浅析GIS多源数据集成模式论文(合集15篇)由网友“莓莓可可”投稿提供,下面是小编为大家整理后的浅析GIS多源数据集成模式论文,欢迎阅读与收藏。
篇1:浅析GIS多源数据集成模式论文
浅析GIS多源数据集成模式论文
[摘要]地理信息系统的迅速发展和广泛应用导致了空间数据多源性的产生,为数据综合利用和数据共享带来不便。本文探讨空间数据多源性的产生和表现,指出多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈;分析和评价了多源空间数据集成的三种模式,并展望了多源数据集成的发展方向。
一、多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈
1、空间数据多源性的产生和表现
空间数据多源性的产生和表现主要可以概括为以下几个层次:
(1)多语义性
地理信息指的是地理系统中各种信息,由于地理系统的研究对象的多种类特点决定了地理信息的多语义性。对于同一个地理信息单元(feature),在现实世界中其几何特征是一致的,但是却对应着多种语义,如地理位置、海拔高度、气候、地貌、土壤等自然地理特征;同时也包括经济社会信息,如行政区界限、人口、产量等。一个GIS研究的决不会是一个孤立的地理语义,但不同系统解决问题的侧重点也有所不同,因而会存在语义分异问题。
(2)多时空性和多尺度
GIS数据具有很强的时空特性。一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列;也有同一空间不同时间序列的数据。不仅如此,GIS会根据系统需要而采用不同尺度对地理空间进行表达,不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。GIS数据集成包括不同时空和不同尺度数据源的集成。
(3)获取手段多源性
获取地理空间的数据的方法有多种多样,包括来自现有系统、图表、遥感手段、GPS手段、统计调查、实地勘测等。这些不同手段获得的数据其存储格式及提取和处理手段都各不相同。
(4)存储格式多源性
GIS数据不仅表达空间实体(真实体或者虚拟实体)的位置和几何形状,同时也记录空间实体对应的属性,这就决定了GIS数据源包含有图形数据(又称空间数据)和属性数据两部分。图形数据又可以分为栅格格式和矢量格式两类。传统的GIS一般将属性数据放在关系数据库中,而将图形数据存放在专门的图形文件中。不同的GIS软件采取不同的文件存储格式。
2、多源空间数据集成的迫切性
随着Internet网络的飞速发展和普及,信息共享已经成为一种必然的要求。地理信息也不例外,随着信息技术以及GIS自身的发展,GIS已经从纯粹地学技术系统的圈子跳了出来,正和IT行业完全融合,人们对空间信息的需求也越来越多。GIS要进一步发展,必须完全融入大型MIS(管理信息系统)中。美国副总统戈尔提出数字地球的概念,更是将地理信息技术推到了最前沿。然而地理信息要真正实现共享,必须解决地理信息数据多格式、多数据库集成等瓶颈问题。随着技术发展,GIS已经逐步走向完全以纯关系数据存储和管理空间数据的发展道路,这为GIS完全和MIS无缝集成迈出了重要的一步。但因为GIS处理的数据对象是空间对象,有很强的时空特性,获取数据的手段也复杂多样,这就形成多种格式的原始数据,再加上GIS应用系统很长一段时间处于以具体项目为中心孤立发展状态中,很多GIS软件都有自己的数据格式,这使得GIS的数据共享问题变得尤为突出。
空间数据作为数据类型的一种,同普通数据一样需要走过从分散到统一的过程。在计算机的发展过程中,先是数据去适应系统,每一个系统都为倾向于拥有自己的数据格式;随着数据量的增多,数据库系统应运而生;随着时代的发展,信息共享的需求越来越多,不同数据库之间的数据交换成了瓶颈;SQL(标准结构化查询语言)以及ODBC的出现为这一难题提供了比较满意的解决方案。但是空间数据如何引进这种思想,或者说将空间数据也纳进标准组织和标准协议进行规范和管理,从而使空间数据共享成为现实。
二、 GIS多源数据集成模式比较
由于地理信息系统的图形数据格式各异,给信息共享带来了极大的不便,解决多格式数据源集成一直是近年来GIS应用系统开发中需要解决的重要问题。目前,实现多源数据集成的方式大致有三种,即:数据格式转换模式、数据互操作模式、直接数据访问模式。
1 、数据格式转换模式
格式转换模式是传统GIS 数据集成方法(图1)。在这种模式下,其他数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后,复制到当前系统中的数据库或文件中。这是目前GIS系统数据集成的主要办法。目前得到公认的几种重要的空间数据格式有:ESRI公司的Arc/Info Coverage、ArcShape Files、E00格式;AutoDesk的DXF格式和DWG格式;MapInfo的MIF格式;Intergraph的dgn格式等等。 数据转换模式主要存在的问题是:
(1)由于缺乏对空间对象统一的描述方法,从而使得不同数据格式描述空间对象时采用的数据模型不同,因而转换后不能完全准确表达源数据的信息。
(2)这种模式需要将数据统一起来,违背了数据分布和独立性的原则;如果数据来源是多个代理或企业单位,这种方法需要所有权的转让等问题。 美国国家空间数据协会(NSDI)确定制定了统一的空间数据格式规范SDTS(Spatial Data Transformation Standard),包括几何坐标、投影、拓扑关系、属性数据、数据字典,也包括栅格格式和矢量格式等不同的空间数据格式的转换标准。许多软件利用SDTS提供了标准的空间数据交换格式。目前,ESRI在ARC/INFO中提供了SDTSIMPORT以及SDTSEXPORT模块,Intergraph公司在MGE产品系列中也支持SDTS矢量格式。SDTS在一定程度上解决了不同数据格式之间缺乏统一的空间对象描述基础的问题。但SDTS目前还很不完善,还不能完全概括空间对象的不同描述方法,并且还不能统一为各个层次以及从不同应用领域为空间数据转换提供统一的标准;并且SDTS没有为数据的集中和分布式处理提供解决方案,所有的数据仍需要经过格式转换复制到系统中,不能自动同步更新。
2 、数据互操作模式
数据互操作模式是OpenGIS consortium (OGC) 制定的规范。OGC是为了发展开放式地理数据系统、研究地学空间信息标准化以及处理方法的一个非盈利组织。GIS互操作是指在异构数据库和分布计算的情况下,GIS用户在相互理解的基础上,能透明地获取所需的信息。OGC为数据互操作制定了统一的规范,从而使得一个系统同时支持不同的空间数据格式成为可能。根据OGC颁布的规范,可以把提供数据源的软件称为数据服务器(Data Servers),把使用数据的软件称为数据客户(Data Clients),数据客户使用某种数据的过程就是发出数据请求,由数据服务器提供服务的'过程,其最终目的是使数据客户能读取任意数据服务器提供的空间数据。OGC规范基于OMG的CORBA、Microsoft的OLE/COM以及SQL等,为实现不同平台间服务器和客户端之间数据请求和服务提供了统一的协议。OGC规范正得到OMG和ISO的承认,从而逐渐成为一种国际标准,将被越来越多的GIS软件以及研究者所接受和采纳。目前,还没有商业化GIS软件完全支持这一规范。 数据互操作为多源数据集成提供了崭新的思路和规范。它将GIS带入了开放式的时代,从而为空间数据集中式管理和分布存储与共享提供了操作的依据。OGC标准将计算机软件领域的非空间数据处理标准成功地应用到空间数据上。但是OGC标准更多考虑到采用了OpenGIS协议的空间数据服务软件和空间数据客户软件,对于那些历史存在的大量非OpenGIS标准的空间数据格式的处理办法还缺乏标准的规范。而从目前来看,非OpenGIS标准的空间数据格式仍然占据已有数据的主体。
数据互操作规范为多源数据集成带来了新的模式,但这一模式在应用中存在一定局限性:首先,为真正实现各种格式数据之间的互操作,需要每个每种格式的宿主软件都按照着统一的规范实现数据访问接口,在一定时期内还不现实;其次,一个软
件访问其他软件的数据格式时是通过数据服务器实现的,这个数据服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件,也就是说,用户必须同时拥有这两个GIS软件,并且同时运行,才能完成数据互操作过程。
3、直接数据访问模式
顾名思义,直接数据访问指在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问,用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。直接数据访问不仅避免了繁的数据转换,而且在一个GIS软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式的宿主软件,更不需要该软件运行。直接数据访问提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。
目前使用直接数据访问模式实现多源数据集成的GIS软件主要有两个,即: Intergraph 推出的GeoMedia系列软件和中国科学院地理信息产业发展中心研制的SuperMap。GeoMedia实现了对大多数GIS/CAD软件数据格式的直接访问,包括:MGE、Arc/Info、Frame、Oracle Spatial、SQL Server、Access MDB等(图2)。SuperMap 2.0则提供了存取SQL Server、Oracle Spatial、ESRI SDE、Access MDB、SuperMap SDB文件等的能力,在以后的版本中将逐步支持对Arc/Info Coverage、AutoCAD DWG、MicroStation DGN、ArcView等数据格式的直接访问。
三、多源空间数据格式集成的展望
1 、文件方式和数据库方式
传统的空间数据往往采用文件方式,随着技术的进步,逐渐将属性数据移植到数据库平台上;随着技术发展,图形数据也可以和属性数据一起存放在关系数据库中。文件方式对数据管理安全性较差,存在着属性和图形分开管理的问题,不适合网络共享发展的需要;数据库方式则实现了空间数据和属性数据一体化存储和管理,便于开发两层、三层甚至多层网络应用系统。从发展趋势来看,纯关系数据库方案取代文件方案是发展的必然趋势,这也是IT发展的主流趋势。随着对信息量需求的增大以及信息需求种类增多,数据仓库的建立,将是GIS文件系统向数据库系统发展的主流。
2 、OpenGIS、SDTS与DLG/F
OpenGIS是目前的主流标准,但SDTS并不会停滞不前,相反笔者认为SDTS将会与OpenGIS走向一体化。SDTS 可以为OpenGIS提供一个转换和存取空间数据的标准,该标准是不依赖任何一种特定GIS软件格式的,该标准中利用头文件描述格式的方式使得数据服务者不必专门提供格式说明,而数据客户也不必专门学习该格式,只需读取SDTS头文件就可获得数据服务者提供的数据格式。笔者认为利用SDTS做数据标准,利用OGC作数据互操作的标准(例如空间SQL标准),简单地说就是如果说SDTS提供了数据格式的头文件,而OGC标准则提供了读写这个头文件的标准方法。如果再采用数据库作后台,利用空间数据引擎,空间数据引擎按照SDTS存取空间数据,按照OGC标准对客户软件提供操作接口,这将是空间数据集成的理想解决方案。 USGS还提供了一种称作DLG/F的标准,该标准设计了空间数据在数据库中的动态存储结构,利用该结构可以将拓扑关系动态记录下来,同时可以让用户添加自定义的空间数据类型。怎样利用DLG/F完善SDTS和OpenGIS也将是OpenGIS以及SDTS发展的方向。
3 、统一空间实体编码
多源空间数据据格式集成还有一个很重要的方面就是如何处理不同数据库对空间实体采用的编码方式不同的问题。从理论上来说,一个系统对同一空间实体的编码应该是唯一的,实际上由于不同领域从不同视角对同一空间实体编码并不一样,甚至会出现不同空间实体具有相同编码的情况,这些编码放在同一系统中,就会出现空间实体标识的严重问题。从目前来看,OpenGIS和SDTS都是基于地理特征(Feature)定义空间实体的,但都还不能真正提供一个通用的空间实体编码体系。
参考文献
1.On spatial database integration, Thomas Devogele ,Geographical Information Science, ,12(4)
2.Issues and prospects for the next generation of the spatial data transfer standard (SDTS), DAVID ARCTUR, DAVID HAIR,GEORGE TIMSON, etc, Geographical Information Science, 1998,12(4)
3.Towards integrated geographic information processing,DAVID J.ABEL, BENG CHIN COOI, KIAN-LEE TAN etc, Geographical Information Science, 1998,12(4)
4.A framework for the integration of geographical information systems and modelbase management , DAVID A.BENNETT, Geographical Information Science, ,11(4)
5. Overcoming the semantic and other barriers to GIS interoperability , YASER BISHR, Geographical Information Science, 1998,12(4)
篇2:ECDIS与GIS数据集成研究
ECDIS与GIS数据集成研究
通过ECDIS与GIS技术的集成,可以利用GIS强大的空间数据处理能力和空间分析功能,促进ECDIS的应用与推广.本文通过对S-57标准与GIS数据模型的分析,研究了在GIS平台下建立S-57数据模型的`方法,并在MapInfo平台下完成了S-57电子海图向GIS数据格式的转换,实现了ECDIS与GIS的数据集成.
作 者:李勇 包世泰 周品 谭建军 陈少沛 LI Yong BAO Shi-tai ZHOU Ping TAN Jian-jun CHEN Shao-pei 作者单位:李勇,LI Yong(中山大学生命科学学院3S实验室,广州,510275;中国科学院广州地球化学研究所地理信息中心,广州,510640)包世泰,BAO Shi-tai(华南农业大学信息学院,广州,510642)
周品,谭建军,ZHOU Ping,TAN Jian-jun(中国科学院广州地球化学研究所地理信息中心,广州,510640)
陈少沛,CHEN Shao-pei(中国科学院广州地球化学研究所地理信息中心,广州,510640;French Naval Academy Research Institute France,29240)
刊 名:测绘科学 ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年,卷(期): 32(4) 分类号:P208 关键词:电子海图显示与信息系统 地理信息系统 电子海图 S-57 数据集成篇3:城市GIS三维数据管理方法浅析论文
城市GIS三维数据管理方法浅析论文
本文首先介绍了城市GIS数据的内容和特点,重点分析了海量三维模型及属性数据的组织体系结构,阐述关键问题的实现方式,初步设计了一套基于海量数据管理方法的数据流程。
1 引言
随着“智慧城市”等概念的提出,基于三维的数码城市地理信息系统(GIS)在城市信息管理中的应用日益广泛,而且它的应用范围也逐渐的扩大,由单个住宅小区的三维演示发展到整个城市的大范围演示,三维数码城市GIS所管理的数据量呈现出陡增的趋势,高效快捷的海量数据管理方法已成为数码城市GIS实现的关键技术难题。国内外的科研工作者们在这方面进行了许多探索和实践,并产生了一些有益的研究成果。本文借鉴了GIS中传统的二维信息管理技术,并在此基础之上提出了一种管理海量三维数据的模式,初步设计了一套完整的基于对象关系型数据库的城市GIS数据管理引擎。
2 城市GIS数据内容与特点
相对于传统的二维GIS而言,三维数码城市GIS具有更强的表现力与实用性,而这是以增加管理大量的数据类型和数据量为实现代价的,主要包含了以下几大类:1)空间数据(Spatial Data)。空间数据是城市GIS的基础信息, 城市GIS功能的绝大部分将以空间数据为基础。城市GIS管理的空间数据经抽象后可以分为描述地物和描述地形的两大类,即描述地物类的二维矢量空间数据(Digital Line Graphic,DLG)、三维矢量模型数据,描述地形的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据和数字正射影像图(Digital Orthophoto Map,DOM)数据;2)属性数据。属性数据是从现实内容方面对三维矢量模型数据的补充,相对于各个特定地物类的“形”而言,属性数据赋予了它们“意”的内容,描述了它们自身的特有性质,如建筑物可以拥有名称、高度、用途等属性信息;3)多媒体数据。城市GIS广泛应用于社会各行业、各部门,如城市规划、交通等,随着应用需求的进一步拓展以及网络技术的日新月异,如语音、图象等多媒体信息也开始用于数码城市GIS中,丰富了系统的表现形式,赋予了系统更加强大的表现能力。
城市GIS的数据内容及其数据量决定了它的应用特点。与传统的二维GIS相比较,数码城市GIS对数据组织与管理又提出了许多更高的要求,比如:1)矢量模型数据、DEM数据和DOM数据的三库一体化管理;2)多尺度模型的集成应用;3)从数据库到三维虚拟显示的快速转换,如:必须只在当前的视线范围内选择物体(金字塔或是圆锥内)和动态装载等都要求新的数据模型和有效的空间索引机制。
3 海量三维模型及属性数据的组织体系结构
3.1三维空间实体的描述模型介绍
模型是人们对现实世界的一种抽象,数据模型是现实世界向数字世界转换的桥梁。信息系统的数据模型决定了信息系统的数据结构和对数据可施行的操作,因此数据模型是GIS的灵魂和关键。三维空间数据模型是关于三维空间数据组织的概念和方法,它反映了现实世界中三维空间实体及实体间的相互联系,对三维空间数据模型的认识和研究在很大程度上决定着3D GIS系统的发展和应用的成败。其中,三维几何数据模型是三维CAD、三维GIS都需要首先解决的问题,目前,用来描述三维空间实体的模型主要有以下四种(李青元等,):1)结构实体几何模型(Construction Solid Geometry,CSG);2)边界表示模型(B-reps);3)面向对象模型;3)面向对象的可视化数据模型。这些模型各有优缺点,要应用到城市GIS的海量数据管理,还需要根据实际情况做结构上的调整和优化,以适应海量数据管理的应用特点。通过比较分析,并结合城市GIS软件设计的可复用性、可扩展性,本文将采用面向对象的可视化数据模型进行三维模型数据的组织。
3.2 三维模型及属性数据组织结构
城市GIS的数据内容包括DLG、DEM、DOM、三维模型及其属性数据,其中最主要的是三维模型及其属性数据,它们同时也是结构最为复杂的数据部分,涉及的数据量也非常巨大。三维模型及其属性数据的数据结构设计是关系到整个城市GIS存储数据量大小、漫游速度快慢以及表现逼真程度高低等的重要因素,本文利用了面向对象的可视化数据模型的设计思想将尽可能完整的数据信息包括进来,同时考虑到数据结构设计的精简性和易操作性。
1)三维模型数据结构
a)超组对象。对应面向对象可视化数据模型中的组对象。超组对象用于组合各种简单对象以表达复杂地物,并描述该复杂物体的整体特征,从严格意义上讲,它并不是实体的地物存储单元,因为它本身并不存储地物的矢量数据,因而不作为主要的数据存储实体。
b)体对象。在数码城市GIS中,体对象主要用来描述建筑物,针对建筑物结构复杂、通常包含多个单独实体的特点(例如一个大厦有主楼、副楼、底座等单独实体),同时为了获取最大的灵活性,本文在组织建筑物数据时采用体元对象描述每个单独实体,同时引入一个体组对象,用它来将其所有体元对象组合成一个具有整体特征和属性的体对象。体组对象和体元对象之间是一对多的关系。
c)面对象。它统一了二维面对象和三维面对象的数据描述,将其矢量数据部分集中到一个面片单元中。面片单元可以描述二维面数据也可以描述三维面数据。
d)线对象。它统一了二维线对象和三维线对象的数据描述,特别将三维管线也引入到线对象模型中,并加入了材质、颜色和管线半径等可视化信息,管线半径为零时则表示该线对象描述的是二维或三维的简单线对象。
e)点对象。它主要描述独立的点状地物,并在描述树、街灯等纹理点状地物的同时引进了CAD或3DS模型,将这些模型也作为点对象,并用一个定位点和方向来放置它,以增强点对象的可视化效果。因此,点对象既可用来描述简单的点对象也可通过CAD或3DS模型来描述复杂的对象
上述各个对象均有各自的数据结构,下面以点对象为例简要说明其特征。点对象的数据结构如下图所示:
2)属性数据结构
属性数据是三维模型数据的解释和语义描述,它是城市GIS必需的表现数据之一,缺少属性说明的三维模型有“形”而无“意”,从“形”的意义出发,可将三维模型数据分为五大类地物;但从“意”的角度讲,对其分类是以地物的地物类编码为依据的。地物类编码是用来标识和区分一类地物的.最直接的说明,尤其在区分属性数据结构方面更是如此,相同地物类编码所标识的同一类地物将具有相同描述结构的属性数据。因此,一个城市所有模型数据中地物类编码的多少就决定了属性数据结构的多少,这些不同的属性数据结构主要是由城市GIS的用户来设计的。同时,基于系统实用性的考虑,对地物类编码的定义又作了适当的扩展,因为有时用户觉得严格意义上不同地物类编码的属性结构有相似性,例如都包含:名称,面积,备注等信息,用户可以将这几类不同地物类编码的地物归入同一个新的地物类编码,从而将它们的属性数据结构统一起来。
3.3数据库空间索引方法
在城市GIS中,空间索引一直是空间数据组织的重要内容之一,它是组织空间数据体系结构的基础,并为快速的空间数据查询提供了一个高效的途径。空间索引的性能优劣将直接影响到城市GIS的整体性能优劣。
对于空间索引,各国学者进行了较多的研究,最主要的成果如BSP树、K-D-B树、R树、R+树、CELL树、四叉树等。本文采用的第一种空间索引方法是类似R+树的索引,但针对城市GIS海量数据管理的特点对其组织作了一定的调整,利用它可以在空间快速的定位一个地物,提高了三维空间漫游时的系统效率。但是使用这种索引方式会导致在进行空间分析时需要设计复杂的算法才能执行较为复杂的查询操作,而这类算法通常由于复杂度较高且涉及大量数据,所以执行效率比较低;另外一方面,基于Oracle空间插件(Spatial Catridge)的空间索引提供了复杂的索引功能和简单的编程接口,不需要复杂的算法就可以实现分析功能,克服了前者的缺点,但Oracle空间索引的执行效率比较低,无法满足实时漫游的效率要求。为此,本文提出的数据组织方法中将采用这两种索引方法,二者相辅相成,既满足了实时查询时的速度要求也满足了复杂查询的效率要求。
4 关键问题的实现
4.1空间数据的快速压缩和解压
在城市GIS管理的海量数据中,三维模型数据是其主要部分,而在三维模型数据中矢量数据和纹理数据占有较大比重。在网络环境下直接传输如此大数据量的数据势必会降低系统效率,为此,为了提高客户机从远程数据库中提取数据时的网络传输速度,一方面,必须建立高效的空间索引机制;另一方面,出于减少从数据库中读取和网络上传输的数据量的考虑,采用数据压缩技术来实现用更少量的数据来表达更多信息的目的成为必然的选择。本文根据三维模型中矢量数据、纹理数据各自的特点,分别采用了两种压缩方法:一种是针对矢量数据的无损压缩算法-LZ77,另外一种是针对纹理数据的有损压缩算法-JPEG。
4.2 多用户并发控制机制
多用户数据库中,由于多个并发的事务操作中可能会同时更新相同的数据,所以必须保证这些同时执行的事务操作能够产生有意义、一致性的结果。为此,多用户数据库中对数据并发和数据一致性的控制是至关重要的。管理数据库的目的就是为了实现多用户环境下的数据共享协作,因此并发控制是城市GIS数据管理面临的关键性问题。
通常,多用户数据库中是利用锁机制来解决数据并发、数据一致性以及数据完整性问题的。锁机制是一种防止多个事务在访问相同资源时导致的破坏性交互操作的机制,加锁控制的用户对象包括用户的表和表中记录。然而在此基础之上,还必须设计一个合理利用锁机制的策略来保证多个用户并发访问时数据库的吞吐量,但由于事务隔离模型与数据库的吞吐量是两个互相矛盾的制约因素,因此必须在二者之间寻求相对平衡以使得在不影响数据一致性的前提下达到系统的最大吞吐量,本文即利用锁机制实现了多用户的并发控制。
同时本文并没有采用对表加锁的方法,而是采用了对记录加锁的方法来设计并发控制机制。对表加锁的缺点是当某个用户访问表中的一条记录时会锁定整个表,导致其它用户无法访问该表,这在很大程度上降低了系统的吞吐量,因为大多数情况下并发用户访问的记录一般是不同的,这样的并发操作并不会产生数据的不一致性。相对而言,对记录加锁的方法将具有更大的控制灵活性,但同时也增加了设计的复杂性。采用的锁类型主要是ORACLE中的共享记录锁(Row Share Table Locks ,RS),它是所有锁类型中限制最小的锁模式,共享记录锁允许在一个事务采用该类型锁锁定某表中记录的同时还允许其它事务在该表中进行查询、插入或者对该表中其它记录的更新、删除以及上锁操作;共享记录锁限制其它事务对该表进行排它型(Exclusive)的写操作,即不允许对上了锁的记录进行写操作,但允许对该表中的其它记录进行任何其它操作。共享记录锁是灵活性最大的一种锁模式,灵活运用共享记录锁可以达到更大的数据库吞吐量以及更小的并发操作等待时间的效果。
上述这些控制机制保证了多用户并发环境下城市GIS数据库能够维持其底层空间数据库的数据一致性和完整性。
4.3整体系统的简要数据流程
从逻辑上讲,本文所述城市GIS数据管理体系结构是一个三层结构:上层是数据管理操作层(用户界面)、中间是数据操作功能实现层(空间数据引擎),底层是ORACLE数据库。这三者之间的数据流从数据库的角度出发可分为两种:入数据流(In Flow)和出数据流(Out Flow),入数据流主要是指由上层插入或更新数据时向底层数据库输入的数据,出数据流主要是指由上层发出查询请求时由底层数据库向上层提供的数据,三者间的简要数据流程如图2所示。
5 结语
完备的三维数据模型定义、高效空间索引、快速数据压缩方法等等问题都是城市GIS海量数据管理的难点。这些内容不仅依赖三维GIS本身的发展,而且也需要计算机领域技术进步的支持,虽然本文提出城市GIS海量数据管理方法初步实现框架和方式,但仍存在一些问题有待进一步探讨和改进。
篇4:多源图象论文
摘 要多源图象处理与分析系统(MSIMAGES)是地理信息系统(MAPGIS)的一个子系统.阐述了多源图象处理与分析系统的设计思想、原则、结构的选择,介绍了系统功能的分类和系统平台的选择,分析了图象系统所涉及的文件类型及其功用.
关键词地理信息系统,图象处理,图象分析.
多源图象处理与分析系统的主要研究目的是为了解决栅格化的二维空间分布数据的处理和分析.栅格化的二维空间分布数据包括各种遥感数据、航测数据、航空雷达数据、各种摄影的图象数据,以及通过数据化和网格化的地质图、地形图、各种地球物理、地球化学数据和其他专业图象数据.多源图象处理与分析系统研究的意义是在微机上实现多源图象数据的快速处理和分析,为栅格型地理信息系统的实现开辟一条新的途径.
1 系统总体设计思想和原则
(1)多源图象处理与分析系统的设计应遵循软件工程学的原理,采取模块化的方法来进行设计;对软件的各个底层模块要求具有可移植性和可维护性,以便于在多种软件和硬件平台上进行移植;对WINDOWS操作系统环境的系统高层模块要求具有高度的可移植性和与硬件平台的无关性;在多源图象处理与分析系统和WINDOWS操作系统的功能分工上,主张应由操作系统完成的工作由操作系统去完成为原则;对操作界面则是依照人机工程学的观点来进行设计,以操作使用方便为原则;系统采用C语言进行编程.
(2)多源图象处理与分析系统的设计目标之一是能处理和分析数据量在几百兆到几千兆的大图象,所以系统的设计必须以大图象作为出发点,在数据结构的定义上、算法的实现上以及在系统的软硬件平台的选择上都必须给予充分的考虑.而多源图象处理与分析系统的功能设计则应建立在系统的数据结构上,在数据结构定义好的前提下,功能可多可少,以形成开放性的系统.
(3)作为专业的图象信息系统,必须具备对各类专业数据进行处理和分析的能力.在分析和总结各专业领域的数据类型后,多源图象处理与分析系统引入了以下图象类型:二值图、灰度图、256色索引和分类图(单字节图)、64K的高彩图(索引图、分类图和整数专业数据)(双字节图)、RGB真彩色图(3字节图)、RGBP透明真彩色叠加图(4字节图)、4字节浮点数据图(用于各种频域变换和各种专业图象数据以及图象计算的中间结果)和复数(用于频域变换).
(4)虽然多源图象处理与分析系统是以栅格数据为主的空间信息系统,单作为地理信息系统MAPGIS的一部分,必须支持栅格图、矢量图混合显示、综合处理、综合分析等功能.
(5)图层作为当代地理信息系统的核心数据结构,对数据的组织、管理,数据的叠加分析以及综合处理都具有重要的意义.多源图象处理与分析系统中引入了图层的思想(支持1024层或256层(WIN 32S)),以动态透明地叠加显示各个图层的栅格或矢量图,进行综合动态比较、分析.
(6)建立彩色数据库,以支持RGB,HLS和HSV的选色及色彩的调节和配准,优化的236色调色板以支持256色显示器模拟真彩色显示(建立RGB到236色的索引表);建立HLS,HSV的色库,建立一些常用连续色调的彩色数据以表示数据连续且有大小意义的图象.
(7)图象和图象、图象和图形间的处理、分析、叠加比较、叠加分析、镶嵌等操作均需要各个图象、图形具有统一的坐标,支持各种投影变换及几何校正(建立统一的地理坐标系).
(8)在图象分析的高级和智能化阶段,图象聚类、图象分割、图象自动识别是图象处理和分析的主要任务,在这类处理、分析的结果图象上就存在不确定的数据,支持未定义数据以及保留数据位(以表示未定义数据以及保留数据位……)应是多源图象处理与分析系统的一个重点.
(9)作为人机交互界面的彩色显示器将各个图象、图形等信息以红绿蓝(RGB)彩色点的形式传递给人.RGB彩色模型是一个客观彩色模型,对硬件而言这是很好的彩色模型;但对人来说RGB彩色模型就很难控制和掌握.要对RGB彩色模型进行控制,就需要引入一个更适合人的中间彩色模型.双六棱锥彩色模型[1]和单六棱锥彩色模型[1](HLS和HSV)就是其中的两个适用的主观彩色模型.这是多源图象处理与分析系统的彩色合成、彩色分解、彩色调节、彩色自动赋值的理论基础.
(10)作为人机交互界面的彩色显示器以及人眼的输入与输出的响应都是非线性系统,支持显示器的伽玛校正及色度校正[2],使多源图象处理与分析系统能更好地进行彩色设计.
(11)栅格图象数据量往往很大,而用户的目标区可能很小,同时为支持小区的试错操作,多源图象处理与分析系统支持选区操作和裁剪区操作,支持局部操作,缺省选区为全图.
(12)为了显示系统工作状态,引入状态提示行以显示注释信息并引入等待光标;在窗口标题中放入图象信息;显示光标的客户区坐标、图象位置坐标、图象地理坐标.
(13)支持多类多文档子窗口,包括图象(图象和图形)、文本、表格.
(14)为支持大图象和节省内存空间,客户区的显示内容应是动态生成的.
(15)由于对整数专业数据图、4字节浮点数据图不能直接显示,可以考虑设定一个参数以表示如何显示这个图象数据.
(16)对二值图与256色、64K编码图而言,其彩色值表示类,可以直接通过彩色值查找类别及其面积、方差等,还可以进行膨胀、中值滤波、十字中值滤波、最频值滤波.
(17)数据进入多源图象处理与分析系统前需进行格式转换,系统内部只支持自己的数据格式,其他数据格式需通过转换程序转换,这样可以简化多源图象处理与分析系统的设计和编程.
(18)引入数据库工程和数据库项目的概念,在工程、项目的概念和图层的概念间建立一种关系,以简化系统文件的管理机制.
2 系统总体结构的设计
系统总体结构的设计采用了WINDOWS的多文档窗口界面技术、WINDOWS的虚拟内存管理技术、WINDOWS的内存映射文件技术和多源图象处理与分析系统定义文件系统.在多文档窗口界面的控制下,每个图象对应的各类数据文件通过内存映射文件技术和虚拟内存管理技术建立一个子图象文档窗口,并在多文档窗口界面的控制下,实现各菜单命令和消息通讯.
多文档界面(MDI)是Microsoft WINDOWS处理文本的应用程序规范.该规范描述了窗口结构和允许用户在单个应用程序中使用多文档的用户界面.利用MDI技术,我们可以打开和生成任意幅图象(只要内存和虚拟内存允许),每个图象作为一个文档,这些文档可同时保留在客户区域内.
利用虚拟内存管理,系统可以得到2GB的地址空间,这使得多源图象处理与分析首次摆脱了DOS和WINDOWS 3.1在内存分配上的分段机制,使得多源图象处理与分析在微机上实现成为可能.
内存映射文件技术是WINDOWS NT提供的一种新的文件数据存取机制.利用内存映射文件技术,系统可以在2GB的地址空间中为文件保留一部分空间,并将文件映射到这块保留空间.一旦文件被映射之后,WINDOWS NT将仔细管理页映射、缓冲以及高速缓冲等任务.
3 系统功能的设计
多源图象处理与分析系统的功能设计是建立在系统的数据结构上,在数据结构定义好的前提下,功能可多可少,以形成开放性的系统.目前设计的功能如下.
(1)输入输出功能.包括各种格式、各种类型数据的输入输出,以及向量、栅格、表格数据的相互转换和注字输出功能(TIGAR,BMP,TIFF,RAW,PCX,GIF栅格格式,WMF,MAPGIS矢量格式,FOXPRO数据库表格).
(2)矢量操作功能.支持各种矢量数据的栅格化,包括线段矢量图、多边形矢量图、点表图的栅格化(用于MAPGIS矢量图向栅格图转变).
(3)图象显示功能.支持彩色查找表的'检索和修改(用于256色、64K索引图、分类图),屏幕栅格图拷贝、剪切、粘贴,象素信息检索(分类图的分类信息包括彩色、面积、类别),三维透视显示(利用DEM生成),立体象对生成(利用DEM生成),视域图生成(利用DEM生成),光标、坐标输入的空间查询,三维立体地形显示,最佳路径图生成,密度切片图、密度剖面图、直方图显示,图象加网格(公里网、经纬网),平面等值线图、矢量立体透视图绘制,图象自动漫游,图象注记,光照阴影图、浮雕立体图的生成及图象多层覆盖操作.
(4)空间分析功能.包括多幅图象的自定义宏运算,交叉混合,区域编号,距离图生成,插值栅格化(等值线插值、点插值、栅格重采样),多平台数据配准及重采样,图象地理坐标参照(加坐标、几何变换、图象配准、几何校正、比例尺及地图投影变换),距离量算,面积统计,边界提取,指定属性的空间分布,纹理特征提取,编码图象的空间分析(空间逻辑运算、二值图象的位逻辑运算、共现指数图象生成、图象形态学分析(开、闭、击中、膨胀、腐蚀等操作)),缓冲区分析,三维立体的剖切分析,图象相关矩阵分析和比值分析功能.
(5)图象处理功能.包括显示和存贮,彩色查找表编辑,各种灰度变换及彩色变换,多种彩色模型的彩色合成及分解,各种低频、高频、线性和非线性函数的滤波,遥感图象的辐射校正、大气校正、去条带,彩色增强,多波段图象的彩色变换,滤波法假彩色增强,伪彩色转换,彩色晕渲,图象放大、缩小、格式变换,自定义滤波,付氏正反变换,二值图处理,边缘增强,线性体增强,比值彩色合成,色度空间变换,饱和度、亮度、色调变换增强的功能.
(6)统计分类功能.包括直方图统计,多元统计,主成分分析、分类(采样、分类及密度切片),非监督聚类(平行六面体分类、等级分类和动态聚类分类),监督分类(最小距离监督分类、广义距离监督分类、最大似然比分类和线性判别分类),图象分割(点相关分割、区域相关分割)等功能.
(7)表格管理功能.包括表管理(关系表)、表查询、数据库管理接口等功能.
4 系统软硬件平台的选择
在系统软件平台的选择上,系统采用WIN 32S的API软件平台,这是一种支持面很宽的选择.
支持WINDOWS 3.1+WIN 32S1.2,WIN 95和WINDOWS NT 3种软件平台.最低硬件配置:486微机+16MB内存+400MB硬盘+256色显示卡;推荐硬件配置:586微机+32MB内存+1000MB硬盘+真彩色显示卡.
5 系统文件类型的设计
作为一个大型的图象软件系统,必然要建立一套完整的系统信息管理体系.本系统信息管理体系包括以下19类文件类型.
(1)图象文件.用于管理各个图象的必需信息,主要由图象文件头和图象数据部分组成.图象文件的文件头包括图象类型、图象行列值、图象坐标类型(0:无坐标……)、图象行列值与地理坐标之间的正反变换多项式、最大值、最小值、坐标单位、坐标范围、未定义值、显示图象的处理方式(针对整数专业数据图、4字节浮点数据图);图象数据部分包括查找表数据和图象属性数据.
(2)控制点文件.用于几何校正、投影变换.
(3)彩色查找表文件.用于记录LUT的色表(包括256色、64K色).
(4)系统配置文件.用于记录系统参数,包括系统文件目录、系统环境缺省值.
(5)分类统计文件.用于记录聚类分析、监督分类、非监督分类的统计结果.
(6)直方图统计文件.用于记录图象的直方图分布.
(7)伪彩色查找表文件.用于记录伪彩色变换的LUT的色表(包括256色、64K色).
(8)训练区的区域文件.用于记录监督分类的训练区,供监督分类进行训练使用.
(9)矢量图点、线、区文件.用于记录矢量图的点、线、区(WMF,MAPGIS矢量文件).
(10)图象备注文件.文本格式文件,用于说明图象有关的信息.
(11)自定义滤波器参数文件.文本格式文件,用于记录自定义滤波器的参数.
(12)聚类特征空间文件.用于记录监督分类的训练结果.
(13)交叉参照表文件.用于记录多时相图象或两幅图象的比较结果.
(14)分类的直方图信息文件.用于记录分类图象的直方图信息.
(15)三维视点文件.用于记录立体观测的各个参数.
(16)工程项目文件.用于管理一个工程的所有文件.
(17)三维数据文件.用于记录真三维空间数据.
(18)系统参数和选项文件.用于记录系统的各项可变参数.
(19)数据字典文件.用于记录函数编码、错误编码、参数编码.
参考文献
1 罗杰斯D F;梁石栋,石教英,彭群生译.计算机图形学的算法基础.北京:科学出版社,1987. 111~137
2 孔拉克公司;石教英,黄剑锋译.光栅图形学手册.北京:科学出版社,1988. 66~84
3 Richter J;郑全战,王毅,洛水译.WINDOWS NT高级编程技术.北京:清华大学出版社,1994. 58~122
4 Ezzell B;傅祖芸,段成华,许进华译.WINDOWS NT 3.1图形编程技术.北京:电子工业出版社,1994. 124~300
5 Petzold C;文都译.PROGRAMMING WINDOWS 3.1.北京:海洋出版社,1993. 725~766
6 王润生,杨文立,黄大年等.地质勘查图象分析与综合.北京:地质出版社,1992. 1~37
7 Heller M;祝远玲,冯玉译.WIN 32高级程序设计.北京:电子工业出版社,1994. 77~131
篇5:基于多源数据的海岸带DEM数据融合
基于多源数据的海岸带DEM数据融合
结合海岸带地形数据修测,对海图、陆图等多种源数据进行融合.经过坐标转换、加密抽稀、数据融合、拼接载切等技术过程,形成了海岸带DEM数据.重点研究了海岸带DEM融合的.流程、步骤和算法,为海岸带地形数据的获取与处理提供了思路和经验.
作 者:郑团结 郭敏 于燕青 ZHENG Tuan-jie GUO Min YU Yan-qing 作者单位:61363部队,陕西,西安,710054 刊 名:海洋测绘 ISTIC英文刊名:HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTING 年,卷(期): 28(1) 分类号:P208 关键词:海岸DEM 海部DEM DEM接边篇6:多源数据融合方法的理论研究
多源数据融合方法的理论研究
1.引言 随着遥感技术的发展,越来越多的不同类犁遥感器被用于对地观测.而90年代后光学遥感、雷达遥感、热红外遥感的快速发展,目前已形成了高分辨率、多传感器、多频谱、多时相的`对地观测卫星遥感系统,并源源不断地获得大范围、高精度和准实时的地物信息.
作 者:夏国天 戴俊成 作者单位:夏国天(江苏省地质矿产调查研究所)戴俊成(江苏省地矿生态环境研究中心,210018)
刊 名:中国科技博览 英文刊名:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年,卷(期): “”(25) 分类号:P62 关键词:篇7:基于GFMM网的多源遥感数据融合
基于GFMM网的多源遥感数据融合
运用模糊数学与神经网络理论相结合,利用人工神经网络的GFMM算法,通过学习与实验,探索了遥感数据融合方法.
作 者:高文君 周宇 GAO Wen-jun ZHOU Yu 作者单位:高文君,GAO Wen-jun(山西省水土保持科学研究所)周宇,ZHOU Yu(南京林业大学信息学院)
刊 名:山西水土保持科技 英文刊名:SOIL AND WATER CONSERVATION SCIENCE AND TECHNOLOGY IN SHANXI 年,卷(期): “”(3) 分类号:V557+.3 关键词:遥感数据融合 GFMM网 人工神经网络篇8:多源遥感数据融合方法比较研究
多源遥感数据融合方法比较研究
本文基于笔者从事遥感图像处理相关工作经验,研究分析了多源遥感数据的'常用融合方法,从方法机理着手,分析了乘法性融合,Brovey变换融合,HIS变换融合与小波变换融合四种方法的适用范围和优缺点,文中给出的方法原理虽然在实际的软件操作中不会涉及,但对于分析方法的适用范围有着重要作用,全文是来自于笔者长期实践工作的技术和理论总结,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.
作 者:牛冲 作者单位:山东省地质测绘院,山东济南,250013 刊 名:科技资讯 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(5) 分类号:P2 关键词:多源遥感影像 数据融合 小波变换 HIS篇9:GIS数据在J2ME/J2EE集成中的传输研究
GIS数据在J2ME/J2EE集成中的传输研究
存储在Oracle9i Spatial中的GIS数据可实时为移动用户提供位置服务,本文研究了GIS数据在为MIDP移动用户提供位置服务的数据传输方案,在有线环境下采用XML格式传输,在无线环境下采用自定义格式,在带宽高的有线环境下保持了数据的可读性,在带宽窄的.无线环境下尽量减少了传输的数据量,并在J2ME/J2EE集成环境中进行了测试和对比.
作 者:刘小春 贾学东 张彦丽 孙建华 LIU Xiao-chun JIA Xue-Dong ZHANG Yan-li SUN Jian-hua 作者单位:刘小春,贾学东,LIU Xiao-chun,JIA Xue-Dong(解放军信息工程大学测绘学院,郑州,450052)张彦丽,ZHANG Yan-li(黄河水利委员会水文局,郑州,450004)
孙建华,SUN Jian-hua(郑州航空工业管理学院CAD研究所,郑州,450015)
刊 名:测绘科学 ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年,卷(期): 32(4) 分类号:P208 TP391 关键词:j2me j2ee GIS oracle spatial 数据传输篇10:农作物病虫害多源遥感数据挖掘分析的论文
遥感的基本依据是获取来自地物的反射或发射的电磁波能量[4]。农作物病虫害遥感数据的基本信息来自于地物的反射以及捕获的电磁波能量阁,这种数据类型是由绿色农作物所散发出的光谱的变化趋势所决定的。一般情况下,光谱由蓝光波段到红外波段的反射率呈现递增的趋势,即光谱波长在450nm时反射率最小,当波长达到1300nm时其反射率最大。对同一种农作物来说,其叶片的结构是相对固定不变的,然而在不同的发育期,叶片的叶绿素含量将会呈现出规律的变化。当农作物受到病虫害等侵袭后,叶片的颜色就会出现相对复杂且无规律的变化,当受灾严重时,甚至叶片的结构、外形外观都会发生改变,这些过程都会伴随着叶片反射光谱的改变。因此通过对叶片颜色、结构、外形等遥感信息的捕获、挖掘与分析对于农作物长势的监测无疑是十分有利的。然而大量遥感信息积累而有用信息却相对匮乏的局面[5]决定了必须对其进行数据挖掘才能加以合理的利用。所谓数据挖掘就是从大量的、不完备的、模糊且随机的数据信息中识别有效的、实用的信息,并根据这些信息做出决策。在社会数据信息迅速膨胀、各种事业蓬勃发展的今天,无论从范围上还是从规模上,数据的'增长都是显而易见的,其涵盖了社会生活及生产的许多领域,有来自普通应用领域的生活卡使用、商业信息、通信记录等,也有来自特殊应用行业的天文图像、生物分子信息等。这些信息资源,必须经过分析、挖掘、提炼等操作后,才能变成对人们有用的知识。通过对数据的分析,从海量信息资源中捕获规律,再以人们容易理解的方式表示出来,从而获得有价值的信息,这就是数据挖掘的过程。因此,作为数据信息的一种,农作物病虫害遥感数据信息挖掘与分析[6]也要经过类似其他遥感大数据[7]的分析流程:农作物目标确定、病虫害遥感数据准备、遥感数据挖掘以及结果分析,这些工作都是为了对农作物病虫害遥感数据进行处理而进行的。有效的数据挖掘与分析不仅可以大大减少不必要的资源浪费,而且还能够有效提高农作物质量以及产量。
2基于云计算的多源遥感数据挖掘方法分析
云计算概念的提出可以追溯到1983年,Sun公司首次提出了“网络就是计算机”的理论。之后的,云计算这一理论性概念由Google正式提出并应用到实际项目中[8]。关于云计算目前尚没有明确的定义,它的实现并不是依赖于本地计算机或者远程服务器,而是将计算过程分布在大量的分布式计算机上,从而使计算能力可以像“煤气”一样通过互联网进行运输。如何利用云计算的相关成果促进国计民生行业的发展,已成为国家发展战略的重要组成部分[9]。云计算具有以下特点:(1)超大数据规模。云计算借助拥有的强大的服务器规模,可以处理超大规模的数据,且具有超乎想象的运行速度,每秒钟的运算能达到10万亿次以上。(2)运算虚拟化。云计算的整个运算过程是在云端进行的,它对于用户而言是透明的,但支持用户在任意位置、使用任意终端获得运算结果。(3)有偿性。云计算是一种付费式服务模式,它是通过提供的服务向用户收取费用。(4)通用性及可扩展性。云计算不针对具体应用,并可动态伸缩来满足不同用户的需要。遥感数据库有别于一般的关系型数据库,数据库中包含这大量时间和空间信息。随着遥感技术的发展,海量的遥感数据信息对之前简单数据服务模式提出了挑战。针对遥感技术发展带来的海量数据存储和处理需求[10],基于云计算的多源遥感数据挖掘分析算法应运而生。基于云计算的多源遥感数据挖掘过程主要包括以下几个方面:明确问题定义;提取多源遥感数据信息;数据预处理及过滤;多源遥感数据挖掘引擎;多源遥感数据算法;算法具体实施;执行结果评估;数据简化;实际应用。
篇11:农作物病虫害多源遥感数据挖掘分析的论文
为了顺应当前农作物病虫害监测技术发展的趋势,在一定程度上解决农作物病虫害遥感数据挖掘在实际操作中遇到的种种问题,从而有效提高农作物产量和质量,本文基于云计算以及遥感数据挖掘理论,针对农作物微型遥感数据的特点,提出了一种适用于云计算的农作物病虫害多源遥感数据挖掘系统架构,如图1所示。图1为多源遥感数据挖掘系统框架。首先将农作物病虫害多源遥感数据进行分类,然后再对分类后的遥感数据进行数据选择从而得到目标数据,经过信息处理、模式识别、信息解释等处理后得到有价值的知识,最终为农作物病虫害的监测提供数据依据。如图2为基于云计算的农作物病虫害多源遥感数据挖掘系统的构架。此系统构架采用分层设计的思想,自下而上主要包括云计算支撑平台、农作物病虫害遥感数据挖掘能力层、农作物病虫害遥感数据挖掘云服务层三个部分。其中,云计算支撑平台的主要功能是为整个系统提供分布式文件存储、数据库存储以及计算等功能,而数据挖掘能力层主要是为数据挖掘提供算法以及支撑,能力层主要包括算法服务管理、调度引擎、数据并行处理能部分;数据挖掘云服务层的主要功能是为外界提供云服务能力,包括挖掘算法服务、数据预处理服务、数据服务、调度服务等功能。本文提出的基于云计算的农作物病虫害多源遥感数据挖掘平台与传统的数据挖掘系统架构相比,前者具有更好的可扩展性、更高效的海量数据处理能力,有效的解决了传统农作物病虫害遥感数据挖掘框架计算能力不足的问题,能够满足大范围农作物病害虫多源遥感数据挖掘与分析的设计和实际应用。
4结束语
本文针对农作物病虫害多源遥感信息,基于数据挖掘理论和云计算技术理论,提出了一种基于云计算技术的农作物病害虫多源遥感信息的数据挖掘系统架构。本平台基于云计算技术实现了关于农作物病虫害多源遥感数据的挖掘构思,较传统的数据挖掘系统架构而言,具有更高的可扩展性记忆更高效的海量数据处理能力,有效的解决了传统农作物病虫害多源遥感数据挖掘框架计算能力不足的问题,更适用于大范围的农作物病虫害遥感数据挖掘与分析的设计和实际应用。
参考文献:
[1]霍治国,刘万才,邵振润,等.试论开展中国农作物病虫害危害流行的长期气象预测研究[J].自然灾害学报,,9(1):117-121.
[2]StrangeRN,ScottPR.PlantDisease:Athreattoglobalfoodsecurity[J].Annualreviewsphytopathol,,43:83-116.
[3]张竞成,袁琳,王纪华,等.作物病虫害遥感监测研究进展[J].农业工程学报,,28(20):1-11.
[4]日本卡农公司图像研究室.遥感一遥感技术的发展及其应用研究[M].王历译.北京:科学出版社,1983.36一44.
[5]宫辉力,赵文吉,李京.多源遥感数据挖掘系统技术框架[J].中国图像图形学报,2005,10(5):620-623.
[6]易玲,杨小唤,江东,刘红辉.农作物病虫害遥感监测研究进展[J].甘肃科学学报,,15(3):58-63.
[7]李德仁,张良培,夏桂松.遥感大数据自动分析与数据挖掘[J].测绘学报,,43(12):1211-1216.
[8]李乔,郑啸.云计算研究现状综述[J].计算机科学,,38(4):32-37.
[9]林闯,苏文博,孟坤,等.云计算安全:架构、机制与模型评价[J].计算机学报,,36(9):1765-1784.
[10]张树凡,吴新桥,曹宇,等.基于云计算的多源遥感数据服务系统研究[J].现代电子技术,,38(3):91-94.
篇12:农作物病虫害多源遥感数据挖掘分析的论文
引言
近年来,随着科学技术的迅猛发展,我国在各领域、各方面都取得了长足的进步,农业也不例外,已实现了连续十一年增长。另一方面,由于我国人口众多,同时受气候特点、作物品种、种植习惯以及防治情况[1]等影响,我国农作物产量就人均量而言并不乐观。据联合国粮农组织估计,世界粮食产量常年因病害损失14%,虫害损失10%[2]。同样在我国,农作物病虫害也是影响农作物产量的重要原因之一。由于农田生态系统具有生态脆弱性,害虫的群落很容易对农田生态系统造成干扰,若不及时加以诊治,最终往往会导致爆发和流行病虫害的严重后果。随着全球气候逐渐变暖,病虫害对农田生态系统的威胁也会日益加重。我国作为农业大国,预防农作物病虫害、提高农作物产量、保证国内粮食安全形势依然严峻,有效应对农作物病虫害刻不容缓。然而,我国目前在农作物病虫害监测方面还有待加强,现有的应对方法依然十分落后,如人工抽样、农田调查等方式,这些方法准确性及稳定性较强,但是耗费了大量人力和财力,且存在代表性、时效性差和主观性强等弊端,已难以适应目前大范围的病虫害实时监测和预报的需求[3]。由于遥感技术可以在很大的范围内快速、准确地获得相关地貌信息,因此通过引入遥感技术,就可以达到有效改变传统农业管理模式的目的,起到对农作物病虫害的监测、农作物品质预报、农作物产量估计的作用。尤其是近年来随着世界范围精密仪器制造技术、测试控制技术的高速发展,遥感数据种类不断增多,这些数据为农作物病虫害提供了更多的数据依据,为农作物病虫害更准确、更快速的监测提供了宝贵的发展空间。
篇13:林业数据收集程序GIS运用论文
林业数据收集程序GIS运用论文
移动GIS,是以移动互联网为支撑、以智能手机或平板电脑为终端、结合北斗、GPS或基站为定位手段的GIS系统,是继桌面GIS、WEBGIS之后又一新的技术热点,移动定位、移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求,移动GIS就是其中最核心的部分,使得各种基于位置的应用层出不穷。同时自“数字林业”概念的提出,我国林业资源管理的数字化进程逐步加快,在建立信息化的林业过程中,以移动终端PDA为载体的移动GIS开始并广泛应用于林业数据采集中。
1相关的概念
林业部门是重要的政府部门之一,自从20国家林业局提出了“数字林业”的概念,林业资源的调查中开始使用移动GIS建立“数字林业”,在政府全国林业政务信息化建设中开始广泛应用。地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展,同时它也是一门集成地球科学、空间科学、环境科学、地理信息学、自动制图技术等最新成就的新兴边缘学科,GIS是一个基于数据库管理系统(DBMS)的分析和管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其他信息系统的根本区别。
2数据采集系统的分析与设计
2。1系统需求分析
林业野外数据到野外采集数据不仅包括林业资源相关的属性信息,而且还包括空间位置的各种图形信息。在移动计算设备PDA上集成了GPS定位模块、嵌入式GIS软件、数据库系统,并根据实际需要开发数据采集记录的软件系统。借助于PDA的存储卡,调查底图被以数字化的形式进行存储,并通过GIS模块进行显示,因此无需再携带纸质的调查用图,减少了外业工作的负担。通过GPS模块与GIS模块的集成,调查人员可以实时了解自己当前的位置,并在GPS导航下快速到达样地的位置,从而加快了调查的速度。借助于调查记录软件,各种调查结果被现场记录在调查数据库中,回到室内后,可以直接传输到台式计算机进行处理,无需再进行数字化。通过内置的数据库系统,可以对调查样地的情况进行实时查询,避免了重复调查的问题。
2。2系统逻辑结构设计
系统由移动终端与桌面系统构成,移动终端负责野外数据采集、GPS定位与导航、其他GIS相关操作,桌面系统负责地图数据追加、分析和处理,并实现简单的移动目标监控功能,两者通过无线通讯、USB接口和串口连接。如图所示:
2。3系统环境设计
本系统的操作系统选择MicrosoftWindowsMobile5。0,选用的PDA是“华硕ASUS632N”,作为数据采集系统的GIS终端,此PDA可随身携带,并随时随地使用,较强的可移动性,真正实现移动GIS。GIS的应用平台用ESRI公司的产品。本系统主要涉及到的林业资源数据包括,如:小班号、林界、林带地类、保护级别、树种组成、蓄积、树龄、生长情况、经营意见、林业所有权、林业使用权、灾害类型、受灾时间、灾害等级等数据。针对林业资源经营管理的需要,建立基于小班的二类清查数据库;针对森林防火需要建立林火专题数据库;针对森林病虫害管理建立林业有害生物专题数据库;针对林业工程规划的需要,建立林业工程数据库;针对监测网络存档需要建立视频数据库等。实现林业属性数据和空间数据的'一体化管理,可以降低数据冗余度,有效利用和保护林业资源环境的管理。综合考虑林业数据的特性,系统选用OraclelOg作为数据采集的后台数据库管理软件进行存储与管理,建立分布式的空间数据服务网络,通过数据中心和数据分中心对不同应用的数据进行分别管理与维护,并由数据中心进行数据服务的总体协调工作。
2。4基础GIS操作模块
地图数据的最基本操作(放大、缩小、全图显示、移动等图形显示操作),是通过坐标变换来实现地图的变化。通过转换地图显示上的地理坐标与屏幕坐标,开发者可以更快、更方便地创建移动程序,来减少相关的代码编写量。在预先设定的工具条按钮上,对每个按钮设置一个Tag,将每个按钮的点击事件设定到对应的地图操作上。constintUSERACTION_ZOOMIN=O,//放大地图的操作constintUSERACTION_ZOOMOUT=1;//缩小地图的操作constintUSER_ACTION_PAN=2;//保持比例尺不变的情况下移动当前视图范围constintUSER_ACTION_WHOLEPAGE=3;//全图显示:地图以1:1的比例显示constintUSER_ACTION_ZOOMlNFIXED―4;//放大倍constintUSER_ACTION_ZOOMOUTFIXED=5;//缩小一倍………Map。CurrentMapAction=Map。Map。MapAction(button。Tag)。
3结束语
将移动计算机技术、空间信息技术、无线通讯技术、GPS技术和嵌入式技术集成下的移动GIS技术用于林业资源调查中,可以做到数据的实时采集,内业自动成图的无纸化,加快了资源调查的速度和精度,在这些先进技术的辅助下,可以显着提高野外调查的总体效率。
篇14:国内多源遥感数据融合研究综述
国内多源遥感数据融合研究综述
本文主要针对广泛应用的多源遥感数据融合方法,如IHS变换、主成分变换、小波变换法、神经网络法等进行简要介绍.概括了国内学者的主要研究成果,指出了遥感图像融合技术的`关键是图像之间的空间配准,发展方向是多源遥感数据融合模型的普遍适用性.
作 者:李菲菲 作者单位:北京林业大学林学院 刊 名:山西水土保持科技 英文刊名:SOIL AND WATER CONSERVATION SCIENCE AND TECHNOLOGY IN SHANXI 年,卷(期): “”(2) 分类号:V557+.2 关键词:遥感数据源 数据融合技术 IHS变换 主成分变换 小波变换法篇15:多源数据更新空间数据库的方法研究
多源数据更新空间数据库的方法研究
对如何利用各种来源的地理信息数据,更新城市基础空间数据库的`方法进行了研究.在方法中,通过对各种数据源的分析,大体将数据源分为CAD及文本两大类,利用FME技术,分别实现对CAD及文本两大类数据的读取和转换,并结合dwg和xls两个示例,详细介绍了数据处理过程.本方法呈现出开放性、自动化程度高的特点,减少了人工劳动强度,极大地提高了数据库的更新质量及稳定性.
作 者:高翔 袁超 瞿晓雯 张红文 Gao Xiang Yuan Chao Qu XiaoWen Zhang HongWen 作者单位:重庆市地理信息中心,重庆,401121 刊 名:城市勘测 英文刊名:URBAN GEOTECHNICAL INVESTIGATION & SURVEYING 年,卷(期):2009 “”(4) 分类号:P208 关键词:多源 空间数据库 更新 方法★ 论文题目
★ 遥感与GIS支持下环青海湖地区草地蝗虫测报方法与模型研究
【浅析GIS多源数据集成模式论文(合集15篇)】相关文章:
工程测量的论文题目2022-12-07
安全发展型煤矿企业管理模型探究论文2023-10-02
浅谈UPS技术在信息高速公路信息系统中的应用2023-10-31
多媒体论文2023-08-05
论文题目审核表范文2023-02-02
探析数字化测绘技术与港航工程测量发展论文2022-05-08
物联网通信技术课程实验教学探究的论文2023-04-05
博物馆多媒体技术精选论文2023-04-27
基于J2EE平台的网络辅助教学系统的设计与实现的研究论文2023-05-08
物联网技术特征及运用论文2023-07-04