栅格数据地理信息系统(Raster GIS)关键技术分析

数据是地理信息系统的基础,强大的地理信息分析功能对地图数据有很高的要求.国内外大多数应用型地理信息系统都是基于矢量地图数据格式的.这样的系统在提供便利操作的同时,增加了系统开发成本和开发周期.如果建立基于栅格数据的地理信息系统,不需要数字化编辑处理地图数据,节省了矢量化数据的成本,并且地图显示更为形象、直观.在分析栅格数据和矢量数据的基础上,探讨了基于栅格数据的地理信息系统体系框架,并就基于栅格数据的地理信息系统开发中的基本地图操作、属性查询、地图分析等关键技术进行研究,提出了一些思路和解决办法.同时,将该技术成功应用到军事演习系统中,取得了良好的效果.     

基于像元有向边的栅格数据扫描线矢量化方法

为了将海量栅格数据的面状信息快速矢量化,提出一种使用扫描线技术顺序遍历栅格数据、使用链表技术组织像元有向边动态构造区域边界、使用隐含射线法判断孤岛归属的栅格数据矢量化方法.该方法以单个像元为着眼点,利用栅格数据中所隐含的空间信息直接将栅格图斑转换成矢量区域;全部矢量化过程只需对栅格数据遍历一次,不产生任何中间数据,也不需要构建多边形拓扑关系等二次操作,是栅格数据矢量化的一步式解决方案.实验结果表明,文中方法具有较高的效率且易于实现.     

基于模糊粗糙集的GIS数据转换方法研究

GIS按照数据结构可以分为矢量数据和栅格数据两种。GIS的空间建模大部分是基于栅格数据进行的,因此,对于一些在矢量结构中表达的属性（如人口密度等）,需要转换成栅格数据。传统的数据转换方法一般都是面积占优法,这种方法没有充分考虑空间数据的模糊性问题。采用模糊粗糙集的理论,对矢量多边形数据转换成栅格数据的方法做了探讨。基于模糊粗糙集的数据转换方法考虑到了多边形数据的边界模糊性,利用隶属函数来确定多边形边界的不确定性。     

地理栅格数据的并行访问方法研究

在海量地理栅格数据处理中,数据I/O性能是影响处理算法程序整体性能的关键。目前针对地理栅格数据 I/O优化问题的研究成果还很有限,通过对并行程序中的数据I/O模式进行深入分析,结合栅格数据逻辑模型和物理 模型的特点,提出了面向地理栅格数据的并行I/O框架;基于消息传递模型,实现了4种并行访问方法。实验证明,并 行访问方法优于传统的串行访问方法和分时多进程访问方法。该研究成果可以提高并行栅格处理程序的I/()访问效 率,进而提高其整体并行性能。     

关系数据库空间栅格数据扩展模型及方法研究

针对海量遥感影像数据有效管理需求,在国产数据库管理系统X-Base内核上,研究并实现空间栅格数据扩展机制。设计基于X-Base关系数据库的空间栅格扩展体系结构,建立了栅格数据扩展体系结构模型,提出基于XML方式的空间栅格数据管理方法。使得扩展后的X-Base数据库能够有效存储、管理空间栅格数据,从而进一步扩展X-Base的功能。     

基于GPU Raycasting算法的矢量/栅格混合绘制研究*

Raycasting体绘制算法由于成像质量高而被广泛应用于体数据的可视化,但当线、面表达的矢量数据和三维栅格表达的体数据同时绘制到同一场景时,由于绘制方法的差异会造成矢量和栅格数据空间遮挡关系不一致。在GPU实现Raycasting算法的基础上,通过矢量和栅格数据先后绘制,采用FBO离屏绘制等技术将矢量数据绘制到深度缓存纹理并在体绘制采样和融合中统一考虑矢栅颜色融合。实验结果表明,该算法在矢量数据非透明模式下能正确处理矢量栅格数据的混合绘制。     

GIS中空间数据管理方式探讨

数据是GIS管理的重点.随着GIS的发展,影像数据、DEM数据等栅格数据将起到越来越大的作用,因此实现多源GIS数据的无缝集成就十分必要.由于其海量和非结构化等特征,实体对象层次模型、群集多服务器体系被提出用以集成并实施高效的空间数据管理.与此同时网格技术给GIS的数据管理带来了新的思路.     

基于IDL的栅格地图代数实现与应用

ArcGIS提供了功能强大的地图代数计算功能,可以有效地针对栅格数据进行空间分析。但是,由于其运算效率较低而成为一些项目应用的瓶颈。研究认为ArcGIS进行地图代数计算效率比较低的主要原因在于它在计算时首先对数据进行重采样。通过使用IDL提供的栅格数据处理功能,对数据进行预处理,建立进行地图代数计算时的模版,将进行地图代数计算的各个图层依照地图代数模版重新进行范围的分割,并根据原始栅格数据及研究内容确定像元大小,对栅格数据进行重采样,得到可以用IDL进行地图代数运算的栅格数据集。根据不同研究领域的内容,设计地图代数的算法,实现地图代数运算。最后,以使用USLE方程计算三江平原土壤侵蚀模数为例,验证了方法的有效性。     

基于尺度的时空RBAC模型

空间技术的广泛应用,使得空间数据的安全日益重要.空间数据库的访问控制已经成为目前国内外研究的热点问题.现有的空间数据访问控制模型主要分为2大类：一类是对RBAC模型扩展,加入空间位置的判断,提供基于位置的服务,但这类模型缺乏对空间数据自身特性的分析;另一类是基于矢量数据或栅格数据提出的自主访问控制模型,这类模型分析了空间数据的特征,如几何表示、拓扑关系等,但是缺乏一个通用的模型.在传统RBAC模型中扩展了空间位置、时间和尺度等基本数据元素,提出基于尺度的时空RBAC模型(STS-RBAC).通过在角色激活中加入位置和时间的约束条件,增加了空间信息使用的安全性;针对矢量数据和栅格数据定义尺度的概念,增强了访问控制策略的表达能力;同时定义操作集、尺度和空间对象间的关系,使得相关授权信息具有更为简单的表达形式和自动推导特性,减少了重复存储和访问次数,提高了权限判定效率.     

海南省国土资源信息系统集成与实现

海南省国土资源信息系统的集成采用系统与数据相分离、图形数据与属性数据相分离两大原则.数据集成基于统一的数据格式、地图投影和编码标准,使得栅格数据、矢量数据以及相关属性数据能集成管理与查询.集成系统开发主要包括子系统控制、图形符号化、比例尺控制与图文互查等方面.