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關鍵字:地圖制圖學,地理信息,評價模型
中圖分類號: G874 文獻標識碼: A
一、地圖空間信息量的相關研究
地圖空間信息量度量是地圖信息傳輸理論的一個最基礎的問題,定量計算地圖空間信息量一方面可以為地圖設計、地圖分析評價提供依據;另一方面亦為地圖綜合提供選取標準,控制地圖綜合的評價指標。鑒于此,此處緊緊圍繞地圖空間信息量的度量這一基礎研究問題,分別從地圖元素層次和專題地圖層次研究空間信息量度量的方法,并探討地圖空間信息量度量在地圖信息傳輸和制圖綜合中的初步應用。具體地,主要研究內容包括:1.系統地分析了地圖空間信息量度量的當前進展,包括地圖空間信息的分類、度量方法及其應用等方面,詳細分析了現有研究中存在的主要問題。進而,為了建立合理的地圖空間信息量度量模型,分析了不同領域的信息定義,指出了信息產生的本質即多樣性或差異性特征,并結合地圖制圖的特點,系統地闡述了地圖空間信息的定義、分類方法、度量準則以及基于特征的信息量度量的數學模型2.系統地研究了點要素、線要素和面要素的空間信息量度量方法。針對點要素的空間信息量度量,研究提出了一種改進的弧比弦算法,并用來定量描述節點的重要性程度,進而建立了節點的空間信息量度量方法。針對線要素和面要素,提出了基于認知的線、面要素幾何形態分解方法,給出了定量的描述指標。在此基礎上,采用層次策略,分別提出了基于彎曲的線要素空間信息量度量方法和基于凸包的面要素空間信息量度量方法。最后,采用實際的地圖要素數據對所提出的方法進行了實驗驗證和分析,結果表明了所提方法的正確性。3.系統地研究了點狀專題圖、線狀專題圖和面狀專題圖的空間信息量度量方法。采用“專題地圖空間信息的認知空間信息內容構成空間信息內容描述空間信息量的層次度量”的研究思路,重點研究提出了專題圖空間信息的層次分類和描述方法,包括元素層次的結構形態信息、鄰域層次的拓撲鄰接信息和整體層次的空間分布信息,并分別建立了各層次空間信息量的計算模型。最后,采用實際地圖數據對所提出的方法進行了合理性驗證和對比實驗分析,結果表明所提方法的合理性和優越性。
二、地理信息服務方法研究
地理信息服務有效促進了地理信息的共享和功能復用,目前越來越多的企業或組織將自己擁有的地理空間數據和軟件功能開放為地理信息服務供人們享用。然而,隨著網絡上地理信息服務的數量不斷增多,人們獲取滿足需求的地理信息服務變得越來越困難。因此,迫切需要高效的地理信息服務發現方法來幫助人們查找和選擇所需服務。引入信息檢索技術、語義網技術、數據挖掘技術以及多屬性綜合評價技術來研究地理信息服務發現方法,從基于基本描述和簡單語義的地理信息服務發現、基于本體語義和規則支持的地理信息服務發現、基于分類與聚類的地理信息服務發現以及基于QoS的地理信息服務發現四個方面進行了深入研究。在地理信息服務發現的理論和方法上取得了一些成果。主要工作和創新點如下:1.分析了地理信息服務發現的背景、意義以及相關理論和技術基礎。從地理信息系統的服務化轉變、地理信息服務共享中存在的問題出發,對地理信息服務發現的背景進行了分析與思考,在此基礎上進一步指出地理信息服務發現研究的重要意義。確立了網絡服務技術、語義網技術、網絡服務質量評價作為地理信息服務發現三大技術基礎并闡述了相關理論和方法。給出了地理信息服務發現的定義,提出了地理信息服務發現的框架和方法,總結了地理信息服務發現的評價方法。2.現有網絡環境下,基于關鍵字的地理信息服務發現方法無法取得滿意的服務查找效果。針對此問題,論文引入信息檢索技術、WordNet詞匯語義技術進行改進,實現了基于基本描述和簡單語義的地理信息服務發現方法。基于基本描述的地理信息服務匹配方法將基于編輯距離的服務名稱匹配和基于向量空間的服務描述匹配相結合。然后重點研究了基于簡單語義的地理信息服務匹配方法,該方法通過構造虛擬文檔和引入WordNet詞匯語義實現“操作級”的地理信息服務匹配,且能夠支持詞匯間同義關系、上位關系和下位關系的簡單語義功能。3.研究了基于本體語義和規則支持的地理信息服務發現方法以解決語義環境下的服務發現問題。圍繞該問題,分析了地理信息本體構建的準則、方法與工具、地理信息本體的邏輯構成、地理信息本體的集成方法。然后從數據或信息語義、功能或操作語義、執行語義和服務質量語義四個方面出發,明確了地理信息服務的語義蘊含,并運用OWL-S對地理信息服務進行語義化描述。將加權語義距離和Wu-Palmer法相結合,改進了本體概念語義相似度的計算方法,在此基礎上結合服務接口依賴關系,提出了支持接口多態性的本體語義地理信息服務輸入輸出IO匹配方法,然后進一步研究了規則支持的地理信息服務前提效果PE匹配方法。4.針對數量的增多和種類的繁雜多樣使得地理信息服務變得混亂和無規則而影響服務發現效率的問題,論文提出將分類與聚類應用于地理信息服務發現。為此,分析了地理信息服務分類規范,為地理信息服務機器分類算法的類標選擇奠定基礎,并將樸素貝葉斯分類和k鄰近分類法用于地理信息服務自動分類,實現了相關算法并進行了實驗驗證,闡述了地理信息服務類別匹配的方法。
三、地圖制圖學與地理信息工程學科的發展趨勢和任務
1. 以空間認知為核心的地圖制圖學與地理信息工程學科理論體系將進一步完善和深化
目前, 在地圖空間認知研究方面, 理論體系尚不完善, 空間認知過程研究不夠深入, 用于指導地圖設計和可視化還不夠有力。據此, 今后要重點研究以下問題:
(1) 空間認知理論體系框架;
(2) 空間認知過程、實驗方法與技術;
(3).地圖可視化系統中的地圖關系及表示方法;
2. 基于保質設計的地圖自動制圖綜合及其過程控制的智能化將取得突破性進展, 并進入實用化階段
目前的研究離實際應用還存在不盡如人意的地方: 一是自動綜合模型、算法還不具普適性; 二是自動綜合結果還有不盡如人意的地方。因此, 還必須進行持久深入的研究。今后重點研究的問題應包括:
(1) 幾何信息的尺度依賴與空間認知理論的聯系;
(2) 多尺度空間數據庫的數據模型與數據結構;
(3) 網絡環境下的空間數據多尺度表達與在線式自動綜合理論與方法質量評價;
3. 地理空間信息數據庫向圖形( 矢量數據) 、影像( 柵格數據) 和數字高程模型( 格網數據)的多源數據一體化及完全面向對象發展
根據國內外研究進展, 我國在該領域應重點研究:
(1) 圖形( 矢量數據) 、影像( 柵格數據) 與數字高程模型( 格網數據) 數據融合的理論和方法;
(2) 海量圖形、影像與數字高程模型數據的一體化管理及高效快速索引技術;
(3) 基于圖形、影像與數字高程模型數據一體化的完全面向對象的方法;
參考文獻:
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[2]祝玉華, 王家耀. 基于Multi Agents 的Web GI S 體系結構研究[A] . 中國數字城市發展戰略論文集[C] . 西安:西安地圖出版社, 2005.
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關鍵詞:國土資源;綜合監管系統;設計與應用
中圖分類號:TP391.9 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)03-0229-02
近年來,“一張圖”工程取得如下成果:一是建立了全國所有縣的土地利用現狀本底數據庫(包括矢量數據和柵格數據)。二是將依法批準的基本農田范圍形成全國所有縣的基本農田數據庫。三是2008、2009年通過多源數據采集,建立了覆蓋全國的最新遙感影像數據庫。目前我國已經建立了全國國土資源遙感監測“一張圖”及年度利用快速變更維護新機制,建成了一批覆蓋全國的不同比例尺,區域地質,礦產資源,地質環境與地質災害等級數據庫,全國四級國土資源主管部門累計近6000TB的海量數據,基本完成了國家、省、市三級國土資源數據中心體系的建設。但目前我國國土資源部各類業務及專題數據分散在各個業務科室獨立存儲和管理,并沒有進行統一的管理,業務數據之間不能進行有效共享和充分利用,不能為相關部門提供輔助決策,也成為推進我國國土資源信息化建設的催化劑。
1 課題意義
為保護國土資源,國家了很多法律法規和相關文件,但如何做到令行禁止,又如何使最基層的數據能真實的反饋到國土資源部,以使國家制定出更有效、更完善的政策,便成了國土資源管理部門最迫切解決的問題。
(1)通過“一張圖”和綜合監管平臺的建設,將各項審批與各類數據庫密切關聯,在一定程度上防止了弄虛作假,同時減少了國土資源管理人員腐敗的可能性。國土資源主管部門的日常審批和管理數據通過綜合監管平臺實時入庫,按設定的更新機制及時更新。
(2)“一張圖”核心數據庫,能夠保證數據的唯一性、實時性、準確性,以此作為調查評價、監測工作和數據分析的基礎,來調查、分析結果正確性。通過“一張圖”和綜合監管平臺對國土資源數量、質量、分布、潛力及開發利用狀況等數據進行分析,能夠為國土資源管理部門提供調控資源供應總量、布局、結構、時序的依據。
(3)“一張圖”和綜合監管平臺具備監測和預警功能,通過對各項審批、各類市場、土地利用計劃、供地率、違法違規等指標的監測和預警分析,并分級、分類預警,幫助國土資源管理部門發現的問題,改進相關法規。土地督察機構可充分運用“一張圖”和綜合監管平臺的數據成果,提高土地督察工作的質量和效率,例如能夠避免一個批文多地使用等違法事件的發生。
2 課題研究目標,研究內容和擬解決的關鍵問題
2.1 研究目標
依照“金土工程”的總體要求和四川省對信息化建設的整體部署,以國土資源信息化建設帶動國土資源信息技術跨越式發展和國土資源管理方式的根本改變,全面提升縣級國土資源管理與服務水平,實現“數字國土”信息化建設。縣級國土資源數據管理系統建設的總體目標是:以國土資源各類數據為核心,依托地籍數據庫成果、第二次土地調查成果、成熟的數據庫管理、GIS平臺和網絡系統,按照統一的標準,建立具有信息管理、數據綜合分析、數據分類查詢、綜合統計分析及信息服務等功能的國土資源數據管理體系,形成標準統一、上下一致的國土資源基礎數據采集、更新、傳輸與應用服務的機制與技術體系,為國土資源管理業務提供順暢的信息渠道。
2.2 建設內容
2.2.1 h級“一張圖”數據庫建設
收集、整理全區的土地征收、土地供應、土地利用、耕地保護、土地儲備、執法監察、礦產資源、地質環境、土地規劃、建設用地審批、土地開發復墾、城鄉地籍、業務數據、遙感影像、變更調查等各類專題數據和基礎數據,構建西充縣“一張圖”國土資源數據庫。并采用統一標準及技術體系,及時、動態更新各類專題數據和業務數據。
2.2.2 數據應用服務系統建設
采用GIS及數據共享利用技術,將“一張圖”數據庫中的各類數據內容按要求、按權限到用戶桌面,為用戶提供數據瀏覽、查詢、定位等功能,統一數據資源,實現“一張圖”數據庫及服務系統的充分利用和共享。
2.2.3 綜合分析利用及監管服務系統建設
緊密結合業務需求,針對縣委縣政府、領導及業務管理需要,采用數據挖掘與GIS空間分析利用技術,提取國土資源各類信息,以地圖、統計圖、表格、報表等多形式的直觀展示,為領導分析決策提供信息保障。
2.2.4 移動及離線應用服務系統建設
采用移動GIS應用報告及數據共享利用技術,將核心、重要的數據進行離線打包,在移動辦公設備中采用輕量或移動GIS技術進行加載,為用戶提供數據查詢、地圖瀏覽、信息展示服務,并可輸出到大屏或進行投影,在項目決策、項目分析與選址、用地規劃與審批等提供即時服務。
2.3 擬解決的關鍵問題
國土資源“一張圖”工程,是為了更好地全面掌握國土資源狀況、改進國土資源監管方式、提升國土資源信息服務能力。通過縣級國土資源“一張圖”建設,形成覆蓋全縣土地“批、供、用、補、查”,做到資源狀況“一覽無余”。為更好的實現一系列任務的同時有以下要解決的關鍵問題。
2.3.1 建立“一張圖”核心數據庫
在國土資源信息化基礎設施支撐下,按“一張圖”建設的有關技術標準、規范對不同類別、不同專業的海量、多源、異構數據進行梳理、整理、重組、合并等處理,利用提取、轉換和加載等工具以及其它必要的手段,將處理、加工好的數據按照統一的建庫標準進行入庫,數據按分層分類管理,形成國土資源核心數據庫。主要內容有衛星遙感影像、行政區域、地形數據、中心城區規劃、鄉鎮土地利用總體規劃、行政區域、基本農田保護、土地利用現狀、城市鄉鎮規劃等。“一張圖”核心數據庫還包括建設用地審批系統(農轉用、土地征收、土地供應等數據)、執法監察管理(土地礦產衛片執法檢查、土地礦產動態巡查、低效閑置用地清理等數據)數據庫等。
2.3.2 開發B/S架構在線地圖瀏覽服務及C/S結構編輯管理系統
按照滿足國土資源核心數據管理共享服務和維護的要求,開發“一張圖”B/S架構在線地圖瀏覽服務及C/S結構編輯管理系統,實現對全縣土地資源相關數據的集中瀏覽、管理與更新維護。系統具備數據采集、檢查、入庫、處理、更新、交換(輸入輸出)、元數據管理以及數據備份、系統監控、數據遷移、日志管理等較為完備的功能。實現以圖形、表格、GIS和虛擬化相結合的方式,直觀、準確、動態地展示全縣國土資源信息。
開展成果應用服務。在國土資源核心數據庫及“一張圖”信息綜合管理系統基礎上,充分利用“一張圖”成果,開展國土資源信息服務。一是將不同業務環節、不同系統之間的數據通過空間位置關聯起來,為領導決策、業務管理提供綜合性信息。二是將地理信息服務(圖形瀏覽、定位查詢、空間分析等)進行功能封裝,為建設用地等各項行政審批業務系統提供統一的圖形數據支撐。三是開發土地利用分析、市場分析和內外業一體化土地執法等專項應用服務。
2.3.3 建立運行環境和運行機制
一是建立國土資源“一張圖”及核心數據庫運行網絡環境,完成全縣國土資源系統業務內網建設,逐步實現縣到市的網絡互通;二是建立縣級國土資源數據中心,在充分利用現有基礎設施的基礎上,對主機系統和存儲系統進行升級,完成數據中心基礎設施建設;三是采取有效的安全管理和技術措施,建立計算機信息安全綜合防護體系,確保全縣“一張圖”數據運行安全,并建立全縣國土資源數據生產、匯交、管理、更新、應用服務制度,規范數據生產和匯交流程,建立數據更新機制。
3 課題的研究方法、設計及試驗方案,可行性分析:
3.1 課題的研究方法
文獻復查法、個案研究法、咨詢法、需求分析法、實地調研法。
3.2 設計及試驗方案
3.2.1 設計原則
本課題在設計過程中綜合考慮了實用性及操作等因素,并為今后的發展、普及、改造等因素留有擴充的余地,具有以下原則:
(1)易用性原則:在技術上,應用目前比較成熟的技術。本系統的最終使用用戶是土地資源相關部門以及普通的大眾。由于用戶的受教育程度參差不齊,所以,在設計系統的同時會考慮系統的簡易性、通俗性。
(2)一致性原則:在設計完整的業務流程過程中,充分安排好各環節的銜接,保持數據流與業務流的一致。系統將用戶權限等統一納入管理,整個系統所有數據采用統一的編碼、統一的數據存儲格式、統一的用戶界面。
(3)可擴展性原則:系統的數據內容會一直隨著系統的運行發生動態的改變。除了一些基礎數據庫相對來說比較穩定之外,隨著土地資源監管工作的不斷深入和升級,其他各類數據庫以及業務管理模式將可能會發生改變。同時,各種辦公的流程以及和這些流程相關的表格也會發生變化,在設計系統時會適應將來可能發生的變化,預留一些擴展升級用的接口。
(4)安全性原則:在設計系統時會遵循安全性原則,充分考慮到網絡安全、用戶權限以及數據的保密等情況,并能夠提供數據的備份功能。系統會嚴格按照相關的信息安全與保密制度和規定,采用安全措施,保證業務部門的數據安全,防止系統外部的非法訪問。
3.2.2 技術路線
本文立足于數據管理論、信息論、綜合監管系統論及現代管理學、國土資源管理、電子政務、等多學科理論,采用理論分析與實證研究相結合、技術設計與綜合應用示范互為補充的研究方法,通過對國土資源管理的目標、內容、方法的全面分析,界定國土資源監管的基本內涵,并提出土資源監管應遵循的基本原則,國土資源監管的目標及主要內容和環節,面向國土資源管理與決策分析,針對縣級國土資源主管部門對國土資源監管的需求,構建國土資源監管的模型,提出實現國土資源監管的基本思路和監管模式,形成國土資源監管的理論框架。基于形成的國土資源監管理論框架,依托以信息技術為代表的科技手段構建實現國土資源監管的技術架構,并根據該技術架構設計和集成所需的技術手段和方法,以南充市西充縣為綜合應用示范區進行實證研究,驗證其理論的科學性和技術的合理性,以期望真正能通過科技手段實現國土資源的精細化管理。
3.3 可行性分析
(1)經濟可行性:“一張圖”數據庫系統由于建設意義巨大,得到了國家的資金支持,建立數據庫系統的人力和設備條件充足,保證了建設工作的順利進行,數據庫建成后,會產生巨大的經濟效益。
(2)技術可行性:GIS平臺和網絡系統應用比較普遍,操作性實用性較強,建設難度不是很大,進而為此項工作的開展提供了較好的外部條件。
(3)具備的優勢:自身的專業優勢和崗位優勢,為工作的開展提供了強有力的人力和技術的支持。
(4)具有較好的資料收集和整理能力以及論文寫作水平。
參考文獻
[1]張玲.市級國土資源“一張圖”工程建設思路[J].北京測繪,2011,(4).