地理空间信息论文范文

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篇1

关键字：地图制图学，地理信息，评价模型

中图分类号： G874 文献标识码： A

一、地图空间信息量的相关研究

地图空间信息量度量是地图信息传输理论的一个最基础的问题,定量计算地图空间信息量一方面可以为地图设计、地图分析评价提供依据；另一方面亦为地图综合提供选取标准,控制地图综合的评价指标。鉴于此,此处紧紧围绕地图空间信息量的度量这一基础研究问题,分别从地图元素层次和专题地图层次研究空间信息量度量的方法,并探讨地图空间信息量度量在地图信息传输和制图综合中的初步应用。具体地,主要研究内容包括：1.系统地分析了地图空间信息量度量的当前进展,包括地图空间信息的分类、度量方法及其应用等方面,详细分析了现有研究中存在的主要问题。进而,为了建立合理的地图空间信息量度量模型,分析了不同领域的信息定义,指出了信息产生的本质即多样性或差异性特征,并结合地图制图的特点,系统地阐述了地图空间信息的定义、分类方法、度量准则以及基于特征的信息量度量的数学模型2.系统地研究了点要素、线要素和面要素的空间信息量度量方法。针对点要素的空间信息量度量,研究提出了一种改进的弧比弦算法,并用来定量描述节点的重要性程度,进而建立了节点的空间信息量度量方法。针对线要素和面要素,提出了基于认知的线、面要素几何形态分解方法,给出了定量的描述指标。在此基础上,采用层次策略,分别提出了基于弯曲的线要素空间信息量度量方法和基于凸包的面要素空间信息量度量方法。最后,采用实际的地图要素数据对所提出的方法进行了实验验证和分析,结果表明了所提方法的正确性。3.系统地研究了点状专题图、线状专题图和面状专题图的空间信息量度量方法。采用“专题地图空间信息的认知空间信息内容构成空间信息内容描述空间信息量的层次度量”的研究思路,重点研究提出了专题图空间信息的层次分类和描述方法,包括元素层次的结构形态信息、邻域层次的拓扑邻接信息和整体层次的空间分布信息,并分别建立了各层次空间信息量的计算模型。最后,采用实际地图数据对所提出的方法进行了合理性验证和对比实验分析,结果表明所提方法的合理性和优越性。

二、地理信息服务方法研究

地理信息服务有效促进了地理信息的共享和功能复用，目前越来越多的企业或组织将自己拥有的地理空间数据和软件功能开放为地理信息服务供人们享用。然而，随着网络上地理信息服务的数量不断增多，人们获取满足需求的地理信息服务变得越来越困难。因此，迫切需要高效的地理信息服务发现方法来帮助人们查找和选择所需服务。引入信息检索技术、语义网技术、数据挖掘技术以及多属性综合评价技术来研究地理信息服务发现方法，从基于基本描述和简单语义的地理信息服务发现、基于本体语义和规则支持的地理信息服务发现、基于分类与聚类的地理信息服务发现以及基于QoS的地理信息服务发现四个方面进行了深入研究。在地理信息服务发现的理论和方法上取得了一些成果。主要工作和创新点如下：1.分析了地理信息服务发现的背景、意义以及相关理论和技术基础。从地理信息系统的服务化转变、地理信息服务共享中存在的问题出发，对地理信息服务发现的背景进行了分析与思考，在此基础上进一步指出地理信息服务发现研究的重要意义。确立了网络服务技术、语义网技术、网络服务质量评价作为地理信息服务发现三大技术基础并阐述了相关理论和方法。给出了地理信息服务发现的定义，提出了地理信息服务发现的框架和方法，总结了地理信息服务发现的评价方法。2.现有网络环境下，基于关键字的地理信息服务发现方法无法取得满意的服务查找效果。针对此问题，论文引入信息检索技术、WordNet词汇语义技术进行改进，实现了基于基本描述和简单语义的地理信息服务发现方法。基于基本描述的地理信息服务匹配方法将基于编辑距离的服务名称匹配和基于向量空间的服务描述匹配相结合。然后重点研究了基于简单语义的地理信息服务匹配方法，该方法通过构造虚拟文档和引入WordNet词汇语义实现“操作级”的地理信息服务匹配，且能够支持词汇间同义关系、上位关系和下位关系的简单语义功能。3.研究了基于本体语义和规则支持的地理信息服务发现方法以解决语义环境下的服务发现问题。围绕该问题，分析了地理信息本体构建的准则、方法与工具、地理信息本体的逻辑构成、地理信息本体的集成方法。然后从数据或信息语义、功能或操作语义、执行语义和服务质量语义四个方面出发，明确了地理信息服务的语义蕴含，并运用OWL-S对地理信息服务进行语义化描述。将加权语义距离和Wu-Palmer法相结合，改进了本体概念语义相似度的计算方法，在此基础上结合服务接口依赖关系，提出了支持接口多态性的本体语义地理信息服务输入输出IO匹配方法，然后进一步研究了规则支持的地理信息服务前提效果PE匹配方法。4.针对数量的增多和种类的繁杂多样使得地理信息服务变得混乱和无规则而影响服务发现效率的问题，论文提出将分类与聚类应用于地理信息服务发现。为此，分析了地理信息服务分类规范，为地理信息服务机器分类算法的类标选择奠定基础，并将朴素贝叶斯分类和k邻近分类法用于地理信息服务自动分类，实现了相关算法并进行了实验验证，阐述了地理信息服务类别匹配的方法。

三、地图制图学与地理信息工程学科的发展趋势和任务

1. 以空间认知为核心的地图制图学与地理信息工程学科理论体系将进一步完善和深化

目前, 在地图空间认知研究方面, 理论体系尚不完善, 空间认知过程研究不够深入, 用于指导地图设计和可视化还不够有力。据此, 今后要重点研究以下问题:

（1） 空间认知理论体系框架;

（2） 空间认知过程、实验方法与技术;

（3）.地图可视化系统中的地图关系及表示方法;

2. 基于保质设计的地图自动制图综合及其过程控制的智能化将取得突破性进展, 并进入实用化阶段

目前的研究离实际应用还存在不尽如人意的地方: 一是自动综合模型、算法还不具普适性; 二是自动综合结果还有不尽如人意的地方。因此, 还必须进行持久深入的研究。今后重点研究的问题应包括:

（1） 几何信息的尺度依赖与空间认知理论的联系;

（2） 多尺度空间数据库的数据模型与数据结构;

（3） 网络环境下的空间数据多尺度表达与在线式自动综合理论与方法质量评价;

3. 地理空间信息数据库向图形( 矢量数据) 、影像( 栅格数据) 和数字高程模型( 格网数据)的多源数据一体化及完全面向对象发展

根据国内外研究进展, 我国在该领域应重点研究:

（1） 图形( 矢量数据) 、影像( 栅格数据) 与数字高程模型( 格网数据) 数据融合的理论和方法;

（2） 海量图形、影像与数字高程模型数据的一体化管理及高效快速索引技术;

（3） 基于图形、影像与数字高程模型数据一体化的完全面向对象的方法;

参考文献:

[1]夏文珏, 李􀀁 斌, 龚健雅. 基于工作流技术的动态GIS服务链研究[J] . 武汉大学学报(信息科学版) , 2005, 30(11) : 982- 985.

[2]祝玉华, 王家耀. 基于Multi Agents 的Web GI S 体系结构研究[A] . 中国数字城市发展战略论文集[C] . 西安:西安地图出版社, 2005.

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