《基于空間場景相似性的地理空間分析》是我國第一部全面介紹相似性空間分析的學術專著,既包含了相似性空間分析的基本理論和方法,又有作者獨立的思考,既有相似性空間分析的傳統方法論,又有在當前大數據環境下的再思考。
《基于空間場景相似性的地理空間分析》共9章,第1章為緒論,第2章介紹相似性空間分析理論基礎,第3章介紹定性空間表達模型,第4章介紹空間場景相似性分析評價模型,第5章介紹基于相似性的空間分析系統,第6章介紹基于空間場景相似性評價的地址規范化,第7章介紹基于Hadoop空間場景相似性計算,第8章是數據密集型計算環境下的空間場景相似性計算探索,第9章是總結與展望。
《基于空間場景相似性的地理空間分析》可供對地理信息系統和空間分析感興趣的專業人員參考,也可作為地理信息科學專業的研究生教材。
隨著地理信息系統在各行各業的應用,地理信息系統已從少數地理學家的桌面走向企業和大眾。不同行業和領域在廣泛運用地理信息系統的同時,對地理信息數據的獲取手段和分析技術也提出了更高的要求。傳統的空間分析技術要求地理信息系統用戶必須具備較完整的地理信息數據庫的背景知識,用戶空間分析所得到的是和空間分析條件準確匹配的結果,獲取地理信息的數量和質量取決于獲取者對地理信息系統數據的了解、熟悉程度,用戶對地理信息數據庫和相關地理信息知識的了解程度越高,用戶所作的空間分析就越能得到準確的結果,就能獲得越多越詳盡的地理信息知識。然而,大部分的地理信息系統用戶都不具備足以完成他們所期望的地理空間分析所需要的完備知識背景,地理信息系統亟須新的理論和方法來改進地理信息數據的獲取和分析手段。
地理事物和地理現象之間存在相似也存在相異;相似是宏觀的,相似對于人類認識客觀世界具有更大的推動力。相似性科學是以相似性現象和相似系統為研究對象,主要研究自然界、人類社會、工程技術和認知思維中相似性規律及其應用的科學,具有從理論上認識相似性、分析相似性,到實踐上應用相似性、創造相似性的完整科學體系。相似論是思維科學的理論之一。它的目的在于研究自然界、人類社會和思維領域廣泛存在的相似運動、相似聯系與相似創造規律。相似性科學不僅研究相似現象,還注重認識相似性和相似系統(尤其是系統相似性),探索相似性的由來,闡明相似性形成原理和演變規律,分析度量相似性,進行系統相似性規律及其應用研究。
本書提出將相似性科學的理論和方法論引入到地理空間分析中,全面分析了相似性在地理空間分析的各個階段中的表現形式,提出了相似性度量和計算的方法,分析并研究了基于相似性的空間分析的關鍵技術:提出了一種在格網條件下的集定性空間專題、定性空間形狀、定性空間拓撲關系、定性空間方向關系、定性空間距離關系表達于一體的多層次定性空間表達模型,該模型符合人們對地理空間事物的認知和表達習慣,并能夠將復雜的定性空間表達和空間關系計算轉換為標準的SQL語句查詢,降低了計算復雜度,提高了查詢效率;提出了多因子空間相似性評價模型和實現方法,使空間相似性評價操作更簡便;改進了對Null值相似性比較的處理,使之更符合實際應用情況;全面研究了基于相似性的空間分析的理論和關鍵技術,重點研究了空間專題相似性、空間對象相似性、空間場景相似性等;結合農業種植生產實踐應用研發了一套基于相似性的空間分析系統。最后探討了在大數據背景下空間場景相似性的計算方法。
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序
前言
第1章 緒論
1.1 研究背景及現狀
1.1.1 空間分析
1.1.2 相似性理論
1.1.3 相似性在地理信息系統中的應用
1.1.4 定性空間表達
1.2 空間場景相似性空間分析的研究意義
1.2.1 傳統空間分析存在的問題
1.2.2 解決思路
1.2.3 基于相似性的空間分析技術框架及關鍵技術
1.2.4 研究的理論意義和應用價值
1.3 本書的目的
1.3.1 研究目標
1.3.2 研究內容和關鍵技術
1.3.3 本書的整體思路
1.3.4 本書內容安排
參考文獻
第2章 相似性空間分析理論基礎
2.1 相似性的特征
2.2 相似性分析
2.2.1 相似性分析方法
2.2.2 相似性度量
2.2.3 幾種常見的相似性度量計算方法
2.3 相似性應用
2.4 相似性與模糊集
2.5 相似性與信息系統
2.6 相似性與地理信息系統
2.7 空間分析與空間相似性
2.7.1 空間分析
2.7.2 空間相似性
2.8 相似性與大數據
2.9 本章小結
參考文獻
第3章 定性空間表達模型
3.1 定性空間表達與推理
3.2 定性空間表達模型
3.2.1 定性形狀描述模型
3.2.2 定性空間拓撲關系模型
3.2.3 定性方向關系描述模型
3.2.4 定性距離描述模型
3.2.5 定性空間表達的含糊性、不確定性和粒度特征
3.2.6 定性空間表達的多尺度和多層次特性
3.2.7 現有定性空間表達模型存在的不足
3.3 基于格網的多層次定性空間表達計算模型(GHO)
3.3.1 GHQ定性空間表達框架
3.3.2 GHQ模型的特點
3.3.3 GHQ的實現
3.3.4 GHQ模型與現有模型的比較
參考文獻
第4章 空間場景相似性分析評價模型
4.1 專題的空間相似性分析
4.1.1 專題的空問相似性
4.1.2 在格網條件下的專題空間相似性度量
4.2 空間語義的相似性
4.3 空間場景的相似性
4.3.1 空間對象的相似性研究
4.3.2 空間形態的相似性研究
4.3.3 空間關系的相似性研究
4.4 多因子空間相似性分析評價模型
4.4.1 空間相似性評價模型的特征
4.4.2 多因子空間相似性分析評價建模
4.4.3 多相似性因子權值的確定
4.4.4 多因子空間相似性評價模型舉例
參考文獻
第5章 基于相似性的空間分析系統
5.1 基于相似性的數據處理
5.1.1 空間數據和非空間數據的格網化
5.1.2 面向特定領域的地理語義網
5.1.3 Null值的相似性比較處理
5.2 基于相似性的空間分析
5.2.1 約束條件度可控擴展
5.2.2 基于相似性的空NS,}析計算
5.2.3 空間分析相似度計算
5.2.4 分析結果過濾和呈現
5.3 基于相似性的空間分析系統框架
5.4 基于相似性的空間分析系統實現
5.4.1 開發環境
5.4.2 系統主要功能
5.5 案例分析
5.5.1 空間分析在農業種植生產管理中的應用
5.5.2 案例分析
5.6 對比分析
參考文獻
第6章 基于空間場景相似性評價的地址規范化
6.1 概述
6.2 技術路線和方法
6.3 實驗數據及結果分析
6.4 小結與討論
參考文獻
第7章 基于Hadoop空間場景相似性計算
7.1 概述
7.2 基于網格的空間關系相似度評估
7.3 空間場景相似度的評估
7.4 基于MadReduce的空間關系相似度評估
7.4.1 空間場景相似度評估的計算復雜度分析
7.4.2 基于網格的空間場景相似度評估是一種典型的MapReduce計算
7.5 Hadoop上的應用實現
7.5.1 數據預處理
7.5.2 HBase扣的概念模型
7.5.3 數據局部性
7.5.4 實驗設置
7.5.5 執行流程
7.6 實驗評估
7.7 結論
參考文獻
第8章 數據密集型計算環境下的空間場景相似性計算探索
8.1 背景
8.2 研究目標和內容
8.2.1 需要解決的關鍵技術問題
8.2.2 研究方案
參考文獻
第9章 總結與展望
附錄A
附錄B
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