应用地理信息技术探究疫情相关地理问题的课程设计

如何将当前疫情呈现出的空间分布、时间过程、人与自然、人与社会等信息,转化为地理课程资源?如何应用地理信息技术探究相关地理问题?本文将从课程内容、学习目标和问题设计三个方面分别阐述。     

GIS作为新一代地理学语言的特征

地理学语言是人类理解、研究、表达与传播地理信息的重要工具, 它随着人类科学技术的进步与认识水平的提高而不断演进。本文根据地理学语言在结构、功能及其特征方面所发生的变化, 结合地理信息本体论、认知论和语言学理论, 总结了GIS 语言的定义与基本属性, 阐述了GIS作为新一代地理学语言的本质特征、结构、功能以及内容体系, 明确了其在地理学研究中的地位与作用。GIS语言实现了地理对象的语义定义、特征抽象、行为表达和时空运算处理过程的高度统一, 是地理学语言的高级形态;通过分析GIS 语言所具有的抽象性、系统性、严密性、确切性、层次性等基本特征。认为GIS语言的概念与体系结构的形成, 将推动地理学及地理信息科学的发展。文中从数字技术的影响、学科范式的转变、发展导向和地理表达能力四个方面对GIS语言的研究作了展望。     

空间移动问卷调查方法研究

目前的问卷调查方法不关注空间地理信息,向决策者提供的信息多数为简单的统计分析结果,不能充分挖掘问卷中隐含的信息。该文提出了空间移动问卷调查方法,将每个"问卷"样本看做融"空间、时间、属性"于一体的"空间对象",通过引入GIS地图,将所有问卷样本进行空间可视化表达,并通过空间数据探索分析进一步揭示问卷属性信息背后潜藏的与社会、经济、人文等诸多因素相关的空间地理特征信息,也可针对问卷中的属性信息进行深入空间化研究。以空间问卷调查系统为例,以Android操作系统为平台,在客户端、用户操作流程、功能模块方面进行了构架。初步应用表明,该系统不仅丰富了问卷调查的内容,也为问卷调查工作的数字化、智能化、空间可视化提供了重要参考,但在系统的灵活性和实用性方面仍需强化。     

信息地理学学科体系与发展战略要点

信息时代的到来极大地促进了地理科学的发展,地理科学的研究已从传统的自然地理空间、人文地理空间拓展到了信息地理空间,催生了信息地理学的发展,并逐渐形成了地理遥感科学、地理信息科学和地理数据科学3个分支学科。在《中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035）》地理科学的学科规划背景下,本文梳理了信息地理学的形成、定义和学科体系,重点阐述了信息地理学的学科发展战略布局、优先领域发展目标和重点方向。以期本文有助于促进遥感、地理信息科学与技术的发展和应用回归地理科学,进一步强化地理科学研究,使其更加系统化、科学化和现代化,促进地理科学的整体发展。     

地理信息科学发展与技术应用

本文回顾了中国科学院地理科学与资源研究所在地理信息科学研究与技术应用方面的历史过程,从早期的测量和制图的研究,到开创中国地理信息学科,建立资源与环境信息系统国家重点实验室的历史,是中国特色原创地理信息理论发展的历史,是中国具备自主研发世界级地理信息软件的历史,是地理信息为国家重大战略提供坚实科技支撑的历史。本文主要从地图学、地学遥感、地理信息科学、地学数据共享、重大技术突破和国家战略支撑等方面进行概述,最后从地学知识图谱、地理大数据分析、遥感人工智能、地理系统模拟和知识服务角度展望地理科学发展的新科学范式。     

自发地理信息研究热点分析

自发地理信息是区别于传统地理信息采集模式的新型地理信息,推动地理学新的科学认知与研究发展。收集"Web of Science"数据库2007年~2017年期间的自发地理信息英文文献信息,基于CiteSpace软件对自发地理信息的发展现状、研究热点进行可视化分析,结合文献阅读,对其理论与技术问题进行分析与综述。自发地理信息自2007年以来发展迅速,其应用范围十分广泛,涉及灾害应急监测、城市管理、环境监测、旅游行业、农业、医疗行业等多个领域。国际上自发地理信息的研究热点主要集中在公民科学、网络与信息技术、自发地理信息数据与应用四个方面,国内自发地理信息研究应用还不成熟,未来应从规范化、移动化、自动化、拓展化四个方面进行发展完善。在下一代数字地球建设过程中,自发地理信息可以参与发展全球化的地理数据生产,同时基于自发地理信息的微观个体行为调查与分析以及大地理数据分析也是未来重要的研究方向。     

论地理信息科学的发展

该文阐述 1995年以来 ,中国地理学界关于 3S(RemoteSensing ,GlobalPositioningSystemandGeographicalIn formationSystem)的研究与应用 ;1998年以来 ,对数字地球有所介绍与了解 ;2 0 0 0年以来 ,对对地观测系统给予充分的关注。国外有“地理信息科学”的杂志 ,国外也有将 3S称为空间信息技术 (SpatialInformationTechnique )的。该文作者长期以来研究并讲授地理信息科学、地理信息系统、地理信息系统工程、全球定位系统等课程 ,提出航天信息与地理信息一体化网络系统 ,是一个开放的、复杂的信息巨系统 ,进而提出了新一代的地理信息系统 ;以天地信息一体化网络系统为基础 ,提出了天地人机关系 ,发展了地理学中的人地关系 ;并且论述了地理信息科学是可持续发展信息社会的重要支柱 ;指出地理信息科学研究的方向与前景。     

地理表达研究进展

地理表达是地理学的一个基本问题,也是地理信息科学研究面临的一个重大挑战.从地理表达机理、内容和形式的角度,对近期地理表达研究进行了总结.本质上,地理表达是一个空间认知、信息转换与信息传输的交互过程.地理表达内容涉及地理实体及其空间关系、不确定性、地理动态及地理本体等方面.地理表达形式经历了从自然语言、地图到GIS的演变...     

论地理信息的空间粒度

粒度是刻画地理信息抽象程度的主要要素,在比例尺相同的情况下,描述地理信息细节层次可以不同,这受地理信息粒度的控制。地理信息粒度包括语义粒度、时间粒度、空间粒度,其中空间粒度起决定性的作用。该文论述了地理细节层次刻画与尺度的各要素间的关系,对描述地理细节层次的空间粒度进行了分类,把空间粒度分为空间大小粒度、空间特征粒度、空间拓扑关系粒度、空间距离关系粒度和空间方向关系粒度,并详细探讨了其内涵及其对地理信息抽象程度刻画的影响,同时阐述了空间粒度对于语义粒度的影响作用。     

地名地理实体数据库的构建与应用

地名是一类具有特殊性的地理信息数据。通过地名地理数据库可为各种社会、经济部门属性信息进行基于位置的服务,借助GIS软件提供的查询、可视化及空间分析等作为辅助决策的手段,可极大地方便应用。本文介绍了地名地理实体数据库的构建及基于该数据库的应用实例。     

Evaluation of a Model for Predicting Simultaneous Contrast on Color Maps

Perceptions of colors of individual map symbols are affected by simultaneous contrast, or induction, from surrounding colors. In an experiment with human subjects, reaction times were significantly slower, with significantly more errors, for test maps on which an induction model predicted that colors would be misinterpreted. Reaction times and error rates improved significantly with map color adjustments that the model predicted would remove induced confusions. These results represent progress toward establishing objective guidance for the design of effective color schemes in computer-assisted mapping environments common in cartography, geographic information systems, and scientific visualization.     

Evaluation of a Model for Predicting Simultaneous Contrast on Color Maps

Perceptions of colors of individual map symbols are affected by simultaneous contrast, or induction, from surrounding colors. In an experiment with human subjects, reaction times were significantly slower, with significantly more errors, for test maps on which an induction model predicted that colors would be misinterpreted. Reaction times and error rates improved significantly with map color adjustments that the model predicted would remove induced confusions. These results represent progress toward establishing objective guidance for the design of effective color schemes in computer-assisted mapping environments common in cartography, geographic information systems, and scientific visualization.     

基于面向对象的地图投影转换模块设计

以基于面向对象的方法实现地图投影转换模块设计,探讨该方法在地图投影转换中以及具体投影转换模块的设计及实现,在VC6.0平台下通过相关接口的建立以及地理坐标系和投影坐标系两大主要类的设计和扩充,实现地理坐标系间、投影坐标系间或两者间的投影转换.该模块有利于快速、高效编程的实现,并具有扩展性强和易于维护等优势.     

中国古地图遗产与文化价值

中国古地图学创于公元三世纪《西晋·裴秀传》提出的“制图之体有六焉”,被西方誉为中国地图学之父的裴秀（西晋司空）,领衔制作了《禹贡地域图》十八篇和《地形方丈图》（公元224-271年）。其后的1600年间,先后完成了一批著名的中国古地图,例如南朝大臣谢庄领衔完成的”木方丈图”（公元502-557年）、隋炀帝命学者崔绩（550-618年）撰《区宇图志》（公元581-600年）、唐朝宰相贾耽领衔绘制《海内华夷图》（公元730-805年）、北宋科学家沈括领衔绘制《守令图》（公元1031-1095年）、南宋礼部尚书黄裳绘制《苏州石刻天文图》原图（公元1190年）、元代玄教宗师朱思本制作《舆地图》（公元1273-1333年）、明代航海家郑和领衔完成《郑和航海图》与地理学家罗洪先领衔制作《广舆图》（公元1504-1564年）、明代天文学家徐光启等完成的《恒星屏障图》、清代高邮知州魏源受林则徐委托编撰《海国图志》（公元1842-1852年）等,继承与发展了独特的中国古代地图学,即使西方经纬度制图技术于公元1584-1600年前后传至中国,启动了中西地图融合发展,中西两种制图理论和方法并行地使用了400余年。闻名中外的中国古地图,包括古天文图、世界图、中国图、航海图、区域图、水利图、军事图、风景名胜图、历史图、教育图等,迄今仍被国内外著名藏图机构分散地保存着,构成了世界古地图文化遗产中的重要组成部分,具有十分珍贵的文化价值,值得进一步深入探讨、挖掘和利用。本文最后初步地探讨了中国古地图的稀有价值、应用价值、历史价值、科学价值和艺术价值。     

WHATEVER HAPPENED TO GEOGRAPHIC CARTOGRAPHY?

The relative decline of geographic cartography in the past several decades is based more on convenience and circumstance than on theoretical justification. Contemporary split-brain studies reveal much about brain lateralization in human beings and shed dramatic new light on the essential role visualization plays in creative, productive thought. Opportunities made possible by recent developments in remote sensing and computer mapping suggest that geographers would gain a powerful new research tool by returning to geographic cartography in its modern form.     

中国地图制图技术的演进与前瞻

中国地图科学工作者在继承和发扬祖国地图科学光辉传统的同时,吸取地球科学,空间技术和信息工程等学科的现代成就,使当代地图科学技术取得长足的进展,几十年来,航空摄影与系列制图,航天遥感与动态制图,计算机制图与电子地图,地理信息系统与制印一体化等先进科学技术已取得瞩目成绩,专题地图集的编制与信息时代相呼应,出现一些新观念,新技术,随着地球信息科学新学科的兴起,地图科学将出现新机遇,新挑战。     

基于增强现实技术的纸质地图增强表达与交互

近年来随着计算机技术的发展,特别是增强现实技术的出现,使纸质地图的“增强”表达和交互分析成为可能。文章探讨了基于增强现实技术的纸质地图增强表达与交互分析流程方法,认为纸质地图增强表达和交互功能的关键技术在于：纸质地图标识的计算机识别,增强地图的空间匹配方法,增强地图的显示和交互方法;同时通过实验研发了原型系统并予以实现。利用增强现实技术扩展了纸质地图的可视化表达方法,把丰富的地理信息和纸质地图结合起来,打破了传统地图可视化的静态表现形式,提供了丰富的人机交互方式,能增强人对地理信息的多维动态感知能力,也增强补充了地图对现实世界的描述。     

The fractal nature of maps and mapping

A fractal can be simply understood as a set or pattern in which there are far more small things than large ones, for example, far more small geographic features than large ones on the earth surface, or far more large-scale maps than small-scale maps for a geographic region. This article attempts to argue and provide evidence for the fractal nature of maps and mapping. It is the underlying fractal structure of geographic features, either natural or man-made, that make reality mappable, large-scale maps generalizable, and cities imageable. The fractal nature is also what underlies the beauty of maps. After introducing some key fractal concepts such as recursion, self-similarity, scaling ratio, and scaling exponent, this article demonstrates that fractal thought is rooted in long-standing map-making practices such as series maps subdivision, visual hierarchy, and Töpfer’s radical law. Drawing on previous studies on head/tail breaks, mapping can be considered a head/tail breaks process; that is to divide things around an average, according to their geometric, topological and/or semantic properties, into the head (for those above the average) and the tail (for those below the average), and recursively continue the dividing process for the head for map generalization, statistical mapping, and cognitive mapping. Given the fractal nature of maps and mapping, cartography should be considered a perfect combination of science and art, and scaling must be formulated as a law of cartography or that of geography in general.     

Climate change effects at your doorstep: Geographic visualization to support Nordic homeowners in adapting to climate change

The complexity of climate information, particularly as related to climate scenarios, impacts, and action alternatives, poses significant challenges for science communication. This study presents a geographic visualization approach involving lay audiences to address these challenges. VisAdapt™ is a web-based visualization tool designed to improve Nordic homeowners’ understanding of climate change vulnerability and to support their adaptive actions. VisAdapt is structured to enable individual users to explore several climate change impact parameters, including temperature and precipitation, for their locations and to find information on specific adaptation measures for their house types and locations. The process of testing the tool included a focus group study with homeowners in Norway, Denmark, and Sweden to assess key challenges in geographic visualization, such as the level of interactivity and information. The paper concludes that geographic visualization tools can support homeowners’ climate adaptation processes, but that certain features, such as downscaled climate information are a key element expected by users. Although the assessment of interactivity and data varied both across countries and user experience, a general conclusion is that a geographic visualization tool, like VisAdapt, can make climate change effects and adaptation alternatives tangible and initiate discussions and collaborative reflections.     

From 1 dimension to N dimensions-fractal in automated cartographic generalization

Automated cartographic generalization has been an intensive research topic in cartography for decades. Some problems associated with this topic could be resolved to a certain extent using fractal analysis and fractal dimension. This paper investigates the fundamental theories and operational methods of generalization. Among others, methods of calculating fractal dimensions of curves and even complicated 3-dimensional geographic objects are explained. Fractal dimensions can be used as an objective criterion for both scaling the natural geographic objects and economical computer storage. More important is that the generalization algorithms based on fractal dimensions can be performed automatically.