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。     

地理学研究范式的思考

地理学主要关注陆地表层自然和人文要素的空间分异规律研究,针对这一复杂系统的不同问题应该选择不同的研究方式。本文在思考以往地理学研究方式的基础上,将地理学研究范式概括为：地理经验科学研究范式、地理实证科学研究范式、地理系统科学研究范式和地理大数据研究范式。对不同地理科学问题应选取不同的范式加以研究,对有些复杂科学问题应采用多种研究范式加以解决。     

地理格网模型研究进展

地理格网系统起源于早期的制图研究,并发展成为表达复杂地理现象、综合分析自然与人文数据、模拟地理系统功能与行为的基本方法。地理格网系统的组成包括格元、格边和格点,格元代表了区域面状特征,格点确定了格元的基本位置和点状特征,格边用于度量格元间的通量关系。在现代地球测量技术驱动下,地理格网系统的功能从传统的地图定位框架与地理现象表达,进一步拓展出多源地理空间数据融合、地理综合分析等新功能。研究椭球空间下的地理格网系统构建模型、误差分布、地学计算等是地理格网系统研究的前沿和基础性科学问题。     

耗散结构理论与地理系统论

本文运用耗散结构理论的基本观点论述了地理系统作为耗散结构系统具有四个重要特性:即地理系统是一个开放系统,非平衡系统,系统内各要素间存在复杂的非线性相互作用的系统,动态涨落系统。其研究的最终目的在于使地理系统执行特定的社会经济功能。     

论地理科学的理论研究与新技术手段

本文在论述现代地理科学发展特点的基础上，讨论了加强地理科学理论研究和将理论研究的成果运用于社会主义建设的迫切性及有关的若干问题。本文指出，钱学森教授倡导的地理系统学说是地理科学理论研究的基础，从定性到定量的综合集成法是分析地理系统行之有效的方法。并强调ＧＩＳ技术和地理系统分析相结合。     

谈地理科学的内容及研究方法(在1991年4月6日中国地理学会“地理科学”讨论会上的发言)

本文作者在回顾了对“地理科学”的认识过程后,用系统的观点阐述了自己对“地理科学”的见解,指出“地理科学”是一个学科体系,是现代科学技术体系十大部门之一,是与自然科学、社会科学等并列的。文章还揭示了地理系统是“开放的复杂巨系统“,提倡“从定性到定量的综合集成法”是研究此系统的可行的新方法,以此摆脱传统的“培根式还原论”方法所带来的困境。并认为地理工作者应树立起“地理哲学”思想,作为地理科学的哲学概括。作者在最后指出“地理建设”在社会主义建设中的重要地位和作用,号召从基础理论、应用理论、应用技术三个层次建立起“地理科学”,掌握和发展“从定性到定量综合集成法”,并大力宣传“地理科学”。     

论地理科学

地理科学是对地理学的继承与发展，是跨自然科学与社会科学的桥梁科学，钱学森居高临下地研究了当今全人类的科学体系，笔者解读了这个体系，根据钱学森《论地理科学》的思想[1]，按照基础理论，技术科学，工程技术三个层次将地理科学分为理论地理科学、地理信息科学和地理系统工程三个层次的内容，该文根据笔者长期研究的成果论述了地理科学，为本刊更名提供基础性支持。     

初中地理教学中数据的应用

初中地理新课标教材（人教版）中出现了众多的数据,如地球表面积为5．1亿平方千米,荷兰约1／4的陆地低于海平面等等。这些地理数据通过数字的形式对地理系统及其要素的概念、状态、特征：演变规律及人对地理系统的管理与规划等内容进行定量地反映。     

巧记地理数据 提高学生能力

在地理知识体系中有不少地理数据．地理数据是反映地理系统及其要素的状态、特征、演变规律和分布特征及人对地理系统的管理与规划等的信息。     

社会感知与地理空间智能的研究动态与展望——“社会感知与地理空间智能”专栏导读

地理大数据及其提供的社会感知手段为信息地理学、人文地理学带来了全新的研究范式,在“人—地”关系研究中发挥了重要价值。地理空间智能(GeoAI)作为地理空间科学与人工智能相结合的交叉研究方向,有力提升了对于地理现象和地球科学过程的动态感知、智能推理和知识发现的能力。该文系统综述了社会感知与地理空间智能研究的发展动态,在此基础上,对大数据时代社会感知研究面临的挑战和发展趋势进行了展望。     

复杂性科学视角下的地理学研究范式转型

随着复杂性科学的兴起,地理学研究范式正逐步发生改变。本文在回顾复杂性科学发展历程和当代地理学研究范式变迁的基础上,对地理系统复杂性的表现、特点、成因及其相关的研究方法作了较为详细的解释和说明,比较了传统经典地理学研究范式与复杂性科学视角下地理学研究范式的差异,最后探讨了复杂性地理学思维的创新与发展图景,即超越还原论的地理学整体思维和地学格局与过程的广义进化思维。     

关系经济地理学与贸易网络研究进展

贸易网络研究起源于复杂网络科学,其研究问题属于经济地理学全球化关注范畴。然而,关系经济地理作为经济地理全球化研究的中坚力量,同样借鉴社会网络和网络科学的思想,几乎没有参与到贸易网络的研究和对话中。论文针对这一现象,从介绍关系经济地理的网络范式入手,阐述关系经济的网络范式来源、过程与研究成果,并梳理现有贸易网络研究的进展,分析现阶段关系经济地理的网络思潮与贸易网络的区别,重新思考经济地理在关系视角下,应该以何种方式参与到贸易网络的讨论中。主要结论如下：① 关系经济地理的网络范式仅仅借用社会网络研究小部分概念,重视在整体网络空间中行动者的嵌入性,几乎不关注网络的整体结构及其对集体行为的影响;② 贸易网络研究主要探讨国家间贸易网络的结构与性质,而关系经济地理普遍从企业出发研究贸易流动背后的生产网络,其理论基础难以使用社会网络分析方法;③ 关系经济地理的贸易网络研究应该重视全球集群网络理论的运用,重新思考网络概念的经济地理学基础和多维网络相互耦合关系研究等问题。论文有助于推动关系经济地理学学者如何借助学科理论基础参与到贸易网络国际化研究中,对探讨现阶段经济地理理论应用和新方法实践具有重要的积极作用。     

试论地理科学与持续发展

本文简述二十世纪以前传统地理学漫长的发展过程，并论及研究内涵、领域的演化。本世纪中叶以来，随着社会经济的发展与科学技术的进步，地理学不仅扩展了研究领域，且在理论、方法和技术上都取得了长足之进展。现代地理学逐渐成为一个分支众多的学科体系，地理学的研究领域正经历着横向扩展与纵向深化的新的过程，这种既有学科综合，又有学科分化的趋势，适应了现代科学发展的潮流。新理论、新方法和新技术的引入，极大地提高了地理学的系统分析与系统综合能力，从而相应地提高了地理科学体系的理论水平和应用能力。21世纪无疑地将为地理学的发展带来新的契机，地理环境的持续发展将成为研究重心。在第三次科学大综合浪潮推动下，改革传统的地理学结构，构建地理科学的新体系与方法论，对其科学价值与功能进行新审视，在理论和应用领域不断进取与开拓，才能释放这门学科所蕴蓄的科学力量。     

地理信息系统学科中几个基本问题探讨

地理信息科学(GISci)尚不成熟,但中国地理信息系统(GIS)高等教育发展快速,因此GIS学科发展面临许多问题和挑战。尝试从哲学本体论、认识论和方法论角度探讨GIS学科中的几个基本问题:现实世界、概念世界、数字世界、空间认知、空间表达、空间分析与研究方法,同时从社会实践角度总结了GIS应用中的组织、管理与社会问题。1)系统总结地理空间、空间认知与信息表达的关系以及地理信息的基本特征;2)回顾GIS的概念与内涵演变,论证GIS概念的多样性与同一性,分析了几个代表性的GIS研究方向;3)在回顾地理学研究范式转变的基础上,探讨空间分析、知识产生过程以及基于GIS的地理学研究范式;4)辨析GIS与组织管理间的关系、GIS与社会间的互动关系,特别强调发展中国家GIS应用面临的问题。建议围绕“空间认知与表达”、“GIS方法论”、“GIS、组织与社会”进行跨学科研究,完善GIS学科体系。     

新时代地理复杂性的内涵

20世纪以来,经地理学者不断探索和努力,地理学已经形成了其特有的学科特征。首先从认知方法和思维角度,阐述了新时代地理学所面临的困境;从新技术、新秩序、新数据、新方法以及新动因等方面,诠释了地理学的新时代特征。其次,针对地理区域性的新内涵和地理综合性研究所需的新方法,提出了复杂性研究是地理学成功的新路径,并认为复杂性是地理学研究的第三特征。再次,重点讨论了地理研究存在的空间复杂格局、时间复杂过程和时空复杂机制,进而解释了地理复杂系统的基本概念,并就地理复杂系统的核心问题提供了相应的研究方法。最后,提出了新时代地理学面临的新挑战和新要求。     

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。     

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。     

20世纪初叶以来中国地理学研究范式特征与发展

“范式”一词于20世纪70年代由库恩基于科学哲学提出,并逐渐为科学界接受。同时,各学科学者借用库恩的“范式”概念和“研究程序”思想而构建出本学科的研究范式。因此,使得各学科间的研究范式既具有相对独立性又存在联系性。地理学也因此形成自己的研究范式。中国近现代地理学作为世界地理学的重要组成部分,深受其思想与方法的影响。因此,系统地认识20世纪初叶以来我国地理学研究范式的发展历程十分必要。采用“历史”与“逻辑”统一的原则对地理学研究范式的含义与意义及我国地理学研究范式历史的认识进行研究得出：中国地理学经历了区域因果关系范式到空间范式的继承与转变;我国近现代地理学范式的发展始终是“显范式”（冠予“范式”一词的研究方法）与“潜范式”（未冠予“范式”一词的研究方法）并存发展的;我国人文地理学研究范式与应用多以“显范式”为主,自然地理学多以“潜范式”为主;所有地理学研究范式都遵循地理学空间思想指导;未来地理学研究范式将朝向定量化、技术化、空间化、社会性和文化性方向及格局、过程、机制及模拟发展,朝向科学第四范式迈进。     

地理学区域研究与区域历史地理学的取向

地理学的区域研究传统由来已久,后形成了独立的分支学科——区域地理学,经历了古代地志的分区书写、区域差异的描述解释、空间关系的定量分析和社会过程的深度建构4 个阶段的发展过程。区域地理学演进中遭遇的计量革命与理论创新,实质上是对传统区域学派过分强调区域所导致的静止、孤立的研究僵局的打破与修正,是区域地理学不断总结和完善自身的发展之路。区域历史地理学的学科性质、研究范式与研究内容和方法深受区域地理学的影响和启发,并形成了连续的地理剖面复原研究、区域的景观文化生态研究、区位与结构—功能体系研究和分区分类分级的综合研究等多个分支。与西方相比,中国区域历史地理学的研究在研究内容和方法方面显得比较滞后,今后应加强对特定地方的社会、文化及经济空间的深度剖析,进一步深化人地关系理论及研究方法,不断拓展研究思维的深度和广度,争取有更多、更有影响力的区域历史地理研究成果问世。     

从本土到全球网络化的人地关系思维范式转型

早期地理学关于人地关系的研究多基于本土思维,秉持“一方水土养育一方人”的理念。在严重依赖自然资源的传统农业社会,这一理念及其指导下的区域地理研究和区域管理实践,对于促进人与自然的协调发展起到积极作用。随着系统开放程度的增加,规模不等、层级不同的地域系统形成了一个相互依赖、相互耦合的地理网络。每个地域都是这个网络上的节点,地域问题的产生与解决与网络上其他节点有密切关联、与地域系统内外因素紧密相关,地域外因素有时甚至起主导作用。虚拟水、生态足迹、贸易隐含碳排放、资源纽带关系及人地关系远程耦合等概念和方法的提出,标志着人地关系研究范式从本土思维向全球网络化思维转型。依照新的理念和研究范式,传统的本土思维范式及建立在此范式上的相关研究主题（如区域承载力）应该受到重新审视。