面向時空變化的GIS數據模型

《面向時空變化的GIS數據模型》是依託西南交通大學，由朱慶擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向時空變化的GIS數據模型
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱慶
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

面向日益複雜的人口、資源與設施及其安全性變化，如何有效處理時空解析度越來越高的實時接入數據成為GIS理論與方法面臨的巨大挑戰。針對已有GIS時空數據模型以地理實體狀態為核心隱式表達動態性而缺乏對地理時空變化機制表達的局限，本項目將時空變化作為一種新的地理信息對象，系統研究面向時空變化的GIS數據模型，顯式刻畫時空變化機制，主要研究內容包括：深入分析時空變化的參與對象、驅動力與呈現模式，對時空變化進行高層次抽象，建立特徵、過程和事件三域語義關聯的GIS時空數據模型，設計變化語義感知的時空索引方法與資料庫結構，開發原型系統並對監控視頻場景中人的行為過程進行實例化表達，進行多感測器動態觀測數據實時接入處理實驗驗證。本項目研究提出新型的時空GIS數據模型與數據結構，有望顯著提高GIS實時套用的效能，為GIS理論方法與套用模式的跨越式發展提供直接支撐。

結題摘要

面向數字中國與智慧社會對日益複雜的人口、資源與設施及其安全性變化進行可靠管理，如何有效處理時空解析度越來越高的各種物聯網與感測網實時接入數據成為GIS理論與方法面臨的巨大挑戰。針對已有GIS時空數據模型以地理實體狀態為核心隱式表達動態性而缺乏對地理時空變化機制表達的局限，本項目將時空變化作為一種新的地理信息對象，系統研究面向時空變化的GIS數據模型，顯式刻畫時空變化機制，深入分析了時空變化的參與對象、驅動力與呈現模式，對時空變化進行高層次抽象，建立了特徵、過程和事件三域語義關聯的GIS時空數據模型（CTDM），提出了變化語義感知的時空索引方法和面向任務基於圖的多模態時空數據高效索引方法，設計了高效的時空資料庫結構，自主開發了原型系統。建立了機場環境威脅態勢信息在語義空間的統一表示模型，提出了對多源、多尺度、多種分布類型的機場空地環境信息在語義空間的統一建模與動態更新方法；提出動態觀測數據驅動的滑坡災害精準模擬分析方法，設計了動態數據驅動的複雜滑坡災害精準模擬分析框架，闡釋了滑坡災害過程時空變化的顯式語義描；面向災情動態監測數據實時接入處理，提出了多模態滑坡監測數據的時空一致性關聯分析方法；傳統靜態尋徑方法難以顧及火災態勢演變過程,導致疏散決策的盲目性和滯後性突出，提出了一種實時威脅態勢感知的室內火災疏散路徑動態最佳化方法；針對現有時空數據可視化方法主要面向單一的低層次展示性可視化任務，難以滿足多模態時空數據多層次多樣化可視化任務高並發的難題，從展示、分析和探索３個層次構建了面向多模態時空數據自適應可視化的多層次可視化任務模型；進行了面向災害管理和綜合導航等套用的多感測器動態觀測數據實時接入處理實驗驗證。本項目研究提出的新型時空GIS數據模型與數據結構，以及相關理論方法，顯著提高了GIS實時套用的效能，為實時GIS和視頻GIS等理論方法與套用模式的跨越式發展提供了直接支撐。發表學術論文15篇（6篇SCI收錄），授權發明專利1項，培養研究生13人（其中，博士生7人和碩士生3人順利畢業並獲得學位），項目骨幹劉銘崴博士生2018年被評為高校GIS新秀，獲得國家科技進步二等獎1項，國家測繪科技特等獎1項，項目負責人朱慶2017年被評為國家測繪地理信息局科技領軍人才。