智能化海量空间信息分析与地图制图软件包IMAT 设计及构建

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张维理

作者： 张维理

作者机构：

关键词： 智能制图工具;大数据;农业;环境

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2014 年 47 卷 16 期

页码： 3250-3263

收录情况： CSCD

摘要： 【目的】在农业与环境研究领域，受研究条件和手段限制，多数研究实际上只能集中于点过程、局部地区或某一时段问题，只能关注某些特定主题相关现象和机制。由此产生大量分散数据。通过坐标关联可以对原先在各自独立研究中获取的不同类型数据与证据进行关联，这种连接可能赋予原先所认知的过程以新的涵义。海量空间数据分析方法能够从多渠道、多角度获得对事物的认知，并能够利用新的数据与证据不断修订假设。大数据分析的主要难点是海量空间信息不仅体量大，还要根据数据异质类型进行差异化抽提、整合和表达，难以采用现有主流软件工具，针对这一问题，本研究旨在创建一个能够以自动化和人机交互方式对异源、异质海量空间信息进行抽提、整合与大尺度、大比例尺专题图表达的专用工具——智能制图工具（IMAT）。【方法】采用海量空间信息分析方法中的流程设计与软件设计原则构建IMAT。总设计由系统体系架构设计、系统数据支撑平台设计、模块与组件模型设计3部分组成。程序采用C#为编程语言，以NET Framework4 Extended为软件开发环境，同时调用制图软件包ArcGIS、数据库软件包Access与界面制作软件包DotNet Bar控件。【结果】IMAT含38个独立功能模块，覆盖了对农业与环境领域产生的海量空间信息进行抽提与制图表达所需主要功能，各模块既可独立进行某项特定数据分析与处理，例如，海量信息调用、存贮、空间要素统计、分类码审核、赋码、要素筛选、数据整合、制图表达等，也可通过多模块组合，完成一项比较复杂的数据抽提与表达任务，弥补了国内外主流数据库软件包与专业制图软件包与在处理海量空间信息方面的功能缺失。IMAT数据分析对象为海量空间数据库。在进行数据分析时，IMAT能够根据研究目标设定对各异源、异质、异构库进行信息抽提的规则，并以自动化、批量化方式完成海量空间信息的逻辑结构与存储结构整合；在进行制图表达时，IMAT能在全图设定分幅图差异化要素抽提规则，并以智能化、自动化、人机交互方式完成由多图幅组成的大比例尺专题图全图的视图表达。【结论】在对农业与环境主题相关海量空间信息进行分析时，IMAT既适用于土壤类型、土壤质地等以多等级分类系统表示的专题要素，也适用于土壤养分含量、土壤污染物含量、面源污染排放指数等以量化分级指标表达的专题要素；既可用于对多专题要素与图层的综合性信息抽提与复合性制图表达，还能用于进行不同比例尺、不同分幅类型的可视化地图制图。IMAT设计中采用组建化模块与模型设计构筑系统体系架构，提高了设计与研制效率；利用函数化的海量空间数据集四元表达式作为IMAT系统中各空间数据库接口文件，使得IMAT各模块均能够接受和处理处于数据整合与表达进程不同阶段的异质、异构海量空间信息，从而实现了各功能模块的可装配性，分析人员能根据数据抽提、整合和表达目标选择并灵活组合适宜的功能模块。

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