基于NWGISS的空间信息网格节点结构及实现

空间信息网格能够联合地理上分布的多源数据中心，实现空间信息的有效共享与互操作。研究了空间信息服务节点的概念结构，分析了NWGISS（NASA HDF-EOS Web GIS Software Suite）的组成结构和工作机理，基于NWGISS设计了遵循OGC规范的空间信息服务节点结构和原型系统，结合SIG系统需求建立了节点实例，实验结果表明建立的数据节点可以提供有效的空间信息服务。     

科技基础条件平台空间信息服务的实现

空间信息服务节点应用在国家科技基础条件平台应用服务支撑系统中,为网络科技环境中的应用提供地图服务。文中从设计、总体架构、软件功能、实现、示范应用等方面对空间信息服务节点进行了阐述,并着莺对其中所用软件工具以及工作流程、兴趣点搜索的实现等重点进行了说明。经过近一年时间的测试运行,空间信息服务节点运行稳定,并在国家科技成果平台等系统中得到了应用。以空间信息服务方式提供地图功能,减少了数据重复采集的成本与一致性维护的复杂工作,并且能提供较好的访问效率,被证明是高效的实现方法。     

空间信息共享平台中数据索引服务的研究*

为消除空间信息孤岛,研究开放网格服务架构,建立空间信息共享平台。用户通过平台中的网格服务透明访问虚拟组织中的数据。为提升数据索引服务的性能,提出一种改进的R树算法,在节点分裂时考虑其他节点是否有剩余空间,从而避免了频繁的分裂导致产生大量的节点。实验结果表明,与经典R-树节点分裂算法相比,改进后的节点分裂算法的空间查询性能得到提升,该研究可为空间信息全面共享提供实用可行的实施方案。     

国家级地质灾害气象预警服务模型设计与应用

国家级地质灾害气象预警服务模型是基于空间信息网格理念的六层结构模型,强调数据和计算统一抽象为资源,强调数据资源迁移和数据处理分析资源迁移的一致性。建立基于节点平均吞吐率、处理器利用率和内存占用率的节点负载指数概念,4节点负载指数样本独立性检验结果表明,节点负载差异性不显著,达到均衡目的。预警服务应用实例表明,预警服务比桌面预警系统时间效率提高40%。     

县域地理空间信息平台电子地图发布与共享的方法

电子地图在县域地理空间信息平台的建设中具有重要作用。在分析传统电子地图发布主要以文件集的形式存储于服务器的不足基础上,探讨县域地理空间信息平台将电子地图以分布形式部署到各节点服务器中,利用瓦片金字塔技术来实现县域地理空间信息平台电子地图的网络发布,以达到电子地图的快速浏览和分节点存储数据的目的。通过地图瓦片、网络服务、地理信息服务技术,建立县域地理空间信息平台电子地图服务,为平台电子地图的数据发布与共享提供技术思路。     

基于SIG框架的上海城市空间信息应用服务系统的体系与实现

基于空间信息网格SIG框架的上海城市空间信息应用服务系统中城市空间特征、绿化、环保、水系、土地、道路网络等各类城市空间信息资源分布在网络的不同节点上；建立了集中的元数据库提供相关数据的描述信息；以分布在不同节点上的GIS Web Service提供空间数据处理服务。平台以门户网站的方式提供元数据检索，利用检索结果获取分布式的各类空间信息数据资源；提供空间数据处理网络应用程序，调用GIS Web Service，提供格式转换、坐标转换、地图综合、空间分析等空间数据处理功能；提供GIS Web Service的搜索和注册。此平台已经在上海公务网中实际运行。     

一种基于改进蜂群算法的网络重构技术

空间信息网络在给定拓扑结构和资源受限的情况下,卫星节点间如何优化链路选择,重构网络拓扑结构,使得升级后的空间信息网络具有良好的抗毁性,是非常具有研究价值的问题.本文针对空间信网络拓扑重构问题,综合考虑卫星节点之间的可见性、可连通时间和可连通度等约束条件,建立了卫星网络拓扑链路模型和节点模型并提出基于改进蜂群算法的空间信息网络拓扑重构算法.仿真实验表明,该算法在资源受限的情况下,能够兼顾改善网络的有效性和抗毁性,有效延长网络的生存时间.     

基于LEO的骨干接入空间信息网络与用频策略研究

空间信息网络利用各类空间平台来实现空间信息的实时获取、传输和处理,打破了当前多个独立系统之间资源不能共享的壁垒。立足我国空间基础设施种类繁杂、不成体系、缺少统一的通信标准、综合服务能力差、覆盖范围小的建设现状,坚持“既着眼于现有系统,又兼顾未来发展”的建设原则,在空间信息网络建设的初级阶段,设计了基于双层LEO的空间信息网络的体系架构,即将较高轨道的LEO卫星作为骨干核心网来负责骨干传输功能;将较低轨道的LEO卫星作为热点接入层来负责地面和空间业务节点的接入。同时,为未来空间信息业务提供可扩展的体系特征,譬如未来增加对GEO骨干节点的拓扑关系的考虑,从而解决空间信息网络的轨道资源问题。最后,针对空间信息网络频率资源受限的问题,提出了频率获取策略。     

基于空间领域本体的动态工作流模型研究

OGC(Open Geospatial Consortium)提出的Web服务编排方法可以通过组合、协调各种空间信息Web服务,形成一种服务的工作流OWS2(OGC Web Services2),但这属于精确匹配的静态工作流。提出了一种基于本体和规则的动态工作流模型(Dynamic Work Flow Model based on Ontology and Rule,DWFMOR),它是对OWS2的改进。本模型首先针对空间信息的领域特征建立了相应的领域本体,基于这些本体设计了用于推理的工作流规则引擎,并使用protégé本体编辑器和Jena推理机进行了实现,最终建立了一个用于空间信息服务的工作流原型系统。实验表明,基于空间领域本体的工作流模型不仅可以根据业务的需求自动地查找和匹配空间信息Web服务,还可以动态地形成空间信息Web服务工作流。     

“数字中国网”的构想与设计

随着空间信息应用深度和广度的扩大,对各类空间信息资源的需求将日益增长。传统的空间信息应用模式越来越难以适应空间信息服务网络化、业务化和产业化的发展趋势。在分析当前对地观测技术发展和空间信息应用需求的基础上,借鉴电子商务平台的模式理念,将交易的理念引入到空间信息资源的开发利用中,提出了建立数字中国网的构想。通过实现数据/信息产品、定制服务、应用系统集成和数字工程实施的业务化运营,盘活空间信息资源、实现空间信息服务的工程化和业务化。同时根据提出的构想,设计并初步实现了基于"B/S+G/S"混合模式的数字中国网的构想方案。     

基于空间信息栅格服务的空间数据集成

空间信息栅格(SIG)集成网络上的计算机、数据、设备和服务等空间信息资源,联合向全社会按需提供全方位的信息服务。本文阐述了SIG的概念、关键技术和中心策略,并对当前的信息集成进行了探讨,提出了基于SIG服务的空间数据集成的基本思路。在此基础上,我们实现了SIG原型系统,证明了SIG架构的可行性。     

基于分段修复的区域路由协议

在自组网中,ZRP的域间路由维护策略使ZRP具有较多的丢包数目和较多的路由重发现次数。前者使ZRP的数据包投递率较低,从而使其可靠性较低;后者使ZRP的传输时延和路由开销较高。针对上述问题,提出一种基于分段修复的区域路由协议SRZRP(Segmented Repairment based Zone Routing Protocol)。在SRZRP中,每个节点通过维护一个基于域内拓扑结构的有向无环图来保存到达其域内每个节点的多条备份路由,尽量利用备份分段路由进行域间路由修复。理论分析表明,SRZRP具有较高的可靠性。仿真结果表明,SRZRP提高了数据包投递率,说明SRZRP提高了协议的可靠性;同时,SRZRP降低了平均端到端时延和路由开销。     

CKDB-Tree:一种有效的高维动态索引结构

在高维数据空间中提出了一种新的索引结构:CKDB-Tree(Compact KDB-Tree),该索引结构采用一种新的分裂策略,在进行分裂时,引入插入安全点和删除安全点的概念,不仅考虑到将来的数据,而且对已经进行索引的数据也进行考虑;给出了CK-DB-Tree的定义以及节点结构的特点,针对CKDB-Tree,给出了相应的插入、查找、删除操作的算法;对该索引结构的存储性能进行定量分析和推理;最后经实验证明,CKDB-Tree是高维空间中一种有效的动态索引结构。     

动态社会网络隐私保护方法研究*

针对动态社会网络数据多重发布中用户的隐私信息泄露问题,结合攻击者基于背景知识的结构化攻击,提出了一种动态社会网络隐私保护方法。该方法首先在每次发布时采用k-同构算法把原始图有效划分为k个同构子图,并最小化匿名成本;然后对节点ID泛化,阻止节点增加或删除时攻击者结合多重发布间的关联识别用户的隐私信息。通过数据集实验证实,提出的方法有较高的匿名质量和较低的信息损失,能有效保护动态社会网络中用户的隐私。     

基于神经二部分裂结构的多智能体WSNs数据融合算法?

为进一步提高无线传感器网络WSNs( Wireless Sensor Networks)使用寿命,从提高算法数据融合效率角度出发,提出一种神经二部分裂结构的多智能体WSNs数据融合算法。首先,根据神经结构的主干与枝干承载信息量不同的原理,选取主干、枝干通讯链路并赋予较大能量,并给出主、辅中心节点选取方法;其次,设计了基于LMS的自适应加权融合算法,分别针对节点层级、枝干中心层级和主干中心层级进行逐层处理,实现了对神经二部分裂结构的数据融合;最后,通过与两种已有算法进行仿真对比,显示本文算法在Sink节点接收数据包,能耗等指标上均具有优势,验证了算法有效性。     

基于预约和反馈的无线传感器网络MAC协议研究

针对无线传感器网络中对通信实时性要求较高的应用环境,引入信道预约机制和反馈机制到S-MAC协议,提出了一种低时延的RF-MAC协议。该协议在有数据需要发送时先预约信道,各节点根据预约时间表进行数据传输。采用在数据传输过程中向源节点发送反馈信息的方法,实现后续数据的提前发送。通过仿真实验表明:RF-MAC协议有效地降低了数据传输的时延,同时改善了丢包率和网络吞吐量。     

LNG船液货装卸系统仿真计算与实现

液化天然气(LNG)船液货装卸过程中,需严格控制装卸时间,但由于装卸系统的复杂性,设计装卸系统时很难准确得到LNG在管路中的流动状态平衡控制。针对上述问题,提出了一种面向LNG船液货装卸系统结构的计算方法,根据图论和有限元软件构建装卸系统拓扑模型,形成双层反馈控制结构,建立仿真装卸模型,计算任意时间点的管网节点压头和管路流量情况。采用Visual C++编制了图形化界面的仿真计算软件进行仿真。仿真结果与实际情况基本符合,表明装卸方法具有实用性,能对LNG船液货装卸系统的设计起借鉴作用。     

无线传感器网络拓扑的监控与维护

以ZigBee协议为基础,提出了一种新的无线传感器网络拓扑结构的监控和维护方法。创新性地设计了基于叶子节点的通讯模式,该模式运用协议栈自有运行流程来获取节点的加入或丢失信息、实现网络拓扑的监控,并通过设计一种基于关联表的链表式存储结构来进行动态网络拓扑的维护。经过在实际办公环境监控平台上验证表明,该方法数据传输量小,资源占用少,操作简便,具有较强的应用推广价值。     

基于多特征信息传播模型的微博意见领袖挖掘

在线社交网络中的意见领袖通常是指在社交网络的信息传播中具有较大社会影响力的个体。针对当前意见领袖挖掘方法中只考虑社交网络的拓扑结构和节点的个体属性,缺乏信息传播中交互特征的问题,该文提出了基于扩展独立级联模型,并融入网络结构特征、个体属性和行为特征的意见领袖挖掘模型(extended independent cascade, EIC)。该模型以个体属性、个体在信息传播过程中的交互行为建立加权的传播网络,利用改进的CELF(cost effective lazy forward)算法,挖掘网络中影响力较大的个体。通过实验验证,在意见领袖的扩展核心率指标上,该算法优于拓扑结构类算法,且具有较好的稳定性,同时并未降低意见领袖的传播范围。     

NADE: nodes performance awareness and accurate distance evaluation for degraded read in heterogeneous distributed erasure code-based storage

To ensure data availability and save storage space, storage systems usually save data across multiple storage nodes (or servers) using erasure codes. Storage systems need to reconstruct the complete data to respond to reading requests in the case of the loss of some data blocks when node failure occurs. However, a degraded read in erasure code-based storage systems does not fully utilize node resources and ignores the node’s topology. In this paper, we propose a real-time performance evaluation model for storage nodes to evaluate the performance of each node combining a metrics choice and an analytic hierarchy process. We also design a cost evaluation method to calculate the transmission cost by considering the node’s topology. By combining the node evaluation method and a distance calculation, we propose an adaptive degraded read optimization strategy, NADE. We further implement the node selection method NADE in Ceph. The evaluation results show the efficiency of the proposed method.