时空信息与数据科学专题导言

<正>新型感知手段、人工智能和大数据技术的快速发展,从时空数据获取、管理、分析和展示等不同维度深刻地催动地理空间信息技术和方法的变革。时空信息与数据科学作为交叉学科领域,涉及地理信息系统、遥感技术、地球观测技术、大数据分析技术、计算机科学、人工智能等多个学科和技术的交叉与融合。为推动时空信息与数据科学的全面发展和深入应用,支撑数字中国战略,同时庆祝我国空间信息与数字技术专业设立20周年和《地理空间信息》创刊20周年,组织了“时空信息与数据科学”专题。     

空间数据融合的相关技术和方法研究

空间数据获取是空间信息系统的核心技术之一。地球空间信息系统（Geo-spatial Information System，SIS）是地球空间信息科学的技术系统，它是基于计算机技术和网络通信技术的解决与地球空间信息有关的数据获取、存储、传输、管理、分析与应用的信息系统。地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是地理信息科学的技术系统，是空间信息系统的典型代表。     

《地球空间信息球面离散网格——理论、算法及应用》出版

由张永生教授等主编的《地球空间信息球面离散网格——理论、算法及应用》于2007年4月由科学出版社正式出版。书中详细讨论了地球空间信息球面离散网格的理论和技术问题，为全球海量空间信息的组织、管理和应用设计了新的技术框架。本书可供地球空间信息科学、遥感科学与技术、地理信息系统、对地观测、信息资源开发、空间信息系统集成、资源与环境、国土资源调查、测绘、卫星应用技术、地理影像情报等学科领域的研究开发者、管理者阅读参考，也可作为相关专业大学高年级学生和研究生的教学用书或参考用书。     

从测绘学到地球空间信息智能服务科学

回顾了从传统测绘学到当今地球空间信息智能服务科学的60年发展历程;总结了测绘学从模拟到解析再到数字化发展的3个重要阶段;介绍了GNSS、RS与GIS(3S)集成,从而形成了地球空间信息学的兴起;分析了数字地球时代地球空间信息学的发展,进而论述了当今智慧地球时代地球空间信息科学走向实时智能服务的最新进展,并对"互联网+"空间信息智能服务的3个发展水平进行了重点论述。可以肯定,在大数据时代传统的测绘学必将集通信、导航、遥感、人工智能、虚拟现实和脑认知科学之大成,发展成为地球空间信息智能服务科学,为富国强军与利民作出应有的贡献。     

基于GIS的油气地质综合研究平台与初步应用

油气地质综合研究平台必须实现数据的集成管理、可视化综合表达和定量分析,因此,可采用数据集市、数据平台和应用系统构成的三层体系结构。应用数据集市实现多学科数据的集成化管理,应用机助地层对比、图层叠加显示、专题图、三维可视化、空间叠加分析等技术实现多学科研究的专业集成。金湖凹陷戴南组的初步应用表明,该平台可为油气勘探的地质综合研究提供高效适用的软件工具。     

地球空间信息科学与区域发展规划的关系

地球空间信息科学，作为地球信息科学的一个重要分支学科，将为有关地球问题的研究提供空间信息框架、数学基础和信息处理的技术方法。区域发展规划是一项复杂的系统工程，它涉及到地球空间信息及可持续发展等同题，需要各种先进科学理论和技术的支持。地球空间信息科学及其技术是能够给予区域发展规划最基础支持的重要技术，也是保证区域发展规划科学、合理的满足社会可持续发展要求的一个关犍的技术支撑。因此，研究地球空间信息科学与区域发展规划理论的有机结合，并将地球空间信息技术应用到区域发展规划中是非常必要的。     

开发地球空间信息部门的创新潜能

地球空间信息科学是一项很有用的技术。地球空间信息部门确定自然现象和人类活动的地理定位,并在台式电脑和因特网上,以智能地图的形式将这些信息提供给决策者。业内人士坚信,地球空间信息科学产业的未来要靠工业界、政府和学术界间不断的合作。在实施“加拿大创新战略”的过程     

地学栅格格网数据质量评价指标与方法

栅格格网数据在GIS空间分析中具有巨大优势,但是其质量优劣很大程度上影响着这些基础数据的应用能力。本文结合地球系统科学数据共享网(科学数据共享工程试点)中栅格格网数据现状,提出该数据质量评价的指标和方法。具体指标包括图形、属性、时间和元数据四个大的要素集,通过与精度、逻辑一致性与完整性的匹配,组成一个的评价指标矩阵。基于缺陷扣分法和加权平均法设计了数据质量评价技术路线,并以地球系统科学数据共享试点中的栅格格网数据为实例,验证了本技术方法。     

基于第三次国土调查的自然资源调查研究

自然资源调查是贯彻落实新发展理念、推进自然资源管理体制改革的重要举措，也是履行自然资源管理“两个统一、六项职责”的前提和基础。第三次国土调查（简称“三调”）数据详细地记录了国土空间开发与利用现状、自然资源变化等情况，可以为自然资源调查提供优良的数据基础。因此，本文以“三调”数据为基础，结合原自然资源管理各部门提供的专题资料，进行自然资源要素分类与编码、自然资源要素提取等自然资源调查的分析与探索，并以黑龙江省宁安市为例进行试验分析，旨在为黑龙江省乃至全国范围的自然资源调查提供参考，形成可复制、可推广的调查体系。     

大地测量坐标框架建立的进展与思考

坐标框架是描述地球形状及变化、表达地球空间信息的基础,也是拓展人类活动、促进社会发展的关键地球空间信息基础设施。随着空间大地测量观测技术的发展,地球科学及相关学科间的交叉渗透融合,利用其建立全球或区域坐标框架成为当前大地测量的主要任务。研究建立1毫米级坐标框架是国际大地测量学界21世纪的学科目标和重要挑战。本文以当前建立理论最完善、应用最广泛、精度最高的国际地球参考框架为例,描述了基于空间大地测量观测技术的坐标框架建立方法,阐述了全球及区域地心坐标框架建设的最新进展及局限性,最后针对建立1毫米级坐标框架的几个关键问题提出了研究思路。     

1:5万区调中遥感方法技术研究成果通过评审

“1:5万区调中遥感方法技术研究”是地矿部“七五”重点科技攻关项目第十六项第一子项──“1:5万区调中遥感物探化探应用方法研究”中的第Ⅲ课题,该课题下设两个专题,即:“不同岩区线性、环形构造影像特征判别及地质解译技术研究”(16-01-Ⅲ-1)和“1:5万区调中根据遥感图像识别岩性的方法技术研究”(16-01-Ⅲ-2)。16-01-Ⅲ-1专题由地矿部航空物探遥感中心承担;16-01-Ⅲ-2专题由中国地质大学(武汉)地质系承担。这两个专题自1986年开题以来,进行了近四年的研究工作,分别于去冬今春提交了专题研究报告。最近 (1990年4月16日至17日)由项目主持…     

株洲市基础地理信息系统建设与发展

以介绍株洲市基础地理信息系统开发建设的过程,系统经不断完善和升级,现由基础测绘生产系统、地理信息管理系统、综合地下管线采集及建库一体化系统、多尺度地形图智能化缩编系统组成,形成了一套集数据管理、发布、综合应用等的完整系统,系统运行稳定,功能强大,基础地理信息数据建库面积已覆盖整个株洲市域,为“四个株洲”建设提供全方位的地理空间信息技术支持.该项目建设获得2015年度“中国地理信息产业优秀工程银奖”.     

基于大数据的世界文化遗产属性深度融合与分析

全球世界文化遗产本体及其环境数据是遗产价值认知和保护的基础,更是大数据时代遗产研究、展示以及可持续利用的依据。本文基于网络和地球大数据,利用自然语言处理、空间分析、领域知识图谱等技术,构建了包括领域知识图谱5万个节点,94万条三元组的全球世界文化遗产知识图谱,支持世界文化遗产的属性、节点关系查询以及图结构表达。基于知识图谱,进行世界文化遗产的景观特征、文化延续性、土地覆被状态以及遗产与城市、社区的空间关系特征分析。研究表明：世界文化遗产具有沿着山脉、水系分布的特点,因此可参考地理单元,形成区域特色的文化遗产管理和保护体系,促进以区域为整体的遗产可持续发展;通过文化的延续性分析可以发现遗产所具有的特定历史文化时代属性,揭示遗产所蕴含的文化多样性,为遗产的整体保护提供新的切入点;遗产和城市与社区的空间关系变化可分为3个阶段：1990年—2000年的匀速靠近期,2000年—2015年的放缓靠近期和2015年—2018年的加速逼近期,因此未来需要持续关注城市和遗产空间关系变化对遗产可持续发展的影响。     

多源空间信息数据库数据更新技术研究

从多级空间信息数据库的数据来源和数据内容着手,对建设过程中的业务数据空间化方法、数据的存储与组织模式、数据的更新机制进行深入探讨,为多级空间信息数据库建设提供理论和实际应用参考.     

分布式空间信息网络服务安全架构的设计与实现

从网络信息安全的一般性问题入手,研究了以多层网络服务结构为核心、网络安全传输算法为基础、授权管理、监控审计和身份认证为辅助,同时兼顾性能、并具扩展性的分布式空间信息网络服务安全架构;并以多种比例尺地理空间矢量数据、高分辨率卫星影像数据和各种专题数据为数据源,建立了高质量、高稳定性和高可靠性的空间信息网络服务系统;解决了地理空间数据共享与网络服务安全的矛盾,为应用部门提供地理空间信息查询和分析服务,具有重要的使用价值和现实意义.     

一种基于地理空间大数据的网络舆情监测软件架构

在梳理网络舆情大数据相关理论的基础上,对网络舆情监测软件的发展现状作了全面分析,结合舆情监测系统对地理空间信息的需求和现有的不足,提出了一种基于地理空间大数据环境的网络舆情监测系统的软件架构,实现地理空间数据环境下网络舆情的数据采集及处理、地理空间专题网络舆情的可视化、地理空间深层次的数据挖掘、网络舆情的时空关联性分析等功能。研究已得到一定的实践检验,结合地理空间数据可提高网络舆情监测和管理的高效性,能有效监测网络热点事件,做到科学辅助决策。     

博士论文摘要

题目 :机载激光扫描测高数据滤波及地物提取作者 :张小红导师 :刘经南　李征航地球空间信息技术是当今世界各国研究的热点之一 ,信息的获取、处理和应用是其研究的三大主题。 2 0世纪80年代末 ,机载激光扫描测高技术在多等级三维地球空间信息的实时获取方面产生了重大突破 ,为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段 ,使人们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取 ,使数据处理的自动化、智能化成为可能。机载激光扫描测高传感器发射的激光脉冲能部分地穿透树林遮挡 ,直接获取高精度三维地形数据 ,具有传统摄影测量方…     

基于空间信息的地质文献管理与服务研究

基于空间信息的地质文献资源管理与服务是地质资料服务信息化建设和地学图书情报研究的发展方向,也是保障国家地质找矿战略的新需求。本文以地质调查成果申报材料、论文、专著等地质文献资源为主体,通过空间主题信息标引、"落图"等数据处理流程,建立起一套集地质文献资源空间化管理、查询与分析为一体的解决方案,能够利用GIS数据组织方法,统一管理不同格式文件,建立基于"天地图"的文献检索系统,并基于空间信息开展文献计量研究。基于空间信息的文献资源管理,不仅可以提供清晰直观的图形检索服务,更重要的是,可以从空间视角开展文献计量研究,揭示地质专业研究的趋势与热点。     

论广义空间信息网格和狭义空间信息网格

从近年来兴起的网格(grid)技术和信息网格(inform ation grid)出发,研究地球空间信息(Geo-spatialinform ation)领域中如何在网格环境下实现从数据到信息再到知识的升华以及基于网格的空间信息服务。提出广义空间信息网格和狭义空间信息网格两个层次的概念。广义空间信息网格是指在网格技术支撑下空间数据获取、更新、传输、存储、处理、分析、信息提取、知识发现到应用的新一代空间信息系统。狭义空间信息网格则指在网格计算环境下新一代地理信息系统,是广义空间信息网格的一个组成部分。文中试图给出这两个层次的空间信息网格的定义、任务及其组成。并对需要解决的关键问题进行一些初步的探讨。     

论地球数据科学与共享

地球科学大数据的到来,迫切需要通过地球数据科学系统对地学数据机理、采集处理、存储管理,特别是集成共享与挖掘分析等进行研究,以便通过大数据资源,发现和揭示数据背后隐含的地学规律和知识,促进地学科技创新。本文首先分析了地球数据科学的内涵特征,提出了地球数据科学的基础理论方法和技术体系。然后基于国家地球系统科学数据共享实践,重点研究了大数据时代下,面向地球数据科学的地学数据共享新发展。