基于GIS的长江河口空间决策支持研究
【摘要】：长江河口研究包括数学模型和物理模型两种传统方法,都是根据已有的专业知识进行分析和计算,属于演绎推理过程,但大量的时空数据隐含着的许多知识在这个过程中并不能被发现。空间决策支持应用空间分析方法对时空数据进行处理变换,以提取出隐含于空间数据中的知识,并以图表形式表达,主要是对空间数据归纳总结的过程,这对传统研究方法是非常实效的补充。在长江河口研究领域实现基于GIS的空间决策支持可以进一步拓展其研究方法,具有重要的实际意义。
本文在分析和总结目前长江河口研究数据的现状和特征的基础上,采用组件技术,基于C#开发语言和ArcGIS平台,较为系统地研究和解决了长江河口空间决策支持的四个关键问题。
采用面向对象的思想,将时空数据模型的概念和技术集成到Geodatabase数据模型中,研究长江河口时空数据的建模问题,实现了已有数据的整合和统一,将目前已有格式的数据集成到统一平台上,既可直接表达MapInfo和Shapefile等多种格式的空间数据,又可表达关系型数据库中的时空数据,根据需要对不同问题进行适时的时空分析。
总结空间元数据在长江河口研究中的作用,初步探讨长江河口空间元数据的内容及其实现方法,并实现长江河口空间元数据模型的构建。基于此,实现现有数据之间的相互转换和共享。同时,基于ArcIMS平台实现了长江河口时空数据的发布,包括时空数据的远程查询、浏览和下载功能。
空间数据挖掘是空间决策支持的核心部分,构成应用模型库的主体,针对具体问题可以采用不同的空间数据挖掘技术。本文有针对性地建立三个应用模型:应用粗糙集理论研究上游水文特征对河口冲淤的影响,挖掘出大通站含沙量、径流量和下游冲淤之间的关系;利用空间统计的方法,对2004年洪季在长江口门附近实测的12个站点的含沙量和盐度值进行空间相关性分析,确定这些不同点位所测数据的空间相关性;应用空间聚类的方法,研究九段沙地区1995年、2000年和2001年之间冲淤变化状态的表现,并以动态地图的方式表现出来。
研究基于GIS的可视化技术在长江河口研究中的应用,体现在三个方面:数
【关键词】：长江河口 GIS 空间决策支持 时空数据模型 空间数据发布 空间数据挖掘 可视化 【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：P208
【目录】：
- 目录6-9
- 图目录9-13
- 表目录13-14
- 内容摘要14-16
- Abstract16-18
- 第一章 绪论18-33
- 1.1 科学背景和研究意义18-19
- 1.2 GIS与空间决策支持19-21
- 1.3 GIS在河口研究中应用的研究现状21-26
- 1.3.1 国外研究现状21-23
- 1.3.2 国内研究现状23-26
- 1.4 本文具体工作和研究内容26-27
- 1.5 论文基本框架27-28
- 参考文献28-33
- 第二章 长江河口时空数据建模33-55
- 2.1 长江河口研究数据的现状和特征33-35
- 2.2 时空数据模型35-39
- 2.2.1 基本概念36-37
- 2.2.2 设计思想37
- 2.2.3 时空数据模型类型37-39
- 2.3 长江河口时空数据建模39-43
- 2.3.1 时空数据表达39-40
- 2.3.2 GeoDatabase模型40-41
- 2.3.3 面向对象的长江时空数据模型41-43
- 2.4 时空数据分析43-52
- 2.4.1 大通站水文特征分析43-49
- 2.4.2 岸线演变趋势分析49-51
- 2.4.3 冲淤分析51-52
- 2.5 本章小结52-53
- 参考文献53-55
- 第三章 基于ArcIMS的空间数据共享和发布55-78
- 3.1 实现平台—ArcIMS55-57
- 3.1.1 ArcIMS基本特征55
- 3.1.2 体系结构55-56
- 3.1.3 ArcIMS主要功能56-57
- 3.2 空间数据共享解决方案57-60
- 3.3 长江河口空间元数据60-68
- 3.3.1 研究现状61-62
- 3.3.2 空间元数据在长江河口研究中的作用62-64
- 3.3.3 长江河口空间元数据模型构建64-68
- 3.3.3.1 元数据标准64
- 3.3.3.2 元数据内容64-65
- 3.3.3.3 元数据获取和管理65-68
- 3.4 基于ArcXML的空间数据发布68-74
- 3.4.1 基本原理68-72
- 3.4.2 功能实现过程72-74
- 3.5 本章小结74-75
- 参考文献75-78
- 第四章 长江河口空间数据挖掘过程78-107
- 4.1 空间数据挖掘79-82
- 4.1.1 体系结构和基本过程80-81
- 4.1.2 空间数据挖掘方法81-82
- 4.2 粗糙集理论及应用82-88
- 4.2.1 基本概念83-85
- 4.2.1.1 知识表达系统83-84
- 4.2.1.2 下逼近、上逼近、边界区84-85
- 4.2.2 上游水文特征对冲淤的影响分析85-88
- 4.3 基于空间统计的空间关联规则挖掘88-100
- 4.3.1 空间关联规则88-89
- 4.3.2 实测数据的空间关联规则挖掘89-100
- 4.4 空间聚类分析实现冲淤状态显示100-103
- 4.4.1 空间聚类100-101
- 4.4.2 基于网格方法的冲淤聚类101-103
- 4.5 本章小结103-104
- 参考文献104-107
- 第五章 可视化技术应用107-124
- 5.1 空间数据可视化107-109
- 5.1.1 基本含义107-108
- 5.1.2 可视化过程108-109
- 5.2 空间数据质量检测109-113
- 5.3 水底地形可视化113-121
- 5.3.1 数字地形的表示113-115
- 5.3.2 基于DEM的地形表示115-118
- 5.3.3 动态显示岸线和地形演变过程118-121
- 5.4 本章小结121-122
- 参考文献122-124
- 第六章 结论124-127
- 附录127-130
- 致谢130
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