地球空间信息科学在湖南国土资源可持续发展中的应用前景雏议

可持续发展是跨世纪多学科综合的重大学科领域,而地球空间信息科学是空间信息科学发展的重要成果。本文在阐述了地球空间信息科学的特点及发展现状,国土资源可持续发展的内涵和特点之后,简要探讨了地球空间信息科学在湖南国土资源可持续发展中的应用前景。     

谈地球空间信息学

随着遥感,全球定位系统,地理信息系统和互联网等信息技术的快速发展及应用,的深入和广泛,逐渐形成了地球空间信息科学,探讨了地空间信息科学与信息高速公路,全变化和可持续发展之间的关系。     

什么是数学地球科学及其前沿领域?

数学地质或者数学地球科学作为一门自然科学与地球科学的交叉学科,长期以来缺乏统一的学科定义,导致了学界对该门学科的理解常常出现偏差,甚至常常不把其作为一门独立学科,一定程度上影响了学科的发展。笔者曾任国际数学地球科学学会的执行主席、副主席、主席十余年,见证和领导了国际数学地球科学学会从数学地质向数学地球科学的转变,以及学会相关的杂志、会议等名称和内容的更新。期间于2014年在学会年度报告中提出了数学地球科学的新定义和学科内涵,2018年在庆祝学会50周年的数学地球科学手册中详细论述了数学地球科学学科的定义、内涵、贡献和前缘等。本文将在以上数学地球科学新的学科体系框架下探讨数学地球科学的主要贡献、科学进展、学科前缘和科普教育。在回顾学科发展历史的基础上分析了数学地球科学与数学地质学的差异,介绍了数学地球科学在大地测量和地球物理学、板块构造理论、地球化学、沉积学、地理信息系统、矿产资源和能源预测等领域的重要贡献。从国际地球科学前缘方向分析了数学地球科学的学科前缘,介绍了定量研究地球复杂性、大数据-深度机器学习与复杂人工智能等新的学科增长点。回答诸如什么是数学地球科学?数学地球科学家对地球科学的贡献?数学地球科学是否处在地学前缘等问题。     

空间对地观测与全球变化的人文因素

地球空间信息科学技术是大有作为的科技领域之一。空间遥感、地理信息系统、卫星定位及其与通信、网络技术的集成正以地球系统作为研究对象，为人们研究地球，特别是人与自然的和谐、人口资源环境的协调和社会的可持续发展提供了前所未有的手段，开拓了崭新的途径。在对国际空间遥感信息技术和空间信息的特点和发展趋势进行科学判断的基础上，分析了对地观测与人文因素的关系，提出了建立国家对地观测系统，发展空间信息技术的战略设想。     

实验地球科学的前沿与发展战略

实验地球科学是利用实验装置和技术模拟地球内部的高温高压条件,开展地球内部物质的物理和化学属性与地球内部过程研究. 我国的实验地球科学在过去10年得到了快速发展,已成为国际高温高压实验领域的一支重要研究力量. 主要介绍了实验地球科学的定义与战略价值,简述了我国实验地球科学的发展现状与薄弱环节,提出了未来学科发展的思路和重要举措,并展望了学科未来的优先发展方向.      

地球系统科学时代的区域地质调查应更加重视古生物资源调查

地球科学研究已进入地球系统科学时代,地球系统科学逐渐成为地球科学各分支学科重要的指导思想。本文论述了古生物资料在地质学诞生和发展中的重要作用及地球系统科学时代古生物资源调查的重要意义,分析了我国目前区域地质调查中存在的问题及其影响,对我国在区域地质调查中加强古生物资源调查提出了具体建议。     

美国科学基金会地球科学远景报告介绍

21世纪地球科学已经发展成为结合与联系了生物科学、社会科学、计算机科学、物质科学和工程科学等许多学科在内的真正跨学科科学。地球科学面临新的挑战和发展机遇,为了更深入地理解地球及其内部的相互作用,要求地球科学必须应用整体系统性分析方法,探索应用来自所有科学与工程学科的最新知识和技术。美国科学基金会(NSF)地球科学咨询委员会(AC-GEO)针对地球科学面临的新挑战,指导"地球科学远景工作组"(GEO Vision Working Group)制订了地球科学未来发展的新的规划:《地球科学远景(GEOVISION)——通过地球科学揭示未被拆散的地球的复杂性》,强调从整体系统角度来迎接地球科学未来面临的挑战。主要介绍《地球科学远景报告》的主要观点,AC-GEO提出的地球科学面临的3大挑战、5个重大科学问题,以及迎接挑战的3个措施与10个建议。     

2012年度国家自然科学基金项目指南

面上项目指南地球科学是认识行星地球系统的形成和演化的一门自然科学,主要包括地理学、地质学、地球化学、地球物理与空间物理学、大气科学和海洋科学以及这些分支学科与其他学科的交叉研究。地球科学分支学科的发展是地球科学发展的核心与基础。科学基金通过面上项目的资助促进地球科学各学科均衡协调发展,推动各学科的创新性研究和新兴领域的发展;激励原始创新,拓展科学前沿,为学科发展打下全面而厚实的基础。2011年度地球科学部共受理面上项目申请5 364项,申请单     

2012—2022年地球科学国际发展态势与中国影响力分析

地球科学对一个国家的经济社会发展有着重要的战略支撑作用。为了对国际地球科学发展态势特别是中国地球科学的国际地位与影响力开展多层次分析,通过构建地球科学发展态势“宏观—中观—微观”定量研究框架,从产出规模、合作网络、研究主题、主题热度和国际影响力等多维角度开展基于文献数据的分析。研究发现,2012年以来全球地球科学保持着较为活跃和稳步向前的发展态势,中国在产出规模、发文机构、合作网络、高被引论文以及国际影响力等方面取得长足进步。基于国内外地球科学战略计划与定量研究结论,从学科战略系统规划、国际深度科技合作、国际前沿科学计划主导、学科领域数据中心建设、新技术工具再研发和学科融合创新发展几方面出发,提出未来中国地球科学发展应加大中长期学科战略研究与系统规划、促进高水平国际深度科技合作与交流、策划发起中国领导国际前沿科学计划等。     

浅议学科交叉与地球系统科学

以整体系统的观念认识地球 ,强化学科间的交叉与渗透 ,是 2 1世纪初地球科学发展的主题。各国都十分重视推动学科交叉研究 ,并将学科交叉分为Modidisciplinary、Interdisciplinary、Transdiscipli nary三个层次。地球系统科学的两大前沿为“地球系统的联系”和“地球系统的演化” ,2 1世纪地球科学的突破在于地球系统变化理论的形成。笔者指出 :目前 ,我们的观念还跟不上地球科学的发展 ,尤其是“学科交叉”的理念不强 ,缺乏地球系统科学的思维 ,但我们有开展地球系统科学研究的有利条件     

地质空间信息管理及分析处理：地质空间信息系统（GSIS）综述

地南空间信息系统是地质空间信息管理及分析处理的工具。本文提出了一个基于分布式系统的地人间信息系统的框架模型,包括三维空间数据生成和管理,模型化数据对象管理及多媒体数据存储查询,模糊处理,专家系统等功能。     

信息高速公路与地理信息系统——试论地理学的信息革命

综合介绍了信息高速公路及国家空间信息基础设施的基本情况、地理科学的信息化和地理信息系统的发展趋势和特点，并说明了信息高速公路对地理科学信息化及地球科学研究及应用的影响。     

地理信息系统（GIS）在地下水领域中的应用及最新进展

ＧＩＳ是信息时代的产物，在地下水资源领域的研究日益广泛和深入。笔者着重阐述了ＧＩＳ在地下水领域的应用及最新发展，同时对ＧＩＳ在地下水应用中的优点和局限性提出了自己的观点。     

试论县(市)级地矿GIS的构成

通过对地理信息系统(GIS)在我国的发展及在地矿方面应用的简单回顾,对县(市)级地矿地理信息系统特点的分析,提出了该系统的构成框架。认为:县(市)级地矿GIS应由基础信息子系统、管理子系统和分析评估子系统三个子系统组成,管理子系统是地矿工作人员直接运用的管理工具,分析评估子系统是面对各种复杂地矿问题的决策帮手,而基础信息子系统则是管理子系统和分析评估子系统的数据来源。三个子系统各自具有独立的功能,在系统运行中又紧密结合在一起。由以上三个子系统组成的GIS系统,具有组织紧密、层次分明、实用性强等特点。     

昭通彝良地质灾害信息系统设计与应用

基于MAPGIS组件,设计开发彝良地质灾害信息系统,能帮助工作人员了解境内地质灾害空间分布、地质灾害治理等情况,实现了对相关资料的管理。     

地理信息系统在编制构造纲要图中的应用:以1:5万三道砬子河—露水河林业局幅为例

通过对1∶5万三道砬子河—露水河林业局幅内不同层次、不同样式构造形迹的系统调查研究,结合本区1∶5万地质建造构造图及1∶25万和龙市、靖宇县、浑江市和长白县幅的构造格架图,运用GIS技术编制本区构造纲要图。调查研究确定新太古代表壳岩及变质深成侵入体TTG组合至少有3期构造变形特征。在汉阳屯新发现太古代变二长花岗岩推覆至晚元古代南芬组粉砂岩之上。填图结果显示GIS技术具有传统制图方式无法比拟的诸多优势,便于地质信息管理及重复开发、综合利用。     

基于GIS的四射珊瑚分类信息系统

古生物学是一门古老的学科,在长期的研究中积累了大量的资料,如何充分利用这些宝贵 的资料,是人们关注的热点。计算机技术的发展,特别是近年来ＧＩＳ在各学科的应用,为古生物学研究提供了新的方法,为长期以来所积累的大量数据的分析与再利用提供了有效的研究手段。     

基于GIS技术的矿产资源信息系统

地质资料基本上可以分为空间数据和属性数据两大类.它们是地学数据不可分割的两方面,客观上要求统一进行管理.采用地理信息系统技术,可以彻底解决两种类型数据统一管理问题.结合正在开展的辽宁省矿产资源勘查、开发与利用规划工作,论述了建立基于GIS技术的辽宁矿产资源信息系统实现数据可视化和空间模型分析的思路和实现方法.它为今后矿产资源管理工作实现全面科学化管理提供了现代化手段,也为制定行业发展规划以及进行生产决策提供了支持,进而促进地质找矿和矿产开发的工作部署朝思维可视化及思路多样化的方向发展.     

全球变化中土壤信息系统的研究进展

地理信息系统（GIS）支持下的土壤信息系统（SIS）在评价土地生产能力、土地退化的现状、速率和风险以及全球变化研究中具有重要意义。简述了国内外SIS的研究进展,包括FAO世界土壤图的出版和修正、数字化世界土壤资源数据库（SDB）的建立、土壤—土地数字化数据库（SOTER）在全世界的进展、世界土壤排放清单（WISE）的发展以及美国和我国的SIS进展情况。在此基础上简介了土壤属性空间变异性的研究方法———地形分析和地质统计学,并指出地质统计学与GIS的结合将是未来的发展趋势。     

长江防洪决策支持系统——总控管理与人机界面

以长江防洪决策支持系统为例,讨论了总控系统与人机交互界面软件的开发.介绍了总控管理系统的组成及总控与其它各子系统之间的软件集成技术,并提出了一些技术难点的解决方法;描述了基于地理信息系统(GIS)技术的空间和属性数据处理方法,结合图形用户界面(GUI)技术,简述了系统人机交互界面的设计开发方法;讨论了基于电子地图的图形操作方法.