GRASS的特点,功能与发展

地理资源分析支持系统(GRASS)是一个基于栅格的、具有矢量分析功能的地理信息系统,也是图像处理系统和图件生成系统。它是第一个以工作站为硬件支撑、在 U-NIX 操作系统下运行的地理信息系统。其功能包括:数据输入、地理分析(栅格、矢量、点)、多光谱图像处理、地图显示。分别介绍了 GRASS 在目前以及未来五年主要的设计和实施目标,并由此认为,GRASS 将成为地理信息系统领域的一支后起之秀。     

线目标缓冲区生成的矢栅混合算法研究

线目标的缓冲区生成是缓冲区分析的基础和关键。结合栅格算法与矢量算法的优势,提出矢栅混合算法解决线目标的缓冲区生成问题。采用Douglas-Peuker方法对线目标进行重采样以加快缓冲区建立速度,用扫描线方法将线目标矢量数据转化为栅格形式,再采用膨胀原理生成缓冲区,通过扫描缓冲区栅格边界,提取有效矢量数据,进行求交运算,对缓冲区生成中的自相交多边形进行处理。     

三维海底栅格地形在潜器路径规划中的应用

针对海底三维环境空间中的水下潜器路径规划问题,提出了一种采用蚁群算法在海底三维栅格空间中的潜器路径规划方法。对从海图中提取的水深数据建立三角网,经过随机中点位移插值后利用三角网内插生成规格网格数据,进而提出了海底地形栅格化处理方法,建立海底三维栅格化模型。对蚁群算法（ACO）进行了改进,定义了粒子的可视域。利用改进的蚁群算法在海底栅格空间中迭代求取最优路径。实验仿真得到了一条安全、简洁的路径,验证了该方法的有效性和可行性。     

空间查询算子的栅格算法与实现

地理信息获得了越来越广泛与深入的应用.空间分析是地理信息系统平台最核心的计算之一.矢量方法是面向物体的描述,物体间的几何关系隐含,关系判断需要基于计算几何算法定位、分析和检索,时间与空间复杂度较高.为避免其缺点,提出了基于栅格的空间查询算子算法的实现框架.此算法基于亚像素精度,可以较准确记录边界栅格的覆盖面积,通过判断两个图层相应栅格的覆盖面积,即可得出空间关系.此方法的正确率大大高于四色栅格签名(4CRS).同时,栅格索引中保存了要素属性信息等,可以为空间查询算子判断提供更有用的结果信息.     

空间数据库中栅格元数据管理模型的设计与实现

分析了栅格元数据基于文件、关系表和XML的3种存储管理方式,比较它们的优缺点,得出了XML适合描述空间数据库中栅格元数据的层次性、复杂性和面向对象性,并具有可扩展性。在BeyonDB中设计和实现了基于XML的栅格元数据管理模型,并以地球系统科学数据共享平台中DEM数据集为例验证该模型的可扩展性,为空间数据库中海量遥感影像数据的管理研究提供参考。     

MapReduce模型下Voronoi图栅格生成算法

针对"海量"点组成的平面点集Voronoi图栅格生成算法的效率问题,对其进行易并行性抽象,提出了一种MapReduce模型下基于欧氏距离的Voronoi图栅格生成算法,该算法采用三个MapReduce Job来实现。在第一个MapReduce Job中,将栅格按照隶属代码进行归属分类。在第二个MapReduce Job中,将新数据按照其对应的行号进行归类。在第三个MapReduce Job中,并行生成全局有序的Voronoi图部分文件,并连接各个部分文件,生成最终的Voronoi图。在多个不同大小数据集上的实验结果表明,这种MapReduce模型下的算法部署在Hadoop集群上运行具有较好的加速比和扩展性。     

地理信息工程软件体系结构研究*

获取、存储、分析、处理地理信息的遥感图像处理系统软件、地理信息系统软件、关系数据库软件被称为地理信息工程软件。通过分析这三种软件的功能特点,认为建立集成化的地理信息工程软件结构非常必要。在此基础上提出了基于客 户/服务器结构的系统软件体系结构,具体分析了基于元数据管理系统和应用程序接口(API)的两种地理信息工程软件集成方式。     

基于元数据的地理空间数据管理

针对目前油田勘探开发工作中,积累的大量地理空间数据不能有效的进行存储,管理和共享这一问题,提出了基于元数据的地理空间数据管理.通过分析目前的元数据及管理,在借鉴其它元数据管理模型的基础上,提出了一个三层的地球物理元数据模型框架.通过基础元数据,属性元数据和实体元数据三层对信息进行管理,并对该模型进行了分析说明,给出了基于该模型的地震数据综合管理系统的总体方案以及元数据及元数据库的建设.     

结合视觉密码和离散小波变换的栅格地理数据双重水印

目的 在栅格地理数据的使用过程中,为防止数据被破坏或被篡改,需要加强对数据完整性的检验;为防止数据被恶意传播,需要加强对数据版权信息的保护。双重水印技术可以同时完成这两项任务。方法 利用基于异或的（2,2）-视觉密码方案VCS（visual cryptography scheme）和离散小波变换DWT（discrete wavelet transform）,对数字栅格地理数据嵌入双重水印,使用半脆弱性水印作为第1重水印进行完整性检验,水印信息依据DWT变换后高频系数中水平分量之间的大小关系嵌入;使用零水印作为第2重水印进行版权保护,提取DWT变换后经低频子带奇异值分解的特征值生成特征份,利用基于异或的（2,2）-VCS,根据特征份和水印信息生成版权份。结果 为验证算法的有效性,对具体的栅格地理数据进行实验分析。结果表明,本文算法中第1重水印能够正确区分偶然攻击和恶意破坏,对含水印的栅格地理数据进行质量因子为90、80、70、60、50的JPEG压缩后,提取出完整性水印的归一化相关系数NC（normalized correlation）值分别是1、0.996、0.987、0.9513、0.949,在定位裁剪攻击时,能准确地定位到篡改的位置,对于定位替换攻击时,能定位到篡改的大致位置;第2重水印具有良好的视觉效果和较强的鲁棒性,对含水印的栅格地理数据进行滤波攻击、JPEG压缩、裁剪攻击、缩放攻击等性能测试,提取出版权水印的NC值优于其他方案。结论 论文基于异或的（2,2）-VCS和DWT提出的栅格地理数据双重水印算法,在实现数据完整性检验的同时达到了版权保护的目的。     

基于MPI的新型GRASS并行处理技术与体系结构研究

在总结国内外学者对并行GIS研究成果的基础上,通过对GRASS数据特征与典型算法的分析,分别给出栅格和矢量数据的数据并行策略,从数据并行角度,提出了相关处理算法整体并行的思路与新型GRASS并行系统架构.通过部分栅格与矢量GIS算法的并行化实验,初步验证其正确性和有效性,分析其适用性及优缺点,并提出下一步改进设想.该方法一方面提出了一种基于MPI的GRASS软件系统并行化的新思路,另一方面作为利用原有GIS软件系统快速搭建并行GIS实验平台的途径之一,具有工作量小,成本低的优点.