摘要：地理世界中存在一类具有产生、发展和消亡的地理现象/对象,综合对地观测技术和多源信息获取技术的发展提升了获取这种动态地理现象的能力。现行的地理时空分析方法以点、线、面、体为基本单元,以数据获取尺度为分析尺度,割裂了地理现象的时间连续性,限制了地理时空动态的分析能力。把产生、发展和消亡的动态演变抽象为地理过程,从演变过程的尺度,提出一种新的地理时空分析方法。首先,提出"地理过程—演变序列—时刻状态"的分解抽象和逐级包含的地理时空过程语义,并基于"节点—边"的图思想建立地理时空过程图表达方法和存储模型,实现地理对象(节点)和对象演变行为(边)一体化表达和存储;其次,以地理过程为基本单元,设计"地理状态对象提取—演变序列追踪—过程对象重构"的过程对象提取方法,并基于节点的出度(该节点引起其他节点变化的边的个数)和入度(其他节点引起本节点变化的边的个数)实现过程对象演变行为的识别;再次,以地理过程为分析尺度,拓展时空邻域为过程邻域、时空相似性为过程相似性,设计面向过程的地理时空挖掘方法,开展地理对象及其演变行为的时空模式挖掘;最后,以1950—2019年月尺度的太平洋海洋表面温度异常变化过程对象为例,挖掘了海洋表面温度异常变化结构及其行为,并分析了与ENSO类型之间的关联模式,验证了所提方法的可行性和适用性。

摘要：针对由单一海洋参数对赤潮灾害提取的不足,提出一种多海洋参数赤潮遥感监测技术.该方法利用MODIS影像数据反演出海洋表面温度和叶绿素a浓度,结合悬浮泥沙浓度和海水异常等多海洋参数,设计赤潮灾害提取判别规则.该判别规则能充分利用海洋参数在赤潮灾害提取中的优势,克服单一参数在赤潮灾害识别上的遗漏和误判.以2004年5月30日和2004年6月11日渤海海域的MODIS影像为实验数据进行实例研究,证实了基于多海洋参数的赤潮遥感监测技术的可行性和有效性.

摘要：根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系,并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制,及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式,实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后,以海洋数据的过程化组织与分析为例,构建时空过程模型原型系统(海洋过程对象—关系数据库系统与功能分析平台),验证和评价该模型的实用性。

摘要：基于空间数据的表示不仅要依赖于尺度特征的研究,而且只有在特定的尺度下提取的要素特征才具有现实意义。由于不同尺寸的结构元素适合不同空间尺度的图像特征,结构元素尺寸过大或者过小都会达不到最佳的特征边缘提取效果,因此结构元素尺寸的设计在提取图像特征信息中起着重要的作用。通过数学形态学梯度性质与结构元素尺寸关系的分析,首先得出了结构元素尺寸δ与特征要素边缘尺寸γ和特征要素空间尺度λ之间的定量关系,然后通过计算比较相邻尺度间梯度图像的差值信息设计出了一种最佳结构元素尺寸的自适应确定算法。试验结果表明,该算法能够根据特征要素边缘的尺寸来求出最佳地结构元素尺寸。通过典型梯度算子提取的边缘与利用该算法设计的结构元素尺寸提取的边缘的比较结果证明,该算法在稳健性、定位精度和对比度等方面都优于典型梯度算子。

摘要：在Apriori算法的递归链接-剪枝概念上,设计了面向海洋异常事件的关联规则挖掘算法.首先给出事件的相关概念与定义、事件的规则表达及评价指标.根据事件的定义和支持度阈值,生成事件频繁1-项集,并设计面向事件的链接-剪枝算法,实现频繁k-项集到(k+1)-项集的产生.根据事件强关联规则评价指标,提取海洋事件强关联规则.通过太平洋海洋异常事件的关联规则挖掘和典型异常事件间的关联规则分析,验证了该方法的正确性和可行性.

摘要：在高时空分辨率的降雨数据支持下,分析和追踪暴雨事件的精细结构和动态行为成为可能,但存在数据量大、数据组织结构复杂的特点,对暴雨事件的时空组织与存储提出了巨大挑战.本文基于暴雨事件的演化过程,设计了一种"顶点-边界"的图结构表达模型,并构建基于Neo4j的图数据库,实现暴雨事件的组织与存储.图数据结构中的顶点描述暴雨事件对象,记录暴雨事件空间位置、降雨数据等状态信息;图有向边对暴雨顶点进行关联,记录暴雨状态之间的关系、变化速度、方向等动态信息.最后,综合时间序列模型和空间拓扑关系,设计基于图的暴雨事件组织模型,基于Neo4j图存储方式R-Tree空间索引存储暴雨矢量数据集,并构建暴雨事件库.基于Neo4j和Oracle Spatial的暴雨事件库的对比分析结果表明,Neo4j事件库在数据入库和时空查询性能方面具有优势.

摘要：为适应已成熟的海洋地理信息系统和海洋遥感应用模块技术及海洋信息业务化运行的需求,迫切需要开发海洋地理信息系统与海洋遥感应用模块集成来实现海洋信息一体化服务。针对当前平台技术水平和应用模块特性,设计了开放性三层集成框架,即数据层采用基于中间插件的二级三库集成机制、功能层采用基于API,DLL,EXE,COM组件的集成模式和应用层上基于Web Services的共享机制。以中国海岸带及近海卫星遥感综合应用系统平台(MaXplorer1.0)与多元生态遥感融合与同化模块和海浪遥感信息提取模块等八大海洋遥感应用模块为实例进行数据层、功能层和应用层的集成。集成结果表明,两者的集成实现了海洋信息资源与技术的整合,为海洋信息的业务化运行提供了技术支撑。

摘要：遥感影像中海洋锋具有弱边缘(Weak Edge)信息特性,其空间尺度在不同的空间位置存在较大的差异。针对传统边缘算子只能提取某一尺度的海洋锋信息,而损失其他尺度信息不足,本文利用小波多尺度分析特性,探讨了海洋锋信息在各尺度间的分布的继承性,提出最佳尺度确定的算法框架,设计出最佳尺度确定算法的流程,进一步进行海洋锋各尺度信息的提取。最后以海面温度锋-墨西哥湾流为实例进行形态特征提取,并与典型的边缘提取算子效果在信息量、抗干扰性、定位精度、连续性和对比度上进行对比分析。试验结果表明了该算法在提取多尺度的海洋锋信息上的可行性和实用性。

摘要：客观世界存在时空场,大部分地理实体或现象在时空域具有动态变化特性,其空间、时间和属性是过程的统一体,传统的GIS时空数据模型在描述、表达、组织与分析这类数据时面临许多挑战。然而,基于特征的数据模型和以过程为对象的时空数据组织在动态数据的描述与表达的方面具有独特的优势。本文探讨了基于特征的线过程时空数据模型组织的六元组框架体系,实现空间、时间和属性的一体化存储和地理实体的动态分析。在分析线时空过程特性的基础上,归纳总结出3大类12个类别的线过程,进一步提出了基于特征的线过程时空数据模型(Feature-based Line Process Spatio-temporal Data Model)的概念;利用文件层次分块结构对时空线过程数据进行了组织与存储。最后以海洋锋为实例,探讨了该模型在时空数据组织、时空查询、时空过程提取和时空过程可视化等方面的应用。结果表明,该模型能够很好地应用于具有时空过程特性的线数据中,也为时空数据模型的总体设计提供借鉴。

摘要：海洋线现象具有时空动态特性,其属性、功能和关系在空间、时间和时空上都发生变化,用传统的G IS数据模型来组织具有时空过程的海洋线数据面临许多挑战。针对海洋线的时空动态特征,在分析海洋线特性的基础上,提出基于特征的海洋线数据模型(Feature-Based M arine L ineData Model,FBMLDM)。采用面向对象技术设计UML的框架图,给出海洋线数据模型中的关系表模型和文件层次存储模型具体实现形式,从而进行海洋线数据的组织与管理。实验表明,该模型能够很好应用于具有时空过程的海洋线,也为海洋数据模型的总体设计提供借鉴。