智能化制图综合在GIS环境下的实现方法研究

自动制图综合的研究长期以来未能取得突破性进展,原因之一是人们对制图综合的知识处理的深度不够。本文探讨在ＧＩＳ环境下实现智能化制图综合的方法。方法要点是：①采用知识推理＋数学模型的方法,即将基于专家知识的智能化推理与数学模型处理结合起来,用知识推理引导和操纵数学模型处理,以期达到较理想的结果;②在专家知识规则中贯穿面向地理特征的思想,即包括面向地理要素、面向地物对象－类,面向特殊地理区域等方面的知识法则。本文首先阐述在ＧＩＳ环境下实现智能化制图综合功能的策略,其次描述知识推理控制下的数学模型操作流程,以及制图综合专家知识库的组织形式;最后阐述各种面向地理特征的制图综合知识规则。     

非连续分布面状地理现象的图形自动概括方法

本文首先阐述了图斑概括过程中应遵循的原则,即正确处理几何精确性与地理真实性、清晰性和详细性两对矛盾,继而提出了自动化制图综合的设计策略。然后探讨了非连续分布面状地理现象(即图斑)的自动取舍、化简、夸大和移位、以及合并等算法,介绍了上述算法的实现方法,并给出几种地物图形自动概括的应用技术流程。     

基于规则的植被地图综合的研究

植被地图综合是专题地图综合的一个特例,需要遵循地理数据综合规则,以解决因表达空问缩小而造成的地物要素间的冲突问题,确保图面上图形表达的合理、清晰和美观;同时植被地图综合也要遵循植被分布自身的规律。该文主要研究和分析影响植被地图综合的主要规则,首先描述植被地图的特征,在此基础上分析讨论影响植被地图综合的主要综合规则,并简要介绍了用于表达综合规则的产生式规则方法,用实例描述了这些规则在植被地图综合各个阶段的应用和结果,以此来反映综合规则在植被地图综合过程中的重要性。     

地理“一般法则”与“特殊性描述”的辩证关系

正地理一般法则是把个别的、局部的、分散而具体的地理事物,按其内在联系,进行归纳、总结、综合,从而得出概括性的结论,即地理原理、地理规律,是共性知识,是地理的核心知识。地理主要有三方面的一般法则:(1)地理规律类(如分布规律、过程规律)(2)原理性(如气候因素、要素相互作用原理)     

生态地理区域系统的比较研究

生态地理区域系统通过对代表自然界宏观生态系统的生物和非生物要素地理相关性的比较研究和综合分析,按照自然界的地理地带分异规律,划分或合并而形成不同等级的区域系统。用中国的研究与国外同类研究的比较,可以拓宽这一领域的思路,便于在这一领域与国外的学者使用相似的科学语言进行学术交流,使中国这一领域的研究走向世界。本文从生态地理区域系统的发展过程、等级单位、指标体系与表达方法,区域划分等方面将中国有代表性的生态地理区域系统与国外同类研究进行比较,认为中外的研究有许多共同之处,如目标、研究内容和服务对象与环境、生态、全球变化等联系在一起,其中与美国R. Bailey所划分的美国、北美和全球生态地理区域更为接近,在等级系统、指标体系、表达方式到划分结果有近似之处。地域的差异,指标使用的不同,制图过程和表达方式的差异造成了区域划分的差别,似可以通过野外实地生态类型的辨识来加以修订。     

经济地理区位分析的思路与方法——以江苏省灌河口地区为例

作为地理学的入门性技术方法,经济地理区位分析无论是基本含义还是应用,无论是定性分析还是定量建模.都有大量的成果问世,已达到相对成熟的研究阶段.但灌河口的案例分析事实上昭示出了经济地理区位分析的新思路.本文将其归纳为经济地理区位分析的综合集成法,其基本含义是多时空尺度、多影响要素的综合集成分析.即不仅仅将经济地理区位静态地理解为一种相对位置关系.而是在考虑区位与其影响因素之间相互关联的过程中进行经济地理区位的综合性分析,具体包括多要素综合分析法则、多尺度时空分析法则和多路径门户分析法则.在此基础上进一步建构了经济地理区位分析的理论框架,试图对经济地理区位(分析)这一地理学最为基本的知识、理论与方法,进行有一定新意的理论与方法论探讨.     

论制图综合的理论基础

制图综合是以科学概括和选取的形式,将制图区域中重要基本的制图物体及其特点以及它们之间的相互关系反映在地图上。制图综合不是机械地、简单地缩小和取舍的技术操作,而是一个科学的创造性过程。制图综合过程中,要依据地图内容、制图物体轮廓形状、制图物体数量和质量特征等进行合理化选择和科学处理,以尽可能最全面地反映地图所包含的各种信息。     

高中地理教师学科知识的测查与分析

本文采用测量法对216名高中地理教师学科知识的状况进行测查,结果显示:高中地理教师对学科基础性知识中的地理名称、地理分布、地理数据、地理规律等知识掌握得比较扎实,而对地理概念、地理景观、地理成因、地理特征等知识的掌握有所欠缺;对学科历时性知识中的地理学思想史、发展趋势和前沿领域等知识掌握情况优于地理发现史和地理图籍史;对学科认识论知识中的整体性思想、地理调查法、地理野外考察法、地理实验法等掌握情况不够理想;高中地理教师学科基础性知识、学科历时性知识的掌握情况在不同发展阶段存在显著差异,而学科认识论知识的掌握情况在不同发展阶段的差异并不明显。据此,笔者提出如下建议:高中地理教师需要认识到学科知识的重要性,注重不断更新学科知识;不同发展阶段的高中地理教师在工作中应加强相互交流,取长补短;高校的地理科学专业需要开设《地理科学导论》、《地理学史》等课程;教师培训机构应当注重开设高中地理教师学科知识的相关课程。     

高中地理教学中“举三反一”的应用

英国学者R.J.约翰斯顿在《哲学与人文地理学》中说：＂科学的功能……就是建立普遍规律来概括所论科学关注的经验事件或客体的行为,从而使我们将关于孤立的已知事件的知识联系起来,并对未知做出可靠的预测。＂地理科学一个重要的功能就是对地球表面的地理事实、地理现象,进行分析、概括,归纳、分析其中蕴含的地理原理、地理规律,并运用地理原理和地理规律做出科学的预测。因此,归纳推理是地理科学的重要研究方法。     

试论普通地理图的发展

一、普通地理图的分类及其特征普通地理图属于普通地图范畴,它在内容的详尽程度、用途和比例尺等方面都有别于地形图。普通地理图一般是指比例尺小于1:100万(亦有大于1:100万的),与地形图相比具有较强的概括性和一览性,即在尽可能保证几何精确性的情况下,通过适度的制图综合,来重点显示主要的区域特征,强调地理适应性,以提供制图区域较完整概念的地图。     

区域发展差距测度指标体系探讨

区域发展差距是自然、经济和社会等多种因素共同作用的结果。建立区域发展差距测度指标体系反映了区域发展差距研究从单要素、单指标走向多要素、多指标综合测度的发展趋势。本文在进行区域发展差距概念界定、构成要素类型划分,以及阐述构建区域发展差距测度指标体系遵循的基本原则基础上,通过对区域发展差距构成要素进行甄别、归类和属性特征分析,筛选、构建和设计出了以衡量民生质量为导向的区域发展差距宏观和微观测度指标体系。宏观测度指标体系由3个综合指标、18个要素指标和54个属性指标构成;微观测度指标体系由3个综合指标、14个要素指标和70个属性指标构成。     

国内外交通地理学研究进展的比较

基于WOS和CNKI数据库中文献样本数据,利用CiteSpace软件,绘制知识可视化图谱,回顾了国内外交通地理学的研究进展,从3个阶段比较了两者的异同。结果显示：国内外研究都呈现出问题导向,已具有了较为系统的研究体系。国外交通地理学研究具有较强的社会导向和人本导向,侧重于全球、跨国、跨区域等大尺度和微观视角的研究,研究重视定性和定量的结合,以及规律总结和机制探索,呈现出批判性和多样化特点;国内研究则以国家、区域战略和政策为导向,侧重于宏观尺度,研究区域和行政区划有很高的重合度,研究重视基于空间计量探讨空间格局、空间结构和时空演变规律,但缺乏对形成机理更深层次原因的探讨,研究具有“任务带学科”和“经世致用”的特点。最后展望了国内交通地理学未来研究发展趋势。     

空间数据挖掘的地理案例推理方法及试验

从空间数据挖掘的角度谈地理案例推理方法,认为地理案例推理是面向问题的一种空间数据挖掘方法。针对这一思想进行了基于地理案例的空间数据挖掘具体算法介绍。首先在明确地理案例具体定义的基础上,给出了面向问题的空间数据挖掘地理案例界定和组织方法;其次,鉴于地理空间的自然地带性和区域分异性规律的影响,深入探讨了地理案例自身或其间所可能存在的相互依赖和相互制约关系,并给出了采用粗糙集方法进行地理案例内蕴空间关系的定量挖掘方法;第三,针对地理案例表达时考虑的空间特征和空间关系的不同,给出了三种状况下的空间相似性计算模型;最后,以土地利用这一典型的地学现象为例,给出具体实例,一方面进行土地利用问题的定量分析与推测;另一方面,通过实例展示地理案例推理方法在地学问题求解以及空间数据定量分析上的特点和优势。     

论地图学知识创新体系的构建

地图学是一门既古老又年青的学科,在地球科学中起着十分重要的作用。本文从探讨地图的科学价值和地图学学科归属入手,深入研究了地图学的知识创新和知识增长模式,制定了地图学的知识创新体系和研究方案,并讨论了三个核心创新点的实质、难点、创新途径等。本文认为,地图学的知识创新体现的是地图的科学价值的增殖,地图学的实际应用则体现了地图的社会功能的增强。地图学的知识创新方案应该包括从基础理论和应用基础理论研究,到技术创新,再到新产品开发和地图产业化的整个过程和体系。     

空间数据挖掘技术研究进展

空间数据具有海量、非线性、多尺度、高维和模糊性等复杂性特点,空间数据挖掘技术是对空间数据中非显性的知识、空间关系等模式的自动提取。该文从空间数据挖掘的知识类型、方法、体系结构、过程以及与GIS系统集成等方面对其进行综述。重点阐述空间特征及区分规则、空间分类及聚类规则、空间分布及关联规则、空间序列及演化规则等知识类型以及统计分析、机器学习、探索性数据分析、可视化分析等数据挖掘方法。通过对空间数据挖掘理论、应用和系统实现等方面研究方向、存在问题的分析,指出集数据库、知识库、专家系统、决策支持系统、可视化工具、网络等技术于一体的空间数据挖掘系统是其主要发展方向。     

Use of an expert system to map forest soils from a geographical information system

Abstract

Mapping forest soils using conventional methods is time consuming and expensive. An expert system is described and applied to the mapping of five forest soil-landscape units formed on a single granitoid parent material. Three thematic maps were considered important in influencing the distribution of soils. The first showed the distribution of nine classes of native eucalypt forests, and the second and third were derived from a digital elevation model and represented slope gradient and a soil wetness index combined with topographical position. These layers were input to a raster based geographical information system (GIS) and then geometrically co-registered to a regular 30 m grid. From a knowledge of soil distributions, the relationships between the soil-landscape units and the three data layers were quantified by an experienced soil scientist and used as rules in a rule based expert system. The thematic layers accessed from the GIS provided data for the expert system to infer the forest soil-landscape unit most likely to occur at any given pixel. The soil-landscape map output by the expert system compared favourably with a conventional soil-landscape map generated using interpretation of aerial photographs.     

生态脆弱区社会—生态景观恢复力时空演变及情景模拟

从最具操作性的景观尺度探究社会—生态系统恢复力的时空分异及其演变,对于揭示人类活动变化对生态环境及其景观服务的影响机制,促进区域可持续发展意义重大。以黄土丘陵沟壑区米脂县作为典型案例地,从生态、社会、生产3个系统维度构建社会—生态景观恢复力评价指标体系,分析研究区各子系统和整体社会—生态景观恢复力时空演变及其相互关系。结果显示：① 研究区2000-2015年社会—生态景观3子系统恢复力空间分异显著且都有增强。其中,“退耕还林”第1阶段（2000-2009年）增强突出,生态、社会、生产三系统恢复力指数分别上升0.134、0.048、0.028;第2阶段（2009-2015年）增强相对减缓,生态、社会、生产三系统恢复力指数分别上升0.038、0.017、0.021。② 总体社会—生态景观恢复力空间分异同样显著,其恢复力指数上升11.60%,呈现中间高东西低的空间格局。③ 子系统与整体景观系统恢复力变化之间有主导性正向关系,且3个子系统恢复力变化协同关系显著,两个或三个系统协同率达到90%以上。最后,运用有序加权平均法,基于干扰指标与适应能力指标的不同权重设置情景偏好,绘制出“不可持续导向型”“维持现状型”和“可持续导向型”3种情景下的社会—生态景观恢复力模拟图,为区域景观适应性管理提供决策支持。     

曲线化简的弧比弦算法改进及其评价

地图综合是当前国际GIS和制图学领域的一个难题。化简是地图综合的一个基本操作算子,线要素是地图综合操作的主要对象,该文主要研究地图线要素的化简问题。首先,从算法的适用范围、阈值设置等方面分析了现有算法的优点,重点阐述了一种常用的弧比弦算法,并指出了其在化简过程中存在的不足。然后,基于地图曲线的空间认知特征,提出了一种改进弧比弦算法。该算法能够更好地保持曲线的特征点和曲线的几何形态,避免阈值的设置问题。在算法评价上,采用3种定量评价指标,即:偏移平均值、偏移量中值和面积变形值,对改进的弧比弦算法与现有经典算法进行了比较分析。最后,通过算例分析验证了该算法的可行性、有效性和健壮性。