（1）高性能地學計算平臺

研究利用云計算188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、云架構、云服務、云存儲技術和 SOA模型構建高性能地學 計算系統體系結構188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，通過虛擬化、資源池化、高性能計算等技術手段為地學計算 提供高性能188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、高可用、高彈性188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、高并發的計算和處理平臺，滿足地學計算、海量 時空數據操縱和虛擬現實表達的資源需求188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，解決了地學計算和應用對數據規模與高效處理需求188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。 高性能地學計算平臺主要在智慧城市、位置服務、地學模擬分析、海量遙感數據處理等領域應用188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。

（2）地理空間信息智能服務平臺

面向分布式計算、大數據管理的背景需求和地理信息產業化，研究基于網絡 的地理信息服務系統，構建面向專業化、安全應用的基于B/S、C/S模式的網絡地 理信息服務平臺；利用3G和4G網絡通訊技術188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、GPS、無線定位、室內定位、GLON ASS與北斗等定位技術以及HTML5技術，研究移動地理信息系統（MGIS）服務機制188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、 與地圖相關的位置深度服務機制188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、并行計算環境下地理信息數據挖掘和知識發現 算法，提高海量數據的并行和快速處理效率，提高地理信息智能服務水平。

（3）地理空間數據獲取與處理技術
研究地理空間數據的數據獲取與處理的方法和過程，研究地理信息的基礎與 誤差處理、數字測圖、地圖數字化、基于攝影測量的立體影像數字化測圖、遙感 圖像處理與模式識別188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、三維激光測量與地物提取、數字高程模型建立188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、矢量數據 處理188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、柵格數據處理與矢量化、地物三維建模和水深測量等方法。
1）高精度實時動態測量
利用GNSS188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、CORS系統、RTK和INS等先進動態測量技術，以精密單點定位技術 (Precise Point Positioning, PPP)與GNSS/INS組合導航系統為研究對象,研制 高精度實時動態測量系統，實現實時或事后地獲取高精度的位置188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、速度、加速度188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、 姿態和時間信息，廣泛應用于陸地、海面或航空中的導航和測量。
2）激光雷達測量及三維建模
激光雷達（Light Detection And Ranging，LiDAR)系統是利用激光測量物 體幾何和物理屬性的高科技系統，它集成了激光掃描儀、GPS定位裝置188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、IMU慣性 測量單元、超大相幅彩色數碼相機。工程中心配備了先進的RIEGL VZ-1000激光 掃描儀188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、POS系統和攝影測量工作站，主要研究地面激光掃描數據的高精度自動 配準、海量點云數據的自動處理與實時渲染，以及融合點云和影像的建筑三維模 型重建等。
3）無人機高精度航空攝影測量
集成無人駕駛飛行器技術188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、遙感傳感器技術、遙測遙控技術188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、通訊技術188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、G PS 差分定位技術和遙感應用技術188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，研制具有自主知識產權的無人機航空攝影測 量系統，實現國土、資源、環境等的空間遙感信息快速獲取188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，利用高性能計算平 臺進行無人機遙感數據處理從而實現自動化、智能化、專題化建模和分析。通過 研究無人機航攝影像的自動匹配、影像的自動相對定向和絕對定向188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、基于多視影 像的三維密集重建、影像正射糾正和拼接，滿足城市與村鎮大比例尺測繪、環境 監測與應急響應等需求。
4）傾斜攝影測量技術
傾斜攝影測量技術克服了正射影像只能從垂直角度拍攝的局限188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，通過在同一 飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、四個傾斜等五個不同的角度采集 影像，實現了城市建筑模型批量自動構建：一方面它使城市建筑三維建模成本大 降低188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录；另一方面它能真實、快速188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、精確再現城市三維，將用戶引入了符合人眼視 覺的真實直觀世界，建立城市時空數據庫成為可能。研究多視影像密集匹配、多 視影像聯合平差188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、數字表面模型生成和真正射影像糾正和多傳感器數據無縫

（4）地理空間數據可視化技術
可視化是一種將抽象符號轉化為幾何圖形的計算方法188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，以便研究者能夠觀察 其模擬和計算的過程和結果?？梢暬▓D像的理解和綜合188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，也就是說，可視化 是一個工具188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，用來解釋輸入計算機中的圖像數據和根據復雜的多維數據生成圖 像；它主要研究人和計算機怎么協調一致地接收188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、使用和交流視覺信息188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。在地理 信息科學中，可視化應用主要體現在四個方面包括位置數據的探索、已知數據的 分析188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、分析結果的綜合和表達或傳輸新的地理空間知識188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。
工程中心運用高性能計算機實現二、三維可視化功能，在二、三維可視化技 術方面進行大量研究工作，在二維地理空間數據制圖、三維建模、三維可視化、 三維分析方面取得了部分成果。在三維環境下將空間信息管理、地學解譯、空間 分析、地學統計與預測、三維圖形可視化等技術相結合188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，實現計算可視化188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、分析 可視化、過程可視化、結果可視化和決策可視化，實現城市空間信息的準確真實 表現188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，服務于城市空間信息的決策與分析。

（5）分布式海量地理空間數據管理
針對位置服務188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、智慧城市和地理計算等應用領域對大數據與復雜地理時空分 析的需求188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，研究基于超級計算與云架構的高性能188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、可擴展的地理信息系統體系架 構188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录；研究面向知識關聯的地理空間復合對象數據模型，海量、多源188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、多維和多尺 度時空數據分布式組織管理188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、時空知識表達推演和應用。
基于Oracle等數據庫管理系統構建網格化空間數據管理平臺，利用分布式和 并行計算技術建立分布式空間數據引擎，實現任務調度188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、空間數據分片188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、分布式 空間索引、并行插入、并行查詢、并行更新和并行刪除等功能188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。

（6）地理空間數據分析與挖掘技術
1）空間數據挖掘 數據挖掘是一個由數據庫、人工智能、數理統計和可視化等多學科與技術交叉、滲透、融合形成的交叉學科。地理空間數據挖掘(Geospatial Data Mining)
是數據挖掘的一個研究分支，即從地理空間數據庫中挖掘時空系統中潛在的、有 價值的信息、規律和知識的過程188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，包括空間模式與特征188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、空間與非空間數據之間 的概要關系等。數據挖掘可以用來模擬事物的一種變化方式，通過一些先驗的知 識或樣本來判斷事物未來的發展狀況或某種狀態188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。地理空間數據挖掘則可以作為 一種可用的科學方法來解決一些地學相關的問題，對地學狀況的變化作出分析和 預測188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，這些分析很多都是基于對空間分析的基礎上的188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，因此地理空間數據挖掘的 根本是事物的空間特性，例如方位、距離188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、拓撲關系等等188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。地理空間數據挖掘主 要研究內容：地理空間數據挖掘主要研究內容：①地理空間統計方法；②地理空 間聚類方法；③地理空間關聯分析188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录；④地理空間分類與預測分析和異常值分析等。
2）空間分析與平行計算 研究海量地學數據分析、處理與應用中的計算理論188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、問題求解算法及其實現
技術，主要是多核節點中并行數據挖掘方法188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，建立單芯多核并行空間數據挖掘算
法集。研究分布式環境中的并行數據挖掘算法集188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。按以上兩類研究大數據的空間 數據統計并行算法，包括網絡分析、空間聚類、相關性分析（線性、自相關）、 主成份分析、層次分析、空間變異等。研究回歸和插值的并行算法，包括一元線 性回歸分析、多元線性回歸分析、非線性回歸分析、空間回歸分析188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、確定性插值、 地統計插值等并行技術。

（7）地學過程模擬技術
地學過程模擬是應對全球變化188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、減災防災、環境治理188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、城市建設與規劃必不 可少的科學支撐。利用地學觀測數據、研究地學過程數學模型、在超級計算機上 進行大規?？茖W計算，認識和再現地理現象過去和當代狀況，并預測未來188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。通過 對地學過程的模擬與擬合188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、監控、推演和時空分析，揭示人地空間布局的時空變 化規律188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，提高人們決策的科學性188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。
工程中心運用智能模擬技術，在面向城市發展過程、應急災害等地學過程方 面開展了大量研究，在人群疏散、洪水演進等方面取得了部分成果。糅合空間數 據獲取與處理188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、空間數據可視化、空間數據管理、空間數據分析與挖掘方法實現 了城市發展過程的模擬、監控、推演和時空分析188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，提高了城市決策的科學性，解 決天津市城市發展面臨的環境污染、交通擁堵、減災應急188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、生態保護等問題。

（8）地理空間知識及推理
以智能GIS和智慧城市知識挖掘為應用牽引188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，依據數據、信息、知識、智能 的一體化的知識轉換原理，基于詞計算和IT2 FLS研究地理空間知識的表達、分 析和推理機理188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。主要研究多尺度、多層次下不同粒度的空間知識分類和表達；研 究定性空間知識分析，進而研究不同場景188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、不同門類空間知識的推理機理；揭示 地理空間知識推理的規律188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，探索地理空間知識分析188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、推理和數據挖掘的理論和方 法188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，為智慧GIS的空間知識表達188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、分析和推演奠定理論基礎188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录。

（9）地理信息工程技術
GIS的開發建設和應用是一項系統工程188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，包括地理空間數據獲取和軟件開發 兩大部分188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录，涉及到系統的最優設計、最優控制運行188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、最優管理，以及人、財、物 資源的合理投入、配置和組織等。地理信息工程技術研究內容包括項目可行論證 分析188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、項目需求分析、項目設計、項目實施管理188金宝搏亚洲体育-188金宝搏亚洲登录、系統測試技術、地理信息標準 和工程質檢方法。