面向遥感大数据的地学知识图谱构想

由于地球表面的时空异质性与复杂性,传统从遥感影像具有的信息特征出发,构建智能解译算法解决遥感地学认知的思路在应对面向全球的海量遥感大数据分析时,其精度和地学实用性已触及瓶颈.为此,本文从地学知识为核心的角度出发,结合当前知识图谱理论的发展,提出一种新的面向遥感大数据分析的地学思维构想——地学知识图谱.本构想将地学知识的...     

大规模地球科学知识图谱构建与共享应用框架研究与实践

地球科学（以下简称地学）知识图谱具有强大的知识表示和语义推理能力，已成为地学大数据和地学人工智能发展必要的基础设施。然而，目前的地学知识图谱研究主要面向实验场景，缺乏面向实际应用的大规模地学知识图谱构建方法和共享应用框架研究，导致尚未真正在地学领域现实应用中得到使用。为此，本文面向地学大数据和人工智能研究与应用对地学知识图谱的迫切需求，首先研究了大规模地学知识图谱的构建技术，在此基础上，提出一种覆盖地学知识图谱构建、共享和应用全生命周期的总体框架。然后，以“深时数字地球（DDE）”国际大科学计划为例，开展了面向实际应用的知识图谱平台研发实践。最后，利用该平台，构建了DDE大规模地学知识图谱，开展了知识图谱开放共享，有效实现了知识图谱应用，证明本框架可有效支撑大规模地学知识图谱的构建与共享应用。本文对于地学知识图谱现实应用价值的实现具有重要的促进作用。     

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。     

地学信息图谱的探讨与展望

“图”是指空间信息图形表现形式的地图 ,也包括图像、图解等其他图形表现形式 ;“谱”是按事物特性所建立的系统 ,或按时间序列所建立的体系。地学信息图谱具有图形与谱系的双重特性 ,是由大量地学数字信息经过图形思维与抽象概括 ,并以计算机多维与动态可视化技术 ,显示和揭示地球系统及各要素和现象空间形态结构与时空变化规律的一种手段与方法。本文分别论述了 :1.图谱的基本概念 ;2 .地学信息图谱的探讨 ;3.地学信息图谱建立的基本过程与步骤 ;4.地学信息图谱实例--中国自然景观综合信息图谱 ;5 .地学信息图谱的意义与展望。     

地学信息图谱的基础平台设计与开发

主要介绍地学信息图谱基础平台的设计思想和相关的技术。地学信息图谱基础平台是在对地学信息图谱的理论深入研究和探讨后,根据制作地学信息图谱样例的需求,利用系统设计理论和计算机软件工程技术,对基础平台的系统功能进行了设计,并采用先进的软件编程技术和思想而完成的。另对图谱表格中嵌入OLE对象、图谱表格的编辑以及图谱表格与GIS数据的连接等关键技术作了讨论。     

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。     

陕西省城镇与交通信息图谱的建立与分析

地学信息图谱是伴随地学信息知识的创新而产生的,建立地学信息图谱的过程就是对地学研究对象的认知过程。本文通过对陕西省城镇和交通信息图谱的建立与分析,指出陕西城市具有格状对称分布的规律;陕西交通布局具有线形对称分布的特征。通过以延安为中心的我国大城市靶形图谱分析,建议把延安发展成大城市,以带动陕北和周边地区的经济发展。结论是应在城镇与交通信息图谱的指导下,制定出陕西城镇与交通发展的科学规划。     

土地利用结构优化图谱研制——以科尔沁沙地典型样区为例

地学信息图谱是一种现代信息技术条件下的地理时空分析方法论。本文阐述了土地利用结构优化图谱的时空尺度、情景过程、层次结构、图谱和模型的互馈等科学问题。提出遥感影像信息源和前期工作产生的土地利用现状、生态安全单因子评价系列的征兆图谱,中期工作得出的生态安全及土地利用综合评价系列的诊断图谱,后期的土地利用优化情景系列的实施图谱。各层次图谱在分类和分级体系上要具有一定的统一协调性。科尔沁沙地八仙筒镇的优化实例表明,应用地学信息图谱进行土地利用结构优化可以实现对过去、现在和未来的反演、评价和预测,进而为区域土地可持续发展提供决策依据。     

《地球信息科学学报》征稿简则

正《地球信息科学学报》是由中国科学院主管,中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会主办的综合性学术刊物,2001年9月经国家新闻出版总署和ISSN中国国家中心批准,2002年正式向国内外公开发行。地球信息科学是面向21世纪信息时代的新兴学科,是地球系统科学、信息科学、地理信息技术交叉与融合的产物。它以地球系统信息流为研究对象,探索时空数据挖掘与知识发现、地理系统格局与过程模拟、遥感地学计算的方法体系,完善地球信息科学方法论,发展时空数据集成管理、高性能地学计算、时空数据可视化、地理信息服务等核心技术,促进地理信息系统技术创新,研究地球系统科学数据共享标准规范与关键技术,推动地学信息化科研环境建设。《地球信息科学学报》主要刊登地球信息科学领域具有前瞻性、创新性、探索性和交叉性的原创研究论文,设有地球信息科学理论与方法、陆地表层系统模拟、地理空间分析综合应用、地理信息系统软件技术、遥感科学与应用技术、地图学与地学信息图谱、人文学和社会科学研究中的空间分析应用等专栏。热忱欢迎国内外学者踊跃赐稿。     

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。     

福建省海岸带脆弱生态环境信息图谱研究

海岸带是陆地和海洋的交接地带,随着沿海经济的发展和对外开放,对海岸带的各种开发活动,一方面促进了沿海地区的经济发展,另一方面也使海岸带面临的压力越来越大,如人口增多、资源消耗、环境污染严重等。此外,海岸带的自然灾害频繁,常见的有台风、干旱和地震,海岸带生态环境呈现出典型脆弱性的特征。以地学信息图谱的方法论对海岸带脆弱生态环境进行研究:首先,它依托由对地观测技术、实地调查及社会经济统计而建立起的时空数据库,通过数据挖掘与知识发现,产生征兆图谱;然后,结合评价和时空分析模型及G IS提取诊断图谱;最后,在预测模型的支持下产生实施图谱,从而形成决策方案。实践证明,通过信息图谱能够更直观地反映海岸带脆弱生态环境,包括其现状、驱动因素,以及未来变化趋势,为海岸带的可持续发展规划决策、环境管理,以及防灾减灾对策的制定提供重要的科学依据。     

地球信息科学的理解与实践

地球信息科学的研究对象是人类智慧圈;其任务是以信息流调控人流、物流和能量流的人地关系,服务于和平与发展。同时论述了地球信息科学的理论与方法,以实例作了深刻分析,并提出用地学信息图谱的方法认识自然、掌握自然规律,反演过去、预测未来的观点。最后呼吁GIS领域应尽快引进格网计算技术,推动地球信息科学发展。     

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。     

福建省生态环境空间格局图谱分析

本文基于地学信息图谱的理论,采用地学信息系统和遥感技术,编制了福建省生态环境综合评价等级图,并在定义区域生态环境质量指数基础上,编制出基于多种空间要素为背景的生态环境质量指数空间格局图,以构成福建省生态环境空间格局图谱。最后分析了福建省生态环境空间分布格局的形成、变化规律。     

地面滑坡信息图谱的浅析

地学信息图谱作为地学问题的一种研究思路和方法论,有助于深化地学现象和过程滑坡研究。从地球信息科学和滑坡学理解的滑坡信息图谱形式上有一定的差别,其研究内容也有一些异同。本文从地球信息科学的角度详细阐述了滑坡信息图谱方法的内容及具体应用,文中将滑坡信息图谱分解为滑坡征兆、诊断与实施图谱,用于辅助解决滑坡研究不同阶段和层次的方法论问题,其主要目的是提出并寻找GIS对滑坡研究应用的途径和方法体系。     

地面滑坡信息图谱的浅析

地学信息图谱作为地学问题的一种研究思路和方法论 ,有助于深化地学现象和过程滑坡研究。从地球信息科学和滑坡学理解的滑坡信息图谱形式上有一定的差别 ,其研究内容也有一些异同。本文从地球信息科学的角度详细阐述了滑坡信息图谱方法的内容及具体应用 ,文中将滑坡信息图谱分解为滑坡征兆、诊断与实施图谱 ,用于辅助解决滑坡研究不同阶段和层次的方法论问题 ,其主要目的是提出并寻找 GIS对滑坡研究应用的途径和方法体系。     

“中国西部开发战略图解”的分析

本文重点分析了《中国西部开发战略图解》的5幅地图,从环境人口负荷、水资源/水源保护、生态景观区划与环境退化评价、山地垂直结构和城镇化与经济发展等方面,在宏观层次上从自然和社会经济角度,运用现代地学信息图谱的理论与方法,对西部开发现状及开发前景做了定性与定量的综合评价,为贯彻可持续发展战略,切实保护生态环境,落实退耕还林政策提供一些依据。并对“地学信息图谱”的方法进行了探索研究,力求简化复杂系统的图形表达,在发展过程中不断为读者提供一些一目了然、具有不同尺度的可视化图形、空间分析结果和解决方案,为西部现代化提供信息服务。