塞和单点失效问题,提高了空间数据资源和计算资源协作的可靠性和可用性。 相似文献
6.
基于Web的空间OLAP研究 总被引：1，自引：0，他引：1
OLAP（在线分析处理）是空间信息集成，查询与分析的重要领域和手段，基于Web的OLAP需要解决体系结构，空间数据仓库构建，多维数据模型，WebGIS，数据挖掘等诸多理论和工程问题，体系结构规定了系统开发和应用的模式，多维数据模型中定义了基于数据仓库的度量和维度结构，是OLAP和某些数据挖掘模型的基础，是数据仓库应用的重要手段，传统的体系架构，多维数据模型和OLAP技术在处理穸间数据过程中具有较大的局限性，文章尝试探讨在Internet环境下，在传统多维数据模型中引入空间维度，度量中指向空间聚合结构的空间数据索引及其空间算子集合，从而构造出空间多维数据模型，并在模型物理实现的基础上，试验了空间立方体的Web OLAP操作，可以预测，空间OLAP研究将成为GIS研究的热点，具有极大的应用价值。 相似文献
7.
GIS空间动态模型组件的设计与实现 总被引：1，自引：0，他引：1
组件重用技术为GIS与空间模型的集成提供了新的解决方案。该文设计的空间动态模型的GIS组件 -Dy namicGC ,它在传统GIS数据模型的基础上 ,增加了表达空间动态系统的过程和关系 (流 )的数据模型和对象接口 ,为GIS环境下创建复杂动态过程模型提供了新的工具和解决方案。该组件基于微软组件对象模型 (COM/DCOM)实现 ,充分考虑了互操作性、模型建模语言以及模型系统的可获取性需求 ,由一系列支持动态数据计算的OLE自动化对象集组成 ,可支持VB、Dephi、VisualC 等通用开发环境 ,也支持VBA、VBSCRIPT、JAVASCRIPT等脚本语言环境。使用VBA创建了经典的“生命游戏”的元胞自动机模型的实现 ,作为该组件创建动态过程模型的应用实例。 相似文献
8.
基于GIS和FVCOM数值模型的近海岸水动力计算——以渤海为例 总被引：1，自引：0，他引：1
GIS以其强大的空间数据存储、处理和分析功能已经广泛地应用于众多工程模型的建模和计算中。FVCOM模型对复杂地形岸界适应性好,同时又可以更好地保证质量的守恒性,是理想的近海岸水动力计算模型。以渤海的水动力计算为例,基于两者的耦合,提出了GIS支持下的近海岸水动力模拟计算前处理的空间数据管理、自动剖分网格和数据自动提取的方法,提高了建模、调试和前处理的效率。后处理使用了NetCDF和Geodatabase空间数据库格式存储多维计算结果数据,对渤海潮流和温盐的计算结果进行了验证和分析。计算结果表明,GIS耦合模型的使用能够方便模型数据的处理,大大提高模型的建模效率,清晰和生动地表达计算结果,反映了模拟研究区域的物理特性,对近海环境管理决策提供了数据和理论的决策支持。 相似文献
9.
遗传算法和GIS结合进行空间优化决策 总被引：15，自引：2，他引：13
资源的有效利用和管理往往涉及到空间的优化配置问题。例如需要在空间上确定n个设施的最佳位置。当选址问题涉及多个目标和不同的约束性条件时,就会变得十分复杂。利用一般的brute-force搜索方法无法对涉及高维数据的问题进行求解。利用遗传算法和GIS结合来解决复杂的空间优化配置问题,具有智能的搜索方法可以大大提高空间的搜索能力。在基于进化的优化过程中,根据GIS的空间数据来计算不同解决方案 (染色体) 的适应度。针对不同的应用目的,GIS可以给出不同的适应度函数。实验表明,所提出的方法比简单的搜索方法和退火算法有更大的优越性。该方法在处理复杂的空间优化问题有更好的表现。 相似文献
10.
GIS空间动态模型组件的设计与实现 总被引：2，自引：0，他引：2
组件重用技术为GIS与空间模型的集成提供了新的解决方案，该文设计的空间动态模型的GIS组件-Dy-namicGC，它在传统GIS数据模型的基础上，增加了表达空间动态系统的过程和关系（流）的数据模型和对象接口，为GIS环境下创建复杂动态过程模型提供了新的工具和解决方案，该组件基于微软组件对象模型（COM/DCOM）实现，充分考虑了互操作性，模型建模语言以及模型系统的可获取性需求，由一系列支持动态数据计算的OLE自动化对象集组成，可支持VB，Dephi,VisualC 等通用开发环境，也支持VBA，VBSCRIPT，JAVASCRIPT等脚本语言环境，使用VBA创建了经典的“生命游戏”的元胞自动机模型的实现，作为该组件创建动态过程模型的应用实例。 相似文献
11.
《The Professional geographer》2013,65(4):506-515
Abstract Mobile, location-aware computing technology is widely available. In this article we sketch out a manifesto on mobile computing in geographic education (MoGeo) for consideration and debate within the geographic community. At the core of our argument is the idea that emerging mobile computing technologies will allow teachers to bring the classroom and pedagogic materials into the field, and that the resulting in situ educational experience will enhance learning by contextualizing the complex and abstract concepts that we teach. We provide a set of key principles that can guide the development of field experiences for students using these new technologies. 相似文献
12.
High performance computing has undergone a radical transformation during the past decade. Though monolithic supercomputers continue to be built with significantly increased computing power, geographically distributed computing resources are now routinely linked using high‐speed networks to address a broad range of computationally complex problems. These confederated resources are referred to collectively as a computational Grid. Many geographical problems exhibit characteristics that make them candidates for this new model of computing. As an illustration, we describe a spatial statistics problem and demonstrate how it can be addressed using Grid computing strategies. A key element of this application is the development of middleware that handles domain decomposition and coordinates computational functions. We also discuss the development of Grid portals that are designed to help researchers and decision makers access and use geographic information analysis tools. 相似文献
13.
Mobile, location‐aware computing technology is widely available. In this article we sketch out a manifesto on mobile computing in geographic education (MoGeo) for consideration and debate within the geographic community. At the core of our argument is the idea that emerging mobile computing technologies will allow teachers to bring the classroom and pedagogic materials into the field, and that the resulting in situ educational experience will enhance learning by contextualizing the complex and abstract concepts that we teach. We provide a set of key principles that can guide the development of field experiences for students using these new technologies. 相似文献
14.
基于面向服务的分布式空间信息支撑平台,从高可信网络计算环境、高可信空间信息、高可信软件、高可信计算平台4方面探讨构建GIS高可信服务计算环境的方法及其关键技术。为实现GIS空间信息存储的可靠性和发布的安全性,建立了基于角色访问控制权限的空间数据管理模型,并研究空间信息发布的中间件技术,展望构建GIS高可信服务计算环境的发展趋势和突破点。 相似文献
15.
Qunying Huang Karl Benedict Abdelmounaam Rezgui Jibo Xie Jizhe Xia 《International journal of geographical information science》2013,27(4):765-784
Forecasting dust storms for large geographical areas with high resolution poses great challenges for scientific and computational research. Limitations of computing power and the scalability of parallel systems preclude an immediate solution to such challenges. This article reports our research on using adaptively coupled models to resolve the computational challenges and enable the computability of dust storm forecasting by dividing the large geographical domain into multiple subdomains based on spatiotemporal distributions of the dust storm. A dust storm model (Eta-8bin) performs a quick forecasting with low resolution (22 km) to identify potential hotspots with high dust concentration. A finer model, non-hydrostatic mesoscale model (NMM-dust) performs high-resolution (3 km) forecasting over the much smaller hotspots in parallel to reduce computational requirements and computing time. We also adopted spatiotemporal principles among computing resources and subdomains to optimize parallel systems and improve the performance of high-resolution NMM-dust model. This research enabled the computability of high-resolution, large-area dust storm forecasting using the adaptively coupled execution of the two models Eta-8bin and NMM-dust. 相似文献
16.
分布式协同计算的GIS技术研究 总被引：10，自引：1，他引：10
讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和空间数据分布式计算等方面讨论新一代GIS技术的理论体系,并提出现阶段可行的实现机制;介绍新一代协同计算的分布式GIS软件原型。 相似文献
17.
Jizhe Xia Zhipeng Gui Kai Liu Zhenlong Li 《International journal of geographical information science》2014,28(7):1459-1481
A variety of Earth observation systems monitor the Earth and provide petabytes of geospatial data to decision-makers and scientists on a daily basis. However, few studies utilize spatiotemporal patterns to optimize the management of the Big Data. This article reports a new indexing mechanism with spatiotemporal patterns integrated to support Big Earth Observation (EO) metadata indexing for global user access. Specifically, the predefined multiple indices mechanism (PMIM) categorizes heterogeneous user queries based on spatiotemporal patterns, and multiple indices are predefined for various user categories. A new indexing structure, the Access Possibility R-tree (APR-tree), is proposed to build an R-tree-based index using spatiotemporal query patterns. The proposed indexing mechanism was compared with the classic R*-tree index in a number of scenarios. The experimental result shows that the proposed indexing mechanism generally outperforms a regular R*-tree and supports better operation of Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) Clearinghouse. 相似文献
18.
Zhou Huang Yu Fang Bin Chen Lun Wu Mao Pan 《International journal of geographical information science》2013,27(7):1117-1145
Over recent years, massive geospatial information has been produced at a prodigious rate, and is usually geographically distributed across the Internet. Grid computing, as a recent development in the landscape of distributed computing, is deemed as a good solution for distributed geospatial data management and manipulation. Thus, the Grid computing technology can be applied to integrate various distributed resources into a ‘super-computer’ that enables efficient distributed geospatial query processing. In order to realize this vision, an effective mechanism for building the distributed geospatial query workflow in the Grid environment needs to be elaborately designed. The workflow-building technology aims to automatically transform the global geospatial query into an equivalent distributed query process in the Grid. In response to this goal, detailed steps and algorithms for building the distributed geospatial query workflow in the Grid environment are discussed in this article. Moreover, we develop corresponding software tools that enable Grid-based geospatial queries to be run against multiple data resources. Experimental results demonstrate that the proposed methodology is feasible and correct. 相似文献
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Narcís Coll Marité Guerrieri 《International journal of geographical information science》2017,31(7):1467-1484
In this paper, we propose a new graphics processing unit (GPU) method able to compute the 2D constrained Delaunay triangulation (CDT) of a planar straight-line graph consisting of points and segments. All existing methods compute the Delaunay triangulation of the given point set, insert all the segments, and then finally transform the resulting triangulation into the CDT. To the contrary, our novel approach simultaneously inserts points and segments into the triangulation, taking special care to avoid conflicts during retriangulations due to concurrent insertion of points or concurrent edge flips. Our implementation using the Compute Unified Device Architecture programming model on NVIDIA GPUs improves, in terms of running time, the best known GPU-based approach to the CDT problem. 相似文献