自动站数据的WebGIS信息发布及关键算法实现

为了更好地实现气象科学数据共享,给出自动气象站采集气象要素的WebGIS信息发布系统的功能实现和展示。系统完成了自动站观测数据的实时查询显示及数据事件机制,实现自动站周边下垫面空间查询分析,并结合WebService完成自动站观测要素值空间插值算法等关键功能接口。总之,WebGIS确实是实现气象数据共享的较佳实现方案,而在WebGIS系统的基础上使用和建立WebService服务,实现空间插值及分析等一系列过程复杂、计算量较大的功能性Web接口,可提升共享数据的加工质量和服务标准。     

融合雷达数据与地理信息系统的归并算法

融合算法将"不具备完整地理信息"的雷达栅格数据转换为能被GIS平台显示、处理及分析的矢量面几何体。算法从左到右、从上到下扫描雷达栅格矩阵,以相邻点的回波等级分布情况作为网格区域归并的判断依据,处理"左右一致"、"左右、上下一致"、"左右、左上、上下一致"、"左右、上下一致,而左上不一致(岛)"等的相邻栅格点情况,最终将大量的规则雷达栅格数据点归并为数量较少的不规则矢量面,从而提高雷达数据的显示、处理速度,并能借助GIS空间算子的操作,实现与空间点、线、面地物的空间统计分析。实验分析结果显示融合结果正确,对雷达观测的原始结果值在空间上不产生形变;算法处理速度较快,能满足实际应用的要求。而针对雷达矢量面数据空间分析及计算的检验结果表明雷达栅格数据在转换为矢量格式后确实能完成在原始数据格式下很难,甚至无法完成的空间统计分析功能。     

采用Voronoi网格模型实现空间数据的精确校正

利用Voronoi网络模型对空间数据进行校正,能很好地处理误差分布的空间随机性和不确定性。“最近邻近内插法”和“面积窃用插值法”均在误差更正中发挥很好的效用,“面积窃用插值法”充分考虑到误差控制点的空间拓扑关系,其校正精度不错,但时间复杂度较高,而“最近邻近内插法”的算法简单,也有较好的校正精度。     

基于数学形态学的统计数值离散化图谱生成

为了提供满足应用要求的统计数值空间分布图，提出结合数学形态学方法和地理信息系统技术生成数值的空间分布图谱。对数值以行政区域为单位进行网格均匀离散化处理，以网格所处的区域性质、网格内包含的建筑物区块面积所占比例，建立腐蚀或膨胀系数，并通过形态学腐蚀或膨胀操作，生成数值专题图谱。实例验证了算法的合理性、可行性以及正确性。     

GIS模型网格计算原理及算法

GIS模型计算逐步向数据处理海量化及过程复杂化方向发展。网格计算为解决GIS应用这一难题提供了契机。GIS模型计算从运算模式上可分解为并行、串行和并行串行模式，该文在这些模式的基础上提出了实现GIS模型网格计算的原理性方法：分块加工、分步加工和立体加工方法，并以GIS和RS中的常用模型(直方图和矢量地图插值)作为算法实例，论述其并行算法实现，同时给出矢量地图数据的分块规则。该并行算法实现可作为实现其它同类算法的基础和扩展。     

基于网格模板的栅格与矢量叠加统计算法

为了避免矢量栅格数据叠加统计分析中采用逐像元“扫描”判断法所导致的处理速度缓慢的问题，提出将矢量多边形底图切分成具有一定水平、垂直空间尺度的多行、多列网格模板，保存该模板文件，并在模板的基础上进行快速统计叠加的办法。实质是将矢量栅格数据叠加计算间接转换为计算简便的网格格点与栅格数据之间的叠合，从而提高了计算速度。由于底图格点大小及位置与栅格数据不能有效配准而导致“错位”，该文重点给出了解决此类问题在3种不同匹配方式下的处理算法。     

支持动态编译的GIS模型库系统中模型表示方式——图形图元表达、正则表达式及模型运算树

提出模型库系统中模型的三种表达方式——图形图元表达、正则表达式及模型运算树。它们可作为动态生成高效率模型体的有力手段,是模型库系统即时编译生成模型组件的基础。这为解决模型库系统实现过程中模型内容表达这一难题,提供理论基础及解答。最后,在此概念及原理基础上,给出了采用这三种表达方式展现原型系统中范例模型的具体过程。