地理空间因果原则及地理空间效应的因果发现

地理大数据的崛起和深度学习技术的发展为解决地理空间分析难题带来了新机遇,然而,现有方法根植于统计相关性,而相关性模式的伪装性和欺骗性以及数据固有的偏差陷阱,导致无法得到可靠的地理空间分析结果。该问题的根源在于违反一个基本原则：数据的相关性并不意味着因果性,而后者是地理学研究的两个主要任务,即揭示未知具体事实和发现一般性规律机理的关键所在。地理科学研究的观察性与地理系统的复杂性和未知性使得无论是因果的哲学定义、随机对照试验以及其他观察性研究使用的准实验方法,都难以直接应用于地理科学因果研究。基于地理空间因果的基本性质假设,提出了地理空间因果原则,旨在为地理空间分析中的因果性研究提供基础理论与方法支撑,同时,梳理了地理空间因果原则和地理分析中空间效应的关系,给出各个效应下的因果发现关键路径。     

从地理信息服务到地理知识服务:基本问题与发展路径

从地理信息服务升级到地理知识服务,既是一种必然的发展趋势,也是信息爆炸困境下的迫切现实需求.本文辨析了地理知识服务的内涵、与地理信息服务的联系及区别,以及其对形式化知识表示与智能化知识处理的要求.在分析传统人工智能技术的局限性和人工智能技术新近突破性进展的基础上,指出最新发展水平的人工智能技术为发展地理知识服务提供了令人乐观的认知智能基础.从地理知识服务的时空本质特性的角度,指出了发展地理知识服务面临的空间表示知识化、空间分析认知化、知识服务情境化3方面的主要问题,进而提出了地理知识服务的分级发展策略和推进路径.     

GIS专业学生地理素养的培养模式

地理素养是地理学及相关学科培养学生素质的最本质的要素。在分析培养GIS专业学生地理素养必要性的基础上,探讨通过优化地理学基础课程、探索多样的教学方式和手段,不断强化学生地理素养和地理思维训练的培养模式,从而培养具有扎实的地理学基础和过硬的地理应用能力,真正能够适应社会需求和科研需要的GIS专业人才。     

基础地理信息库的小尺度城市地标提取

针对城市地标特征难以量化,且缺乏基于基础地理信息库的地标层快速提取方法的问题,该文从空间知识表达和公众空间认知规律的角度,对多尺度城市地标做出了明确定义;并提出了基于基础地理信息数据库的小尺度城市地标自动提取模式。通过计算签到次数和局部可达性两个指标的加权显著度,辅以热点分析来进行筛选,按照所需提取数量设置阈值,从POI中提取地标要素集合。实验结果与人工提取地标层对比证明,地标自动提取结果能较好地反映实际情况。     

欧洲地理学研究生课程体系分析及借鉴

当前中国地理学科研究生教育存在基础研究薄弱、学科整合不足、国际竞争能力堪忧、国际视野欠缺、地理教育错位等诸多问题。从传统地理学以及测绘地理信息科学两个方面分类考察了欧洲地理学研究生课程体系,总结了欧洲地理学研究生培养课程体系的特征,梳理了欧洲地理学研究生培养理念、专业设置、课程设置以及教学方式的特点,分析其优势,并结合当前我国高校地理学科的发展特征,探讨其借鉴意义和启示。     

大地理及其在智慧城市中应用的思考

提出了大地理的概念,大地理是地理系统为研究对象的地理科学、技术与工程的综合及基于计算的统一,在科学层面表现为统一地理学,在技术层面表现为统一地理技术,在工程层面是统一地理学与技术的综合性及系统化应用,以解决复杂地理系统相关的工程问题.它在应用层面体现为地理建模、地理设计、地理监测和地理控制等一体化集成,构建地理系统与地理信息系统互动的地理赛博-物理系统,以满足人类对各种尺度的地理系统的认识与理解、感知和评价、预测与调控以及开发和利用的需要.本文讨论了大地理在智慧城市中的应用,认为城市作为典型的地理系统,智慧城市的本质是构建地理赛博-物理系统,时空信息云平台是智慧城市建设的核心,可在智慧城市发挥地理建模、监测、设计和控制的作用,尤其在地理环境智能化和城市规划、建设、运行与应急的核心流程中.大地理将促进智慧城市研究-开发-运行模式的发展,智慧城市建设与运行也将推动大地理的发展.     

地理信息科学基础理论的思考

目前人们对地理信息科学基础理论的认识尚未达到完全统一.从地理学、测绘学和信息学理论视角凝炼出地理空间和时空基准、空间认知、地理信息传输过程、地理信息计算机表达、空间数据可视化与尺度、尺度分级规律以及地理数据不确定性等理论作为地理信息科学的基础理论,旨在引起国内学者对地理信息科学理论问题的探讨和思考,关注地理信息科学基础理论研究,推动地理信息科学的发展.     

面向对象标准最邻近分类法在地理国情监测中的应用

地理国情监测项目范围大,遥感影像分辨率高,信息提取精度要求高,人工解译任务繁重,急需利用自动解译技术来提高效率。面向对象的标准最邻近分类法可针对地表覆盖信息实现数据的自动快速提取,相比于人工分类方法所提取的结果,该方法具有较高的精度,并且可大幅度提高地理国情监测地表覆盖信息提取的生产效率。     

精准地理应用驱动的高分遥感协同计算研究

高分遥感智能解译是实现地理信息精细生成与快速更新的重要途径,从基于遥感开展精准地理应用的背景出发,解析了遥感信息产品生产与落地应用中的局限性,阐释了遥感回归地理应用问题的必要性以及其中“精（形态）”“准（内容）”图谱特征耦合的关键性。以地理学指导智能遥感研究为基本认识,提出了基于精细地理场景开展高分辨率遥感地学分析的发展方向和技术思路,以及时空/星地两个层面相协同的智能计算模式,并以中国贵州省关岭县石漠化耕地评价为应用案例,利用分区分层感知/时空协同反演/多粒度决策3个基础模型,在复杂山地区开展精准应用驱动的高分遥感协同计算。结合实验结果,通过对不规则网格空间表达、时序特征多模态重建、多源不确定性解析以及不确定性引导的迭代优化等关键科学问题的探讨分析,给出面向未来的探索方向和研究思路,为地理学指导下的智能遥感研究以及遥感支撑的精准地理应用提出发展路径。     

艾廷华获全国青年地理科技奖

在近日召开的中国地理学会年会上,武汉大学资源与环境科学学院艾廷华教授获得第九届全国青年地理科技奖。艾廷华教授近年来致力于地图自动综合和电子海图研究,取得多项突出成果,在地理学界获得较高的学术声誉,在科研与教学工作中取得了出色成绩,为促进学科发展和科技进步、     

Realizing the Literate Traveller

A current research project is addressing the problem of finding appropriate geographical information by developing a (geo)information realization resource based upon the concepts of the Literate Traveller. It has as its main goal to provide tools for geographical knowledge building and exploration, by providing conventional spatial information plus geographical interpretation and appreciation artifacts. These artifacts are delivered in an interactive multimedia environment. This research examines the formulation of an initial prototype component to assist in providing geographical knowledge. The prototype is based on a study site in Townsville, Australia, and is being used as a vehicle to explore enhanced spatial information provision through the use of rich media. The research examines new ways to prospect for, discover and disseminate spatial knowledge within an intelligence‐briefing context. The paper reports on the concepts behind the design of the application developed for the test site, and presents initial findings from the early evaluation of the prototype.     

The Geography,Structure, and Evolution of the GIS Research Community in the US: A Network Analysis from 1992 to 2011

The research community of Geographic Information Systems and Science (GIS) has been growing rapidly during the last two decades. Little attention has been paid to understanding its geography, structure and evolution. Taking a new organizational perspective, this article aims to fill the knowledge gap by analyzing collaboration and citation networks between GIS research organizations, including academic institutions, government agencies, businesses, and others. These two networks are analyzed in geographical and bibliographical spaces, respectively, to discover characteristic distributions and structures. The results show an uneven geographic distribution of GIS research organizations, and clustered spatial interactions between them. Both collaboration and citation networks exhibit typical “scale‐free” structures, which came into being around the year 2000 and have remained to the present. Further, the GIS research community is composed of 11 cohesive sub‐groups, with each having a clear hub‐spoke structure and a few highly connected organizations as leaders. These results shed light on the overall picture of the GIS research community, and offer a reference system that stimulates further exploration.     

地理学视角下测绘地理信息再透视

系统回顾了地理信息系统产生以来地理信息内涵发展与拓展的主要历程,指出地理信息的定义一直是在"空间+属性"的地图信息基本框架下逐步扩展,其发展历程经历了地图GIS、语义GIS、时空GIS和大数据GIS 4个不同的阶段,但仍无法满足时空大数据的分析和应用需求。从地理学研究的对象和内容出发,对地理学所需要的"地理信息"的内涵和外延进行了系统的梳理总结,提出了涵盖"空间定位""语义描述""属性特征""几何形态""演化过程""要素相互关系"的地理信息六要素表达模型。在地理定律和地理规律的指导下,面向地理现象空间分布、时空格局、演化过程、相互作用机理的集成表达、系统分析和高效管理,设计了六要素集成表达的几何代数统一GIS数据模型、地理规律与相互作用驱动的新型GIS数据结构、非结构化时空数据组织与存储等关键技术,为测绘地理信息走向地理科学信息提供了另一个理论基础与技术方法支撑,有助于提升GIS对地理格局、演化过程和要素相互作用等地理规律的组织、管理、表达和分析能力。     

基于不同学科解决粗差探测问题的方法研究

通过对已有粗差探测成果的研究,本文按照基于的学科不同将其大致分为4类:数理统计粗差探测方法,基于多元统计分析粗差探测方法,线性代数粗差探测方法,人工智能粗差探测方法。然后从这4个方面辐射出已有的关于粗差发现、定位、定值等相关方法的研究,并且针对国内学者对用人工智能方法实现粗差探测未进行成熟研究的现状,提出可行策略并进行实现从而为人工智能和测量数据处理2个学科的结合开拓新的研究方向。     

论军事测绘学与军事地理学发展的“分异”与“聚焦”

军事测绘学和军事地理学的演进与发展,都有近两千多年的历史,如今都已进入信息时代,成为分属工科和理科的两门独立的学科。本文论述了军事测绘学和军事地理学的研究对象、内容、范围和方法;分析了军事测绘学和军事地理学各自的发展过程,描述了各自的演进轨迹,特别是分析了信息时代的军事测绘学和军事地理学的发展趋势和各自特点;就军事测绘学和军事地理学在战场地理环境信息保障中的作用,分别从战场地理环境信息保障的两种思维、发展过程、发展特点和发展趋势等几个方面,分析了军事测绘学和军事地理学的"分异"与"聚焦";最后,从哲学的高度论述了"空间与时间一起构成运动着的物质存在的两种基本形式"和"空间参照与时间参照是自然与社会现象的两个基本参照系统"的观点,认为军事测绘学和军事地理学都是研究存在于空间和时间之中且运动着的物质,但研究的具体对象、内容、范围和方法有很大区别,必将在无限和有限统一的空间和时间中深化各自的研究内容、开拓各自的研究范围,创新各自的研究方法,同时又更加紧密地聚焦于战场地理环境信息保障。     

EVOLUTION OF INTERRELATIONSHIPS BETWEEN GEOGRAPHY AND CARTOGRAPHY

The author's observations on the proceedings of the 1984 IGU Congress in Paris and 1984 ICA Conference in Perth, Australia provide a framework for a commentary on the current state of relations between geography and cartography. In order for ties between the two fields to be strengthened, maps must serve as more than spatial illustrations–they must be further developed, based on advances in automation and remote sensing methods, as a research tool for the elucidation of new geographical laws. Translated from: Vestnik Moskovskogo Universiteta, geografiya, 1985, No. 2, pp. 5-13.     

地理空间数据挖掘与知识发现--地理单元数据集的研究与开发

地理学是一门研究地壳表面自然要素与人文要素相互关系及相互作用的科学。在现代自然科学和社会科学发展的影响下,定量化、系统化研究,使得地理学的研究从静态、定性描述走向动态、定量分析。本文讨论了空间数据挖掘与知识发现的方法,以基于DEM数据进行流域单元提取为例,实现了对DEM数据的知识挖掘的尝试,并就处理过程中选用的主要算法和应用中遇到的具体问题进行了探讨。     

数字海洋研究的知识图谱分析与前景展望

自数字海洋的概念提出至今，已有20年整。本文以数字海洋为关键词，检索中国知识资源总库中1999-2018年间公开发表的数字海洋研究文献，综合运用科学知识图谱分析方法，研究总结了20年内数字海洋研究的发展过程、学科参与、研究质量、演进特征等。研究结果表明：①20年来，数字海洋研究成果日益丰富，受关注度逐渐提升；②以海洋科学为中心，多学科共同融合参与；③资源类型全面，但研究质量仍需提升；④前沿热点突出，紧跟信息化潮流。在经历过快速发展阶段之后，当前的数字海洋研究已进入一个相对稳定的阶段，但在研究内容和方法技术等方面仍有探索空间和必要性。分析认为，未来的数字海洋研究应朝着全球化、应用化、精细化、智能化等方向发展，以期进入一个新的研究高潮。     

探索地理信息智能化处理技术

GIS自产生至今30多年来，世界各国都竞相开展GIS技术研究和应用开发，使其得到了迅速的发展，已形成较为完整的理论体系和大批实用系统，并已在社会各专业领域得到广泛应用并产生了巨大效益，目前，开始朝着产业化、集成化、智能化和社会化的方向发展。随着3S技术的集成应用，人们对GIS的运行效率及其深入的应用提出了更高的要求，地理信息智能化处理已成为地图学和GIS建设必须解决的问题，也是GIS发展的必然方向。在地理信息处理中采用人工智能技术，发展智能GIS或者专家GIS，是解决复杂地学问题的重要途径，也是目前GIS最吸引人的一个应用方向。目前在地理信息处理的许多领域都在使用人工智能技术，比如地图模式识别、地理数据的自动分类、地学专家系统、智能GIS、空间数据挖掘等。本文通过对当前地理信息智能化处理技术发展现状的阐述，旨在探索人工智能在地理信息处理中的应用前景。     

地图集:重构复杂非线性地理世界的“百科全书”

地图学是一门经过数千年的演进发展形成的科学,地图(地图集)是地图科学研究的主阵地,是任何时代和社会都不可或缺的,对人们的工作、学习和生活具有重要作用和意义。首先,简要论述了地图学作为一门科学的社会实践和科学实践的演进发展规律,以及地图集的特点;然后,从哲学角度分析与论述了地图是怎样重构复杂非线性地理世界的(实现由"地理世界"到"地图世界"的转变),人们是怎样利用地图进一步认识复杂非线性地理世界的(实现由"地图世界"到"地理世界"的转变),提出了基于传感器网络的由"感知的地理世界"到"重构的地理世界"再到"认知的地理世界"、指导行动并反馈信息的"双向"转变的认知模式;最后,论述了地图集作为重构复杂非线性地理世界的"百科全书"的作用,举例说明了中国改革开放以来地图集的快速发展和水平的大幅提升,并阐明人工智能时代中国地图集成果将比以往任何时候都更加兴旺发达,地图集作为人们进一步认知复杂非线性地理世界的"百科全书"的功能作用将比以往任何时候都更加强大。