面向对象的地理实体时空位置多粒度表达

同一地理实体在不同的时空粒度下会表现出相异的位置动态变化规律。近年来,如何对地理实体在不同时空粒度下的时空位置进行组织和表达成为GIS研究的热点之一。本文基于面向对象的思想,设计了“三级空间”和“0-1位置变化序列”,并由此提出一种地理实体时空位置的多粒度表达方法。在实体时空位置的多粒度描述方面,对于任一地理实体,空间维度上构建一种具有不同空间粒度的“全局—相对—对象”三级空间;时间维度上将不同时段或时刻转换为一系列不同时间粒度的离散时间点。在实体时空位置的多粒度存储组织方面,将地理实体时空位置的变化过程划分为不同阶段,对该实体在不同时间点下的空间位置信息设置不同的存储方式,可合理减少信息冗余。在实体时空位置的多粒度转换方面,提出基于三级空间的递进认知、时间点与时段之间快速转换等策略,初步实现了地理实体时空位置在不同时空粒度下的转换。该方法可有效地描述地理实体在可变时空粒度下的时空位置,为时态GIS和多粒度时空数据库的建立提供参考。     

基于大数据的疫情地理传播与网络舆情时空关系研究

疫情地理传播与网络舆情之间的时空关系对于开展突发疫情应对具有重要意义,是国家新型城镇化与发展全球化的重要课题。利用H7N9突发疫情感染人数、网络舆情关注数、网民人数、地理行政区划等数据,应用大数据分析与地理可视化方法,对疫情地理传播与网络舆情时空关系进行了研究。结果表明,疫情地理空间传播与网络舆情传播之间存在潜在的时空关系,主要表现为突发疫情引起的网络舆情的空间分布与现实疫情事件的地理空间分布特性具有总体相似一致性和局部偏差性。疫情传播与其引起的网络舆情传播的数量特性、时间特性、地理区域特性具有整体一致性;网络舆情反映疫情地理分布具有局部偏差性。     

网络化地理空间的元胞自动机群体时空格局仿真模型研究

计算机网络的出现,显著地改变了地理空间的相关性。在网络化地理空间中,相关事件、现象、消息的特定网络信息流达到一定程度时,可能引发并塑造群体的特定时空分布格局。因此,针对网络化地理空间特性,基于元胞自动机模型,构建了网络化地理空间元胞自动机仿真模型。仿真实验结果表明：(1) 网络化地理空间中,元胞群体意见存在5种分布;(2) 元胞在空间上呈现出聚集的时空分布格局。研究结果将有助于理解网络化地理空间中针对特定事件、现象、消息的信息流对群体时空分布格局的影响,为网络环境下特定事件、现象的群体时空分布格局分析提供依据。     

地理学视角下地理信息的分类与描述

地理学是一门研究各种地理要素的时空分布、演化过程,以及相互作用机制的综合性学科。随着现实世界从二元空间向三元世界的演进,对地理信息内涵的理解、表达和挖掘亟待进一步加深与扩展。现有以“位置+几何+属性”的地理信息表达模式难以支撑各种地理要素及其规律的表达。本文从地理学视角出发,立足三元世界理念,梳理了信息要素及其转变成地理信息的过程,形成了以时间、地点、人物、事物、事件、现象和场景“七要素”的信息表达体系,并从地理语义、空间位置、几何形态、属性特性、要素关系、演化过程、作用机制7个地理维度上对其进行解读。实现了地理学视角下对地理信息内涵的全方位分类和描述,为面向地理学综合集成研究的地理信息多维描述与计算分析提供理论支撑。     

地形场景的地理空间认知与内容表达

地球表面空间承载着诸多地理实体,随着时空大数据时代的到来,以还原论为基础、以独立分层建模为特征的传统信息描述方式越发难以描述地形及其关联环境要素所具有的海量信息、产生的复杂相互作用和呈现的时空变化规律,相关研究亟需以系统和整体的角度考察研究对象。针对这一问题,本文从场景学的视角对地形本体及关联环境要素的内容和相互作用开展系统的地理空间认知,提出了地形场景的概念,用于整体性地描述地形场景中的实体、联系与时空变化过程;分析了地形场景的要素构成和逻辑结构,使用时间、地点（空间）、事物、事件、现象为核心的更加整体化、语义化和逻辑化的要素对地形场景进行描述;对地形场景对象及其信息的内容构成进行解析和整理,创建了以“要素-对象-信息”为核心的结构描述框架,并对地形场景未来的发展与可能的技术应用进行了展望。地形场景的提出是场景学概念从整体表达朝向整体研究的一次探索,为进一步进行地形问题的场景化求解和表达奠定基础。     

GIS空间分析技术在地理数据处理中的应用研究

地理空间数据GIS的处理中,空间分析是其分析、模拟、预测和调控过程的基础理论和技术。空间分析大量时空模型的建立与应用是地学分析区域性或全球性地理问题的重要手段,是新的挑战和机遇。作者从空间分析的定义及空间分析的应用研究出发,认为现代地理学的应用离不开空间分析的支撑;另外空间分析日趋成为自然地理学深化研究、应用的重要技术途径。地学数据GIS的分析处理,须与有空间特征的时空模型、数据挖掘、可视化技术整合,以及关注多维信息空间要素关联性的多元应用。     

基于事件树的地理要素时空回溯

地理对象的时空回溯是时态GIS关注的热点,并在GIS应用领域有着迫切需求.时空回溯能够蓖现历史状态、跟踪变化、预测未来,有助于展现和分析整个地理变化过程.基于现实世界中的事件是引起地理要素变更的根本原因,本文从要素和事件两方面着手,以基础地理数据为例,归纳常见的地理要素变更类型,同时,建立蕴含事件关联及约束的事件树索引体系.在此基础上,剖析事件与要素变更的关联机制,设计时空回溯路线"事件--变更操作--要素状态",提出基于事件树的地理要素时空回溯方法,实现任意范围地理要素和单要素全生命周期的回溯.探讨了任意范同回溯中重叠区域内要素的回溯判别条件,并给出示例反演了跨范围单要素的全生命周期的时空回溯过程.     

历史GIS的研究现状和发展趋势

历史地理信息系统（历史GIS）属于地理信息系统（GIS）与历史学相结合的交叉研究领域,它有机地集成了GIS的技术方法、地理学家的空间视角和历史学家的时间视角,量化历史时期的地理过程并构建相应的时空模型,为面向未来的科学预测提供研究基础。历史GIS兴起于20世纪90年代中期,给GIS学科、历史地理学和历史学都带来了新的研究机遇与活力,并表现出强劲的发展势头,但也存在一些尚待解决的问题。近年来,历史GIS向社会提供了日益丰富的历史地理信息服务,并逐渐跨越系统的技术层面,向着科学层面纵深发展。本文通过对国内外相关文献的梳理与分析,回顾了历史GIS产生的背景,从数字化、数据模型、数据库建设与系统开发、空间分析和可视化5个方面综述了国内外历史GIS的研究现状。最后,从历史资料的空间化与数字化、历史地理时空大数据、历史地理空间框架构建及历史地理信息服务、历史地理时空过程及模型构建、历史地理信息科学和技术学科体系的形成等角度展望了历史GIS的发展趋势,以期为历史GIS未来的发展提供新的研究思路。     

地理图斑智能计算及模式挖掘方法研究

在大数据时代,高分辨率对地观测技术实现了对地球表层地理现象和地理过程最为真实、量化、全面覆盖又快速更新的数据化记录,可为地理空间认知研究的新发展奠定时空信息聚合与挖掘计算的基准。地理图斑是影像空间映射到地理空间中对于地理实体的抽象化表达,是构建地理场景和承载地理空间各类信息进而开展模式挖掘的最小单元。本文以地理图斑为基本对象,通过分析其中视觉模拟、符号推测等几类机器学习的协同计算机制,从空间、时间与属性等维度构建了集“分区分层感知”、“时空协同反演”、“多粒度决策”三者于一体的地理图斑智能计算模型,并以在贵州息烽县、广西江州区开展的农业种植结构制图与规划决策为应用案例,探索了地理图斑分布、生长以及功能3种模式的挖掘方法,并进一步设计了动态视角下开展图斑动力模式挖掘的研究思路。     

四川省山洪灾害时空分布规律及其影响因素研究

山洪灾害时空分布规律及其影响因素,是灾害时空数据挖掘领域所关注的重点问题。本研究采用1950-2015年四川省历史山洪灾害事件数据,结合地统计、地理探测器、空间分析等方法,系统地分析了四川省1950-2015年历史山洪灾害的时空分布规律及其影响因素。结果表明：① 1950-2015年四川省山洪灾害数量整体呈先稳定后增长的趋势;山洪灾害主要集中在5-9月,7月覆盖率100%。② 县域灾害频次在南-北方向呈递减分布趋势;平均降雨量（历史山洪灾害过程降雨的平均值）在东-西方向呈指数型增长趋势,南-北方向由中部向南北递减。③ 1950s-2010s和5-9月历史累计山洪灾害重心及各标准差椭圆中心集中在四川中部地区,向东北方向移动,累计灾害点空间分布呈西南—东北格局。④ 县域山洪灾害数量及平均降雨量呈空间正自相关。⑤ 地理探测器分析表明自然因素、降雨、人类活动等因素对山洪灾害时空分布影响较大,其中不同降雨指标、高程标准差、坡度是山洪灾害时空分布规律的主要驱动因素。研究结果对查清四川省山洪灾害时空分布特征及小流域山洪监测预警、风险评价、防治区划等提供坚实的理论基础和科技支撑。     

地球空间元数据的使用研究

近年来,地球空间数据获取手段的拓宽使其数据量激增。从空间海量数据中快速获取目标数据,必须依赖于元数据。     

“数字地球”与地理信息科学

本文简要概括了数字地球的涵义及特征,分析了地理信息系统与地理信息科学的关系,概括了地理信息科学的主要内容,提出了建立地理信息科学的关键问题,指出发展地理信息科学首先要解决的是空间数据库和对地理现象的描述。     

多尺度地理空间数据的分布式存储与管理

多尺度地理空间数据分布式存储与管理技术为建立分布式网络地理信息系统、实现多尺度、多数据类型数字地理信息产品一体化分发和应用提供技术支撑。本文重点讨论了地理空间数据分布与存储模型体系、空间数据在关系数据库中的一体化存储与管理方法、空间数据库引擎技术、多尺度地理空间信息一体化管理体系结构等问题。     

Spatial spillover and the factors influencing public service supply in Sichuan province,China

This article examines the spatial characteristics of public service supply and the factors influencing such supply in cities of Sichuan Province, China using spatial-autocorrelation and spatial econometric models with statistical data in 2012. The results demonstrate that expenditures on different types of public services present different spatial autocorrelation patterns. Although the spatial differences in basic public service expenditures are relatively small, a clear fan-shaped spillover to the east can be seen in Chengdu City. Chengdu also shows high clustering of advanced public service expenditures, being a typical core-periphery pattern. Post-earthquake reconstruction expenditures are clustered in the ＂5.12 Wenchuan earthquake＂ region and spill over toward cities to the east. The efficiency of public services in the mountainous areas in western Sichuan is low and exhibits a pattern of low-low spatial autocorrelation. The efficiency of public service supply is affected by economic, social, political and geographical factors. Based on the results of this analysis, we recommend a supply strategy that incorporates different types of public services and a specialized public service supply strategy for mountainous areas. Overall public service efficiency should be enhanced by focusing on narrowing the gap in farmers＇ income among regions and accelerating urbanization. Decision-makers should consider moresupportive policies with regard to providing basic public services in mountainous areas to ensure an equalized supply of basic public services. To enhance the efficiency of advanced public service supply, additional growth pole should be encouraged and incentivized; however, investments are required to drive the development of the peripheral regions through regional economic integration. Both software and hardware types of infrastructure are required to supply services efficiently during post-disaster reconstruction.     

使用最简几何基元构建3维空间数据模型

在对现实世界进行高度抽象化的表达过程中,许多学者和机构提出了多种空间数据模型(或称之为空间数据结构)。文章首先总结了现有模型所使用的基本几何要素,并对其利弊进行了讨论;然后总结了使用这些几何要素进行组合、扩展以构建更为复杂的空间实体的理论即空间数据建模理论,同时也对不同理论的适用性和局限性进行了讨论。笔者随后以4维空间为基础,从空间内嵌的角度去思考不同维度下的空间构成,得出了3维空间的最简基本要素,并通过对比相关文献对geometric primitives的中文翻译将其命名为"几何基元"。在此基础上笔者探讨了3维几何基元构成空间实体的数学表达本质,论述了依此几何基元构成的空间实体之间基本拓扑关系的表达方法。最后笔者设计了一套数据结构以系统构建空间数据模型,该模型有利于实现3维空间数据库,可为形成3维数据资产提供基础。本文的结论认为,该3维空间数据模型可以有效地解决体3维和表面3维的模型一致性问题,提供了结合"地学3维"和"3维数字城市"等不同应用系统的途径;同时可将当前的2维地理信息系统自然地扩展到3维;另外还可以为3维空间分析和专门的3维渲染引擎提供理论支持。     

案例推理的地学应用背景和方法

案例推理 (CBR)研究 ,是人类认知的一种合理性模型 ,接近于人类认识、解决问题最原始的思维方式 ,具有在无法获取机理模型、确定规则或统计模型时 ,采用简单的历史相似性推理实现问题的定量求解和预测 ,成为人工智能领域近年来的研究热点。     

地理省情监测变化统计分析系统的设计与实现——以山东省为例

地理省情监测成果是国家重要的数据资源,对其变化内容进行统计分析,是掌握地表自然和人文地理要素变化的基础。伴随山东省地理省情监测工作的不断深入,目前山东省已积累了大量地理省情监测数据。为实现山东省地理省情监测数据的有效管理及科学利用,并综合考虑山东省省级地理信息时空大数据中心的相关要求。该文基于共享文件系统的分布式存储,利用空间统计、任务并行等技术模型,设计了地理省情监测变化统计分析系统,通过对比监测区域内多时态、多版本、多年份数据,发现不同版本数据之间的差异,实现对地理省情数据要素级、地类级变化情况的监测。该文从系统总体设计、关键技术等方面阐述了地理省情监测变化统计分析系统的设计与实现情况。     

数字海淀基础信息平台的集成

城市空间信息基础设施是支撑数字城市的核心。本文在数字海淀基础平台实践的基础上 ,介绍面向城市管理类型的空间信息集成。同时 ,简要介绍在平台建立中涉及到的相关集成技术 ,包括海量数字影像信息压缩、线划图形处理以及基于特征的多源信息复合。     

杭州市城市空间基础信息平台的建设

本文分析了城市空间基础信息的基本特征及其在数字城市中的作用 ,从基础信息数据库建设及其地理信息系统的设计开发 ,介绍了杭州市城市空间基础信息平台的研制。     

中国地理信息系统教育现状分析与政策建议

在对国内外地理信息系统专业设置、教育现状以及人才培养模式初步调查分析的基础上，对当前我国地理信息系统学科定位、课程设置、人才培养模式中存在和面临的若干重要问题进行了初步的探讨。提出了我国当前需要培养的地理信息系统人才的类型和应具备的基本素质；其次，通过国内外对比，分析了当前我国地理信息系统教育方面主要存在的问题；最后，就当前我国地理信息系统教育面临改革的具体情况，从学科定位、人才培养目标和人才培养策略等方面提出了具体建议。