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GIS中对原始矢量数据进行拓扑分析和重建是对其进行存储和使用的前提。引入包括规则格网和四叉树格网在内的索引结构,将全局的矢量拓扑分析转化为单个格网范围内足够少的矢量线段求交过程,减少了运算的复杂度;并用一种重组算法实现将原始矢量数据转化为符合“逢交必断”标准的矢量数据。试验表明,该算法适合海量和高散乱度的矢量数据。 相似文献
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基于R树的分布式并行空间索引机制研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为提高分布式并行计算环境下海量空间数据管理与并行化处理的效率,基于并行空间索引机制的研究,设计一种多层并行R树空间索引结构。该索引结构以高效率的并行空间数据划分策略为基础,以经典的并行计算方法论为依据,使其结构设计在保证能够获得较好的负载平衡性能的前提下,更适合于海量空间数据的并行化处理。以空间范围查询并行处理的系统响应时间为性能评估指标,通过实验证明并行空间索引结构具有设计合理、性能高效的特点。 相似文献
3.
空间索引技术可提供高效的空间数据组织与管理方式,以支撑海量空间数据的挖掘与分析。针对当前空间索引存在的知识体系不明晰、选择难等问题,该文通过文献调查法和CiteSpace工具,依据空间划分及映射方法将空间索引划分为基于树结构、格网、空间填充曲线和地址编码的空间索引四大类,并综述其原理、空间结构、适用范围及在GIS领域的应用,最后对空间索引在数据组织、高效计算、可视化、可靠性等方面的研究进行展望。结论如下：基于树结构的空间索引最具普适性且可以处理多维度及多层次的数据,查询性能依赖于树结构的平衡性及数据的分布;基于格网的空间索引可以均匀划分空间以便于高效范围查询,却不适用于非结构化或动态数据集;基于空间填充曲线的空间索引可以在实现维度压缩的同时保持局部邻近性,但插入或删除数据可能导致整个曲线的重构难以频繁更新;基于地址编码的空间索引将语义地址信息转化为编码信息,便于高效检索,然而语义地址匹配仍存在较大误差和不确定性。研究结果可为空间数据组织和结构设计提供参考。 相似文献
4.
针对当前空间填充曲线(Space-Filling Curve,SFC)类NoSQL空间索引对复杂几何索引支持较差、字典序映射成本较高等问题,该文提出一种基于NoSQL的分布式R树空间索引.基于NoSQL的分区存储模式,通过优化后的STR(Sort Tile Recursive)均衡策略配置分布式R树,借助R树路径实现索引、数据的编码存储,并提出批处理模式的索引并行构建方法;借助NoSQL的SSPT(Server-Side Scripts)计算框架构建查询、应用并行处理机制.选用土地利用、规划数据进行对比实验,结果表明:该索引的平均构建耗时为GeoMesa的30.0％,500万量级下耗时仅为GeoMesa的18.6％;执行MBR查询、多边形几何查询、最邻近查询的平均耗时分别为GeoMesa的26.5％ 、53.4％ 、52.3％;执行自然资源开发项目合规性审查应用的平均耗时分别为ArcGIS、GeoMesa的10.6％ 、72.7％.该索引在构建性能、空间查询性能以及应用性能方面均具有优越性,能为基于NoSQL的海量空间数据高性能存储、检索与应用提供一种优良解决方案. 相似文献
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基于空间索引的规则格网DTM内插算法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
从离散点内插规则格网数字地形模型(DTM)方法的关键是如何提高待插点周围数据的搜索效率。该文针对离散点的空间分布特性,给出了基于网格分块和KD-Tree两种空间索引技术的规则格网内插方法。实验表明,这两种索引方法能显著提高搜索速度,算法内插效率较高。最后,在算法效率分析的基础上,对两种索引方法所适应的条件进行了讨论。 相似文献
6.
球面退化四叉树格网的剖分及变形分析 总被引：1，自引：5，他引：1
为有效解决经纬度格网与四元三角网(QTM)在全球空间数据管理与操作中存在的不足,提出一种新的全球离散格网剖分方法——球面退化四叉树格网(DQG),给出该格网的剖分原理与编码规则,并对其进行几何变形计算与分析。结果表明:DQG既具有经纬度格网结构简单的特征,又具有QTM几何变形稳定等优点。 相似文献
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网格GIS的研究重点在于利用网格技术,基于空间数据库实现空间资源共享。网格环境下,用P2P模型解决副本管理问题,可增强系统的可伸缩性和动态性。在网格GIS中,逻辑层与物理存储层分离,采用水平非交叠分片策略,依照空间区域把逻辑层划分为物理片段层。网格GIS应用系统应用GT4部署和实现,在网格上使用JXTA协议建立虚拟网络覆盖层,实现由门户节点、聚合点和物理存储节点组成的层次型全局副本目录结构。为提高空间数据发布效率,采用三层分布式索引结构,物理片段层和逻辑层分别采用R-tree索引和四叉树索引,通过软状态协议维护副本目录的一致性,并讨论副本目录原型GridSRC的实现和性能评价。 相似文献
8.
格网技术对GIS发展的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
格网技术作为新一代的Web技术,必将深刻影响GIS的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及GIS互操作问题的解决提供了一种新思路。格网中的智能体组件动态组装应用软件将对GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现中国GIS产业的跨越式发展。 相似文献
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基于HBase的矢量空间数据分布式存储研究 总被引：1，自引：0，他引：1
分析了分布式数据库HBase的存储模型;结合对HBase集群技术的研究,设计了基于HBase的矢量空间数据存储模型和一种基于MapReduce的并行构建网格空间索引方法,使得海量空间矢量数据的网格索引构建分配到各子节点进行,大大加快索引构建的处理速度;最后,利用HBase集群环境对所提出的方法进行验证,该方法具有较好的可行性和较高的效率. 相似文献
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格网技术作为新一代的Web技术，必将深刻影响GIS的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及GIS互操作问题的解决提供了一种新思路。格网中的智能体组件动态组装应用软件将对GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现中国GIS产业的跨越式发展。 相似文献
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Efficient encoding and spatial operation scheme for aperture 4 hexagonal discrete global grid system
Xiaochong Tong Ying Wang Yongsheng Zhang Tao Pei 《International journal of geographical information science》2013,27(5):898-921
Discrete global grid systems (DGGSs) are considered to be promising structures for global geospatial information representation. Square and triangular DGGSs have had the advantage over hexagonal ones in geospatial data processing over the past few decades. Despite a significant body of research supporting hexagonal grids as the superior alternative, the application thereof has been hindered partly owing to the lack of a hierarchy. This study presents an original perspective to combine two types of aperture 4 hexagonal discrete grid systems into a hierarchy. Each cell of the hierarchy is assigned a unique code using a linear quadtree that constructs the hexagonal quaternary balanced structure (HQBS). The mathematical system described by HQBS addressing and the vector operations, including addition, subtraction, multiplication, and division, are defined. Essential spatial operations for HQBS cell retrieval, transformation between HQBS codes and other coordinate systems, and arrangement of HQBS cells on spherical surfaces were studied and implemented. The accuracy and efficiency of algorithms were validated through experiments. The results indicate that the average efficiency of cell retrieval using the HQBS is higher than that using other schemes, thus proving it to be more efficient. 相似文献
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Ferenc Csillag Miklós Kertész Ágnes Kummert 《International journal of geographical information science》2013,27(7):851-875
Abstract Mapping by sampling and prediction of local and regional values of two-dimensional surfaces is a frequent, complex task in geographical information systems. This article describes a method for the approximation of two-dimensional surfaces by optimizing sample size, arrangement and prediction accuracy simultaneously. First, a grid of an ancillary data set is approximated by a quadtree to determine a predefined number of homogeneous mapping units. This approximation is optimal in the sense of minimizing Kullback-divergence between the quadtree and the grid of ancillary data. Then, samples are taken from each mapping unit. The performance of this sampling has been tested against other sampling strategies (regular and random) and found to be superior in reconstructing the grid using three interpolation techniques (inverse squared Euclidean distance, kriging, and Thiessen-polygonization). Finally, the discrepancy between the ancillary grid and the surface to be mapped is modelled by different levels and spatial structures of noise. Conceptually this method is advantageous in cases when sampling strata cannot be well defined a priori and the spatial structure of the phenomenon to be mapped is not known, but ancillary information (e.g., remotely-sensed data), corresponding to its spatial pattern, is available. 相似文献
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为了解决传统球面格网与经纬度坐标在转换效率或精度上存在的问题,提出一种新的转换算法.在分析球面退化四叉树格网(DQG)的剖分原理及其编码规则的基础上,给出DQG单元的行列定义规则,并设计了一套地址码与经纬度之间快速坐标转换的详细算法;将该算法与QTM行列逼近法、ZOT投影法及ETP投影法进行效率对比实验,结果表明:对于100万个DQG格网单元,其转换算法的平均耗时量为上述传统算法的53%、39%和7%,且避免了QTM行列逼近法出现的半格网误差现象,精度较高. 相似文献
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城市化过程中地形因素对城市空间结构演变的影响——以乌鲁木齐市为例 总被引：1，自引：0，他引：1
利用起伏度指数与分布比例指数模型,将地形与城市土地利用类型有机地结合在一起,探讨了地形对乌鲁木齐城市空间结构发展的影响.研究结果表明:两个模型多年相关数据的变化能反映城市空间结构的演变过程.居住用地的增长区从起伏度指数为7～8的地形空间上逐渐开始向起伏较高地形发展.其分布在起伏度指数上的区间扩大了9个单位.由于经济的快速发展,生产建设用地始终在不断地扩大,并表现出工业用地向外扩张和商业用地向内收缩两个变化过程.扩张的方向指向低地形地区,收缩则向金融商业中心.农用地面积始终在减少,并趋向消失,且起伏度低的地区减少得快,而高地形区减少得慢.未利用地分布区域向高地形空间退缩,市区内的未利用地通常被开发为绿地或公园.各种土地利用类型在起伏度指数梯度上分布的整体变化反映出大地形特征仍然是城市空间结构的发展框架. 相似文献
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中国传统村落真实地记录了建筑、民俗民风和较原始的民居空间形态,是千百年来人类与自然和谐共存的生活基础。随着城市化进程加快,传统村落的存续受到了很大的挑战,为了更好地保护利用传统村落,对其进行多视角的研究尤为重要,除了微观层面的具体保护措施外,还应加强宏观层面的空间分布研究。地理格网是表达复杂地理现象、综合分析自然与人文数据、模拟地理系统功能与行为的基本方法。本文从百度影像地图提取村落坐标,并截取遥感影像作为村落点数据的判断补充,在此基础上,运用地理格网的分级法,对国家公布的三批中国传统村落(2555个)数据进行空间格局分析,结果表明：这些村落主要分布在中国东南部,如落在一级格网Ⅰ18、Ⅰ19就分别有586、781个村落,占三批传统村落总数的96.6%。通过对二级和三级格网的村落分布离散性进行分析,使传统村落的空间分布数据结构更加系统和清晰有序,为合理构建其数据库提供了框架基础。 相似文献
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Rachel Mundeli Murekatete 《International journal of geographical information science》2018,32(11):2169-2188
Planners who are involved in locational decision-making often use raster-based geographic information systems to quantify the value of land in terms of suitability or cost for a certain use. From a computational point of view, this process can be seen as a transformation of one or more sets of values associated with a grid of cells into another set of such values through a function reflecting one or more criteria. While it is generally anticipated that different transformations lead to different ‘best’ locations, little has been known on how such differences arise (or do not arise). The paper attempts to answer this question in the context of path planning through a series of computational experiments using a number of random landscape grids with a variety of spatial and nonspatial structures. In the experiments, we generated least-cost paths on a number of cost grids transformed from the landscape grids using a variety of transformation parameters and analyzed the locations and (weighted) lengths of those paths. Results show that the same pair of terminal cells may well be connected by different least-cost paths on different cost grids though derived from the same landscape grid and that the variation among those paths is affected by how given values are distributed in the landscape grid as well as by how derived values are distributed in the cost grids. Most significantly, the variation tends to be smaller when the landscape grid contains more distinct patches of cells potentially attracting or distracting cost-saving passage or when the cost grid contains a smaller number of low-cost cells. 相似文献
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等高线蕴含的历史高程信息可有效延长地形研究的时间序列,有利于深入挖掘地形变化长期规律,然而,图幅接边处的高程属性错误降低了等高线的数据质量,制约着等高线高程信息的实际应用。针对这一问题,该文提出一种基于层次格网索引的图幅接边处等高线高程错误识别和自动修正方法:首先,将层次格网索引与方向性二邻域算法相结合,以减少数据重复计算;然后,利用等高线空间位置标签及快速排序算法构建强空间位置关系,解决图幅接边处等高线匹配的准确性问题;最后,以高程冲突位点为驱动因子进行逻辑判断,实现等高线高程错误的识别及自动修正。实验结果表明:该方法运算效率较未进行效率优化时提高了203倍,接边处等高线高程错误识别与修正精度的最大值分别达97.71%和91.40%;相较于现有方法,该方法在精度和效率方面表现更佳,对区域性错误和变形等高线具有更高的适用性。 相似文献
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耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例 总被引：6，自引：1，他引：6
辨析区域主要生态环境问题及其空间异质性,划定生态功能区,对保障区域生态安全和国土开发优化具有重要指导意义。以往自下而上的分区研究多基于行政区或流域开展,难以体现行政区或流域内部的生态功能分异。以鄂尔多斯市为例,基于生态系统服务与生态敏感性构建区域生态功能分区指标体系,耦合自组织特征映射（SOFM）网络与支持向量机（SVM）划定鄂尔多斯市生态功能分区。结果表明,区域内各生态功能分区指标呈现明显的空间分异特征,通过SOFM网络基于栅格进行指标聚类,构建分类效果指数筛选最佳聚类方案,将区域分为7种不同的生态功能类型。最终,利用SVM识别最优分区界线,将鄂尔多斯市分为11个生态功能区。本文构建分类效果指数实现多分类方案优选,使用机器学习算法解决自下而上的自然分区容易弱化要素空间位置属性的问题,完成了从分类到分区的定量转换,有助于提升分区的空间精度与客观性,为生态功能分区与分区边界划定提供了新的方法途径。 相似文献
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青藏高原东北部河湟谷地1726 年耕地格局重建 总被引：4，自引：0，他引：4
整理、校正了1726 年（雍正四年）河湟谷地历史文献中的田亩数据,并在GIS技术的支持下建立了该区1726 年具有空间属性（2 km×2 km）的耕地分布格局。结果显示：1726 年河湟谷地耕地总面积为1.427×103 km2,其中番地占64.7%,屯科秋站垦地占35.3%。河湟谷地虽然面积较大,但受自然环境条件的限制,可耕之地较少,该区仅有47%的网格具有耕地分布,耕地集中分布在湟水河干流区及大通河中游地区和龙羊峡以下的黄河谷地。从耕地垦殖强度分析,受自然环境条件和政治格局的双重影响,1726 年该区整体垦殖率较低,全区仅有1.4%的耕地网格垦殖率在40%以上,而68.3%的耕地网格垦殖率在10%以下,正处在广泛的开荒垦殖阶段。垦殖强度在空间分布上也存在明显差异,其中西宁县整体垦殖率水平最高,其耕地网格平均垦殖率达到了13.5%。 相似文献