试论地学信息图谱思想的内涵与传承

地学信息图谱是陈述彭先生倡导的重要理论探索领域。本文根据先生的相关文献和论述,探讨了地学信息图谱思想的内涵,认为图谱是许多领域都采用的表达和分析的方法论,地学图谱是针对地学领域地学现象和过程的图谱,地学信息图谱则强调在地理信息系统支持下,通过定量地学信息（地学数据库）和地理计算实现的地学图谱,以期通过运用地学图形语言进行地理时空表达与分析,用于描述人与自然和谐相处的规律,反演它的过去,评估它的现状乃至预测它的未来。地学信息图谱思想的提出与陈述彭先生的职业生涯密切相关。他青年时期的坚实地理学基础,中年时期将综合地理和地图设计紧密结合的实践,晚年时期对遥感与地理信息系统的引领,促使他集一生在地理科学研究中的丰富理论、方法、技术成果积淀,开辟了这一探索性的地学研究新领域。地学信息图谱是陈述彭先生留给后来者的科学问题。为此,作者根据新近相关领域的研究进展,提出了未来可能的研究方向：全息地图的发展是地学信息图谱表达的重要基础,并有助于进一步发现新的地学现象和新的地学规律。遥感对地表信息的“谱”探知要以地理学“图”分析思想为支撑,它将最终回归于对复杂地表分布与内在发生机理等地理学核心问题的回答。地学信息图谱的认知以人地关系为中心,以实现从客观地理空间到虚拟空间的人地关系新认知构建一套认知理论。地学信息图谱的目标是辅助发现与利用新的地学知识,为实现自动化、智能化的地理知识图谱奠定理论与方法基础。     

地学信息图谱方法研究的框架

本文对地学信息图谱方法从地理学的角度提出了概念性的框架 ,认为图谱研究不仅仅局限于表现 ,而且更重要的是一种分析方法。地学信息图谱是图形、方法和认知三者的综合与统一。讨论了对地学信息图谱概念的认识。然后从中国古代的风水理论和地图学 ,以及物理学和生物学方面分析了人类在使用图谱方法上的借鉴意义 ,最后从哲学、理论和技术的层面上分析和论述了地理学存在的问题 ,指出将分析与综合紧密结合在一起的整体综合思想 ,是地学信息图谱方法的哲学基础。地学信息图谱的内容将是联结地理学传统理论和地理信息系统之间的“纽带”。作为地学信息图谱研究的起步工作 ,地理学在区域地理单元及其等级体系 ;主要地理要素的遥感影像特征分析 ;地学信息图谱的表达方法三方面的进展将会使地学信息图谱的研究获得更清晰的思路。     

地学信息图谱思想与实践探索

本文回顾和综述了陈述彭院士关于地学信息图谱的学术思想,该学术思想来源于陈先生的科学实践。他提出了地学信息图谱的相关概念及其类型体系,地学信息图谱是地学图谱与现代信息技术结合的产物。地学信息图谱的核心在于发现地学时空知识和规律,并能为社会经济建设提供应用服务。按研究对象划分为地学各分支学科的信息图谱和各行业的信息图谱,按功能划分为：征兆图谱、诊断图谱和实现图谱。陈先生发展了地学信息图谱生成的技术方法,提出了地学信息图谱的工作流程,促进了地学信息图谱在经济社会发展中的应用。陈先生指出了发展地学信息图谱的创新方向：创新地学大数据获取技术方法,提升地学信息图谱生成智能化与自动化水平,促进地学信息图谱应用的深度和广度。陈先生指出网格地图是地学信息图谱的重要基础。该思想至今对推动地球信息科学的发展及其在解决国家重大战略需求方面,仍然具有重要的指导意义。总结了在陈先生地学信息图谱思想的指导下,在地学信息图谱方面的一些实践探索和结果,包括：发展了基于知识发现的专题信息提取和多数据多知识协同的精细地表要素获取的技术方法,提高了水体、绿被、积雪和城乡聚落提取以及精细土地利用和精细植被类型信息获取的自动化水平和效率;拓展了时空变化图谱的研究和应用,提升了时空变化图谱生成的智能化水平和效率;地学信息图谱在社会经济发展、生态建设、环境保护和灾害风险防控等方面的应用实践已展示出了巨大前景。最后,结合新时代共建全球人类命运共同体和地球科学国际化的重大战略需求,提出了开展全球地学信息图谱关键技术与应用研究,以期实现地表大观测到大数据,再到大知识大应用的提升转化,支撑地表治理体系和治理能力的现代化,提升地学服务经济社会发展的水平和能力,彰显学科特色与优势。     

中国自然景观综合信息图谱研究

地学图谱是用可视化形式 ,有规律的图形来表现空间信息 ,地学信息图谱是计算机化的地学图谱 ,是地图可视化的一种新形式。中国自然景观综合信息图谱是地学信息图谱研究的一个重要内容。本文首先介绍了自然景观信息图谱的基本概念 ;然后探讨中国自然景观综合信息图谱设计与提炼的技术路线 ,以及中国自然景观综合信息图谱与自然景观单要素信息图谱的提炼方法 ,并给出具体实例 ;最后简要介绍了中国自然景观综合信息图谱信息系统的研制。通过对中国自然景观综合信息图谱的设计与提炼 ,探讨了地学信息图谱的研究思路和技术路线 ,为地学信息图谱的进一步研究 ,提供了可借鉴的方法。     

遥感信息图谱计算的理论方法研究

遥感应用的本质是投入专业知识从对地观测影像中提炼专题信息,并以之服务于各类分析与决策的过程。其中,信息计算是整个遥感应用服务技术链的基底。本文在传承地学信息图谱理论的基础上,提出了遥感"图-谱"信息耦合的空间认知理论,构建了"像元-基元-目标-格局"为一体的遥感信息图谱计算的理论方法体系,将其分为"像元级"和"对象级"两个层次,并阐述了高性能计算环境支持下,遥感信息图谱计算平台的设计开发思路及目前研发进展,总结了遥感信息图谱计算的发展趋势和重点研究问题。     

地学信息图谱的研究及其模型应用探讨

地学信息图谱系以遥感与地理信息系统等新技术 ,充分发挥人脑的形象思维能力来解决资源环境问题。它是地学思维在新时代下的新发展 ,在地学研究中有重要的理论和实践意义。文章着重分析了地学信息图谱研究近况 ,并结合生态系统综合评估 ,论述了地学信息图谱在该领域的应用。     

空间异质性定量研究方法

空间异质性是景观生态学定量化研究的核心,其定量研究方法包括景观综合图、数学模型和地学信息图谱.本文概括总结了景观综合图的内容和定量化指标,分析了这种定量化方法的优势和局限;对数学模型的复杂性、优点和与景观综合图的互补性作了简要分析,指出了数学模型研究需要进一步探讨和重视的问题;通过对地学信息图谱三个阶段(景观制图实验,图谱概念的提出和地学信息图谱理论的形成)的回顾和对其特点的分析,我们认为地学信息图谱综合了景观综合图和抽象的数学模型可以提供的互补信息,吸收了两者的优点,是空间异质性的综合定量研究方法.     

《地学信息图谱探索研究》出版

《地学信息图谱探索研究》是中国科学院陈述彭院士主编 ,于 2 0 0 1年 1 2月由商务印书馆出版的新书。它是 2 1世纪信息时代一部高水准的地学图谱的创新著作。全书内容主要是按照陈述彭教授 2 0世纪 90年代提出的“地学信息图谱”新概念总结的 ,是一部在理论实践上既继承中国传统特色的 ,又超前的、独创的实践论著。该书的出版发行势必推动现代地图学和数字地球的全新发展 ,对信息社会产生深远的影响。为此该书是一项拓展图谱科学的重大成果 ,具有重要的科学实用价值。该书论述了地学信息图谱的科学内涵、主要类型 ,并结合实例揭示如何在大型空间数据库支持下开展地学信息图谱的构建及其应用。     

区域生态环境综合信息图谱的分类与案例分析——以福建省为例

生态环境图谱类型的划分是自然资源合理开发利用和治理及地学信息图谱研究的基础。该文采用系统分析的思路,在总结对比分析前人对土地利用/土地覆被、植被、地貌、景观以及生态环境等的分类研究的基础上,依据地学信息图谱的方法论,借助遥感和地理信息系统等技术,构建生态环境综合信息图谱分类的系统,并以福建省为例,提出福建省生态环境图谱的分类系统。     

土地利用演化信息图谱的研究——以北京市顺义县为例

自 1998年陈述彭先生提出地学信息图谱这一新概念来 ,国内已有许多学者做了不少地学信息图谱的研究工作 ,但对“地学信息图谱”的研究 ,利用遥感图像开展地区时间系列的发展研究还是新的探讨。     

福建生态环境信息图谱数据库系统设计与实现

本文在福建省生态环境基础信息图谱,各类型单元的归并与属性信息的提炼,定量指标确定的基础上,设计研制了福建生态环境综合信息图谱数据库系统。同时探讨了生态环境综合信息图谱和属性数据双向查询与检索, 以及在不同尺度下显示图谱空间格局与属性数据的关联查询。     

虚拟现实二次开发平台的研究与实现

遵循二次开发的基本理论采用组件式开发方式建立了一个虚拟现实二次开发平台,系统较为完整地处理了模型显示、用户视点变换以及光照设置等三维场景绘制的关键技术,并以事件驱动的方式在程序基本框架内实现了代码的植入,能以可视化方式快速地实现场景绘制代码的编写工作,对降低三维程序的开发难度,提高虚拟现实产品的研发能力有重要的意义。     

城市形态信息图谱的理论框架与案例分析

本文主要对城市形态信息图谱的理论框架构建进行研究,并通过具体案例实践进行理论框架解析.首先,从城市形态的本体特征、层次结构、驱动机制三方面探讨城市形态的本体论,归纳总结城市形态本体;其次,从认识论角度对城市形态进行剖析,得出对于城市形态,应遵从系统论的认识;再次,在方法论的层面,通过对城市形态诸多方法进行探讨与比较,得...     

基于组件GIS的精准水稻种植信息系统的开发

组件式软件开发已经成为当今软件技术的潮流之一,基于COM的组件式GIS开发技术近些年来广泛应用于GIS工程中。精准农业(PA)是GIS、GPS、RS等信息技术综合在农业生产中的典型应用,这一应用需要集成的信息处理系统软件支持。本文就上海精准农业试点中的配套软件“精准水稻种植信息处理系统”(PRC/INFOV1.0)的研制过程对组件GIS的开发与集成技术进行探讨。     

山东省基础地理信息数据库管理系统升级技术分析及关键点研究

在"十一五"、"十二五"基础地理信息数据库管理系统的建设经验的基础上,通过构建的全新一代基础地理数据库管理系统,实现了技术系统与数据资源保障能力的全方位升级。围绕"十三五"新型基础测绘数据,实现对多尺度,多类型、多生产标准、多时相的数据集中存储、统一管理。基于全新的自主化底层平台,实现对上层管理、应用能力及效率的升级。基于混合更新模型的数据库更新与自主化制图平台的数据库快速制图等关键技术,实现了数据的多时态、增量化存储,大大提升了生产效率与产品质量。为其他省份新型基础测绘数据库管理系统建设提供参考。     

海口市空间信息服务平台设计与实现

随着城市建设的发展,政府各部门、企业、公众对于基础地理信息的需求越来越多,各个城市纷纷建设基础地理信息服务平台.本文简要介绍了海口市空间信息服务平台的设计思想和系统功能,分析了平台建设的关键技术、安全体系设计和网络化服务模式,并对平台运用进行了初步探索.     

夏津县国土空间基础信息平台系统设计及关键技术

本文结合夏津县自然资源信息化工作实际需求,充分利用该县现有的规划和国土资源大数据中心建设成果,对该县国土空间基础信息平台的总体架构设计、数据库设计以及功能设计进行了介绍,重点探讨了平台建设中应用到的基于大数据的空间数据管理、基于微服务架构和云服务管理支撑、统一门户管理和统一运维管理三项关键技术,解决了空间数据高质量管理和应用、业务应用的多变性、系统应用安全等相关难点。平台经试运行测试,系统功能完善、运行稳定,能满足全县自然资源和规划系统业务应用需求,大大推进了全县自然资源数据更新维护机制,实现了自然资源数据共建共享和政务办公高效集约自主化,为其他地区国土空间基础信息平台的建设提供参考。     

基于MapObjects的旅游GIS开发应用——以圆明园为例

旅游信息系统的出现为旅游业繁杂的数据管理,多元成果展示和空间数据分析提供了最为快捷、方便和准确的方法和手段。本文以圆明园风景区为例,以组件式地理信息系统软件为基础平台,在分析MO特点和应用的基础上,论述了利用MO控件设计和开发旅游地理信息系统的方法并结合VB语言定制开发了圆明园旅游信息系统。该系统是在专业GIS工具系统的功能支持下,结合旅游部门空间信息管理、分析和决策的实际需要,探索传统旅游信息发布管理方式与GIS技术进一步结合的关键技术问题,开发了地图漫游,属性查询、统计分析,公共信息检索、园区管理等实用性功能,为实现旅游信息的多源、实时、动态、形象管理提供了快速有效的技术途径。     

基于VxWorks的RapidIO互连系统的设计与实现

RapidIO高速串行总线作为新一代嵌入式系统互连总线,具有高速度、低延时、高可靠性等特性,同时能够很好地适应高速互连协议的规模化应用的要求。RapidIO互连架构是一个开放的标准,可应用于连接多处理器、存储器和通用计算平台。介绍了RapidIO互联体系的层次、主要协议以及系统拓扑结构,在MPC8548E处理器及Tsi578交换芯片组成的RapidIO互连系统硬件平台上进行基于VxWorks操作系统的RapidIO驱动开发,实现Ra-pidIO的主要功能,如读写、消息传递、门铃事务等,验证了RapidIO的基本功能。     

地球信息科学技术在国土空间规划中的应用研究进展

国土空间规划是高质量发展的空间蓝图,地球信息科学技术改变了国土空间规划的方式,其强大的数据获取、分析、预测和管理能力为国土空间规划提供了数据、方法和平台支撑,提高了国土空间规划的科学性和可操作性。本文综合运用文献调研、归纳和对比分析等方法,试图在分析国土空间规划编制、实施和监管的全流程以及国土空间规划公众参与和智慧化转型需求的基础上,系统阐述地球信息科学技术在国土空间规划中的应用研究进展,主要集中在3个方面：① 地理空间数据、遥感数据和社会经济大数据为国土空间规划提供了数据基础;② GIS分析方法、地理模拟方法和人工智能方法为国土空间规划提供技术支撑;③ GIS平台、云计算和城市智能平台等技术方法推动了国土空间规划的智慧化转型。随着2021年我国国土空间规划体系的基本建立,未来应关注智慧化规划技术和方法在农业空间和生态空间的应用、构建智慧国土空间规划的技术体系,并进一步提升国土空间规划的智慧化水平。