浅析低空智联网与无人机产业应用

无人机正处于技术快速突破与应用快速增长的重要时期,将成为低空经济发展的重要推手。低空智联网是无人机产业发展的基石,是在低空空域实现“人—机—物”三元融合万物智能互联的重要基础设施。低空智联网体系架构就是依托天空地海网络基础设施,实现传统互联网络向万物智能互联网络演进,形成适合低空业务数字化、智能化运营的实体网络空间,可为无人机产业发展提供一个网络化、数字化、智能化的运营环境,对促进低空经济发展具有重要意义。     

发展地理学的发展与展望

梳理发展研究和现代地理学的思想与学术轨迹,将发展地理学的发展历程划分为学术思想萌芽期（18~19世纪启蒙运动到20世纪60年代末）、学术思想探索期（20世纪70年代初到90年代末）、学科建设期（21世纪初至今）3个阶段,各阶段特征都集中体现其学术领域的“欠发达”“发展中”“落后”国家和地区以及全球发展的研究主题与学科内涵。基于发展认识论、发展方法论和发展价值观,发展地理学的理论基础主要包括全球发展论、二元性和中心-边缘论、可持续发展理论和人类命运共同体思想等。在元问题的层面,采用在线词云工具提炼出发展地理学主要的研究内容包括发展的发展,殖民、不平等与发展,贫困、生计与发展,商品、贸易与发展,环境与发展等。展望未来,发展中国家和新兴市场2030年可持续发展目标、新型全球化和全球治理的国别差异与区域差异将成为发展地理学联合攻关和综合创新的重点领域;发展地理学的学科建设和人才培养要重视本土化和国际化。     

苏锡常地区制造业污染减排综合分析与评价

以太湖流域苏锡常为例,通过构建制造业污染物排放强度、制造业污染物排放量、制造业集聚度、水环境健康水平4个指数对制造业污染物排放特征进行综合评价和分析,通过前3个指标的叠加,得到污染综合程度指数,反映制造业的污染物排放程度和减排效应,然后与水环境健康指数进行叠加,得到制造业污染程度与水环境健康之间的作用关系。结果显示：① 研究区污染程度“高”“较高”“中等”“较低”“低”区域面积分别为816.12、3 314.56、7 628.25、2 500.67和2 861.75 km ²,分别占研究区总面积的4.77%,19.36%,44.55%,14.61%和16.71%,并在空间上存在明显的分异性,太湖上游地区和环太湖地区主要为污染程度“低”和“较低”区域,中游和下游环湖区域主要为污染程度“中等”区域,中下游远离太湖的地区主要污染程度为“高”和“较高”区域;② 制造业的污染程度对水环境的健康存在重要影响作用,在很大程度上呈现强烈的空间正相关性,主要表现为较健康-轻污染、中健康-中污染和低健康-重污染等分布面积广泛（约45%）,在空间上呈现太湖上游地区主要为较健康-轻污染和中健康-轻污染区域,中下游地区则主要为较健康-中污染、中健康-重污染和低健康-重污染分布区域。     

乡村民宿“家”的生产过程与权力博弈:广东惠州上良村案例

援引“家”的地理学相关理论,采用观察法和半结构化访谈的质性研究方法,探究上良村乡村民宿“家”的生产过程与不同主体之间的权力博弈。研究发现:① 上良乡村民宿“家”的生产是当地政府、旅游企业、村委及村民多方利益主体协商的结果。政府、企业与村民对“家”的不同理解使之产生不同的生产逻辑,成为民宿“家”的生产过程中权力博弈的直接原因。② 在“商业性家”的营造过程中,村民“临时的家”中物质和精神的匮乏不仅推进了“商业性家”的营建,也突显了“理想与现实,传统与商业”之间的矛盾冲突。③ 在“家”的重构过程中,政府、旅游企业与村民在“家”的物质景观、情感意义、边界意义及社会关系4个维度中展演了多元复杂的权力博弈过程。     

体制与认同：高校地理院系调整的启示

地理院系调整研究旨在通过对地理学认同产生不利影响的高校地理院系调整的解析,揭示地理学发展存在的学科与体制认同问题。基于对高校地理院系调整的回顾,分析地理院系调整的原因及影响,并结合当前地理院系发展态势阐明其启示。结果显示：学科认同与院系调整互为关联,尽管地理院系调整导致的解体并不表明地理学的终结,一般意义的调整也存在积极影响,但不同类型地理院系调整对地理学（特别是人文地理学）学科认同的不利影响仍然明显,并影响着体制层面的学科再生产。地理院系调整的发生是多因素共同影响的结果,复杂多样的因素及其影响表明地理院系面临竞争,需要地理学者既“正名”（塑造科学性、统一性的学科形象）又“指实”（完整的院系体制建设）;既“向内”（地理院系及地理学家的努力）又“向外”（维护地理学及地理院系的完整性认同）的集体努力,在强化地理学综合性基础上形成“多轨发展”机制,强化地理学学科与体制认同。“跨学科典范”的塑造或许是当前地理院系应努力的现实目标。     

旅游地社会-生态系统适应性研究进展

适应性思想和方法因符合生物多样性保护要求,对实现旅游地社会-生态系统可持续发展和改善旅游地社区生计具有重要意义,业已成为学术界关注的焦点。在对旅游地社会-生态系统适应性研究文献系统分析基础上,从研究尺度、研究对象、评估方法和分析框架4个方面进行了详细的梳理与评述,研究发现：① 研究尺度宏观微观相结合,以小尺度研究居多,中尺度研究需加强,研究对象需要多维度融合;② 研究结合多角度框架分析,主要包括“脆弱性-适应性”“恢复力-可持续性”和“恢复力-适应性”3种类型,促进多元化评估方法在旅游地社会-生态系统适应性研究中的应用;③ 研究思路和研究内容需综合多学科领域进一步拓展。     

战略耦合演化视角下的区域经济韧性分析框架

在全球政治经济变局和多尺度危机冲击语境下,区域经济韧性已成为当下经济地理学探究区域发展动态的核心议题。区域经济韧性不仅有关本地经济属性和适应力,更受到外部联系动态的影响,在范式上需融入多尺度网络动态观。本文将全球生产网络理论中的战略耦合概念纳入到演化经济地理学的区域经济韧性思想中,对两部分文献进行计量分析和梳理对比。在此基础上,以战略耦合不同模式（即耦合、去耦合、再耦合）为切入点,构建了一套基于“战略耦合演化”的区域经济韧性分析框架。研究结论：① 任何一种战略耦合模式,均是一种“战略性求变”和“语境应对”的能动行为过程,是理解区域经济韧性尺度性与能力来源的核心。② 两者在“连接度”“语境敏感性”“路径发展”概念上有较高的思想共性,相互融合可提升区域经济韧性的理论内涵。③ 战略耦合的能动主体、目的、嵌入性程度及方式是理解区域经济韧性特征和机制的关键,有助于从“地方-全球连接互动”的视角来综合分析区域经济韧性的初始属性（区域优势）、过程（恢复、更新和转型）、能力（恢复力、转型力和更新力）和结果（多元路径发展趋势）。本文认为战略耦合演化视角有利于破除以往“区域主义”韧性思想,能更科学地剖析区域经济韧性的多尺度语境依赖、多主体能动过程和多要素互动机制。此外,有利于推动关系与演化经济地理范式的融合创新,对“双循环”战略下中国企业决策和区域经济发展有重要现实意义。     

人地系统可持续过程、格局的前沿探索

本文结合笔者近年来在人文地理学前沿问题探讨的综述,阐释了人—地系统相互作用时空分异规律是现代地理学最高层级的科学难题、也是决定未来地理学前途的关键问题的认识,提出了截至目前开展人地系统综合研究所采用的“过程归纳、区域比较、定性分析、逻辑判断”等4个实用方法,并围绕着区域均衡、资源环境承载能力、地域功能、空间结构等4个前沿领域,讨论了影响区域发展格局变化的驱动力、自然圈对人类活动圈层的作用、综合地理区划原理和方法、以及“生活—生产—生态”空间结构变化规律等研究的学术思想,探讨了“未来地球”框架下区域可持续发展研究的意义和重要命题,认为“自然科学和社会科学交叉”、“基础研究和决策应用贯通”的复杂性科学基础理论体系和综合研究集成方法体系建设,将深刻影响着人地系统过程和格局的研究进展。     

中国空气质量时空变化特征

基于2015年中国343个地区空气质量指数（AQI）数据,运用统计分析和空间自相关分析方法,对全国及陆地表层系统九大区域空气质量时空变化特征进行分析。结果表明：① 全国及九大区域空气质量春季较差、夏秋优良、冬季最差,AQI季节均值呈现“U”形变化特征。② 全 国及九大区域AQI月均值变化趋势呈现“L”形特征。③ 全国及九大区域AQI日均值变化趋势呈现周期性W~脉冲型波动规律。④ “高污染”和“低污染”区域呈现出北高南低的南北分异格局。⑤ 九大区域首要污染物频次结构差异明显,频次最高的首要污染物PM_2.5或者PM₁₀在空间上呈现出明显的东西分异格局。     

遍在景观的特点、类型及成景方式——基于中国“八景”景观

旅游业是中国经济高质量发展的重要行业,旅游资源是旅游业发展的基础,深入挖掘“文化”主题的旅游资源是重要课题。本文基于人地关系地域系统、尺度与尺度转化等地理学理论,使用19478个“八景”景观数据资料,运用归类分析等多种研究方法,从旅游景观组成结构与旅游资源的空间分布特性视角,提出了“遍在景观”概念,并探究了旅游景观结构的新模式。主要结论如下：① “遍在景观”概念体系。本研究界定了“遍在景素”内涵与属性,构建了“景素-遍在景素-遍在景观”概念体系与“景观指数、最丰指数假设”的分析指标,从而在理论体系上有所创新。② 遍在景观形成机制与途径。要素之间的相互作用是遍在景观形成的动力来源,要素的区域性是遍在景观价值形成的缘由,要素的整体性是遍在景观形成的基础,尺度转化是遍在景观演变的条件。遍在景观以“借景、择时、选位”三种主要途径组景。③ 遍在景观结构模型与特点。本研究构建并论证了遍在景观“二要素、三要素、四要素”结构模型,推导出了对应的景观指数增量模型,归纳了遍在景观具有近零费用、稀缺性、时间性和人为创造性4个特点。④ 遍在景观组成比例和开发程度。“八景”景观随机抽样和山西省案例研究表明,中国“八景”景观大部分包含遍在景素,自然遍在景素与自然局地景观组成比例最高,为56.28%。遍在景观结构以三要素为主,其中,以择时为主,选位次之。目前国内遍在景观开发利用程度很低,景观指数低于理论值。本研究结论为拓展旅游资源范围提供了一种新视角,为旅游业高质量发展提供了一种新思路,实践意义也很重大。     

城镇化区域无人机低空航路网迭代构建的理论体系与技术路径

由于低空环境复杂,当前以无人机为应用主体的低空空域资源开发安全性和利用效率较低。而随着无人机数量的迅猛发展和商业化应用的快速扩张,旺盛的飞行需求与有限的飞行空间在低空的矛盾日益突出,如何安全、高效地管理无人机低空活动成为突出问题。目前各国都在探索解决途径,其中无人机低空航路是一种由中国科学院率先提出并得到业界和中国民用航空局认可的无人机低空交通和低空资源高效利用的综合解决方案。然而,这一概念还处在探索阶段,如何构建还不太明晰,尤其是对于地表环境复杂和高动态变化的城镇化区域,如何快速获取高精度的地理信息以满足无人机安全、高效飞行也是一大难题。鉴于遥感技术在航路的敏感信息提取与深化处理方面呈现出良好的应用前景,本文提出一种基于遥感和地理信息技术的城镇化区域低空公共航路网的高效迭代构建方法,并从理论支撑和已有研究基础论证了该方法的可行性。该研究技术路径主要包括基于地面路网生成具有多高度层的I级航路网,以充分利用地面交通设施;利用航路正约束地理要素生成II级航路网,如沿路的城市绿地和水域;规避负约束地理要素构建III级航路网,主要包括建筑物、通信盲区和电力线（杆）等;最后,通过仿真飞行和实际飞行测试分别生成IV、V级航路网,通过实际量测对比分析来检验无人机飞行的环境地图,保证飞行的安全性。以上方法基于遥感、地理信息、航空、交通等交叉学科解决无人机低空运行难题,为构建无人机低空航路网提供了一种新思路。更进一步讲,本文在低空领域运用地理学方法构建无人机航路网,是继无人机遥感应用之后无人机在地理学应用的又一大突破,同时也拓展了地理学的研究范畴,必将推动地理科学发展。     

地理信息技术应用下的无人机云端管理系统发展

日益增长的无人机飞行需求与有限的低空空域之间的矛盾愈发激烈,世界各国都在推进无人机管控政策和技术手段研究,即便在最自由的美国G类非管制空域,管理当局也在制定更为严格的无人机管控措施。无人机云端管理系统作为一种新型的数字化监管手段,其系统建设框架和技术路线得到了国内外学者和监管部门的广泛关注与研究。地理信息技术作为云端管理系统的应用技术之一,具体体现在以下几方面:利用全球导航卫星系统(GNSS)实现无人机精准空间定位;通过遥感技术(RS)获取影响无人机飞行安全的地理约束要素信息;基于地理信息系统(GIS)对低空地理空间数据进行组织管理以及构建低空虚拟地理环境等。论文结合团队在无人机低空应用上的研究进展,指出地理信息技术可以在云端管理和航路规划方面为无人机运行管理提供解决方案。     

Iterative construction of low-altitude UAV air route network in urban areas: Case planning and assessment

Journal of Geographical Sciences - With the rapid increase of Unmanned Aircraft Vehicle (UAV) numbers, the contradiction between extensive flight demands and limited low-altitude airspace resources...     

区域自然资源可持续开发利用评价指标体系构建

可持续发展是当今社会的主调,资源与环境是人类赖以生存和发展的一个极其重要的因素。经济的可持续发展是人类社会经济、资源、环境协调发展的结果,然而要带来这个结果就首先必须做到区域自然资源的可持续开发利用。作者针对区域的特征,从区域社会经济与区域资源和环境的相互关系出发,从可持续的本质概念进行分析,拓展认识和界定了区域自然资源的开发利用和区域环境承受能力的内涵意义。基于区域自然资源可持续开发利用程度的功能过程,考虑区域社会调节活动对区域自然资源开发利用过程的影响,构建了一个以指标层变量、分类层指标和目标层指数3个等级层次体系的、并适用性较强的区域自然资源可持续开发利用评价指标体系。     

不同资源要素对我国地区经济增长的作用

我国经济经过近三十年的高速增长后,对自然资源开发和利用的速度成倍增长,从而出现了自然资源短缺、对经济增长约束增强的趋势。哪种资源对我国经济的限制性更强,哪些地区对资源具有更强的依赖性,这是我国现阶段不得不重新思考的问题。该文选择水资源、资本资源和人力资源分别代表自然资源、经济资源和社会资源,通过其使用效率和供给产出弹性等特点,分析经济对其依赖性及其对我国经济的约束程度,以重新认识不同资源要素在我国经济增长中的作用,探寻我国现阶段经济发展对资源选择的基本途径。     

无人机低空飞行障碍物环境风险评估方法研究——以京津新城为例

无人机应用日益广泛,但随着城市环境建设的不断推进,无人机在城市中安全运行的问题也日益突出,因此无人机低空障碍物环境风险评估成为无人机领域研究的关键问题之一。论文按照不同类型无人机及运行高度将低空空域划分为微型、轻型和小型无人机风险评估区域,在充分考虑无人机自身形状大小、运动约束以及障碍物约束等条件的基础上,提出一种近似点扩张算法,基于障碍物原始边界生成扩张边界,并将其作为低空飞行环境中高风险与低风险之间的风险过渡区。以京津新城为例,分别提取不同风险评估区内的障碍物要素,并基于风险评估技术生成面向微型、轻型和小型无人机多高度层的低空飞行障碍物环境风险地图,按其对无人机威胁程度分为高风险区、高风险过渡区、中风险区和低风险区。实验结果表明:研究区内微型、轻型、小型无人机风险评估区内的风险过渡区分别占10.9%、7.3%、9.0%,该方法可以在考虑无人机与障碍物相互影响的基础上,计算飞行区域内无人机潜在碰撞风险区域,实现对低空障碍物环境风险的科学有效评估,为不同机型的无人机在飞行区域内的可航行性提供科学参考。     

轻小型无人机遥感及其行业应用进展

无人机是低空领域准确、灵活、高效获取多种类型高分辨率遥感数据的重要载体,无人机遥感技术在行业应用创新和管理部门科学决策之间构筑起信息沟通的关键桥梁。随着科技的进步、大数据时代的来临,无人机遥感系统的硬件设备、信息提取方法都取得了飞速的发展;同时其在国民经济主要行业领域的应用也面临着前所未有的机遇和挑战。论文首先介绍了无人机遥感系统的硬件研发进展,并指出轻小型、高精度、标准化与集成化是未来无人机遥感系统发展的总体趋势。其次,详细介绍了目前轻小型无人机遥感应用在农业、林草业、电力、测绘、大气探测和地质灾害等行业的应用现状,指出实现无人机多源遥感数据获取、融合、分析和提取的综合平台是未来轻小型无人机在民用领域行业应用创新的关键所在。最后,针对载荷与飞行平台的一体化集成应用、无人机组网作业、海量数据管理和信息自动化提取等发展趋势提出了几点思考。轻小型无人机遥感在国民经济各行业应用的普及化和标准化,将有助于国家和区域社会经济的健康发展。     

广州河涌的自然社会构建与城市记忆

基于网络文本、访谈和照片评定等数据,本文采用NVivo分析方法对广州河涌案例展开分析,讨论了城市自然的社会建构与城市记忆之间的互动机制。研究发现,城市自然资源的功能随着社会经济条件变化而变化,并通过人的实践与社会系统彼此渗透、共同演化。具体来讲,以广州河涌为例,本文指出河涌的社会建构很大程度上反映了城市职能和物质形态的演变,反映了物质的利用方式及其与城市文化之间的关系;此外,城市居民与河涌的互动是文化生产的一种方式,在这个过程中,河涌是地方文化的物质承载者,也是维系地方感的重要物质载体;最后,河涌是城市居民产生记忆及其身体实践的重要物质场域,通过此类物理的沉淀,城市记忆才得以传承和保存下去。研究立足于物质地理学视角,强调了自然资源的社会建构过程,重新审视了人类与自然资源的互动关系及过程,进而反思城市发展与自然之间的处理方式,从实证角度回应了文化地理学从“唯物主义”到“文化表征”再回到“重返物质主义”这个轮回对“物质”和“文化”这两个核心概念的审视。从现实意义来讲,本文讨论了城市居民与城市自然之间的互动,为营造健康城市以及为城市再生产的发展思路提供了一定的参考价值。     

中国地理科学的国家需求与发展战略

中国未来的产业优化与升级、农业发展、高技术产业发展、国际贸易、城市化、人口健康、资源综合利用和社会可持续发展、能源结构优化、环境改善、国家安全都需要地理学做出贡献。为此,中国地理学要以国家需求为导向,解决国家发展中的重大地理学问题;要加强基础研究,在若干主攻方向上占领国际学术前沿阵地;要充分发挥我国的地理优势,发展具有中国特色的地理科学;要整合和提升已有基础,造就优秀地理学家群体;要建立地理研究的高新技术体系,建成世界一流的地理研究和实验基地;产出具有世界影响的地理科学成果。未来中国地理学的战略重点是：以综合的观点和学科交叉的方式研究地球表层系统的演变及其动态机制,创新理论体系;在方法上发扬地理学综合方法和区域研究方法,开拓格局与过程耦合的技术路线,发展地球信息科学与“数字地球”,发展地理实验;组织科技攻关：加强第一手数据的获取;要在国土整治研究、区域可持续发展研究、全球变化及其区域响应研究、地理信息应用研究等应用方向与技术上取得突破。为了发展中国地理科学,需要在政策与社会、投入、教育、组织等方面提供保障。