面向人类行为研究的时空GIS

人类时空行为是地理学、物理学、规划学、流行病学等多学科共同关注的研究主题。时空GIS面向地理时空数据的建模与分析需求,注重时间与空间的一体化表达,为人类行为特征分析与规律探索提供基础方法支撑。然而,现有时空GIS在人类行为时空过程表达以及人类行为与时空场境交互分析等方面存在不足。本文通过深度融合时间地理学理论,提出一种面向人类行为研究的时空GIS方法,以丰富与完善现有的时空GIS方法体系。在深入解读时间地理学中“情境”、“企划”等核心概念的基础上,本文分别从情境要素存在性动态表达、情境要素相关性动态理解及情境要素变化的动态感知等方面探讨拓展现有时空GIS方法的可行性。     

地理信息关联性研究(上)——地理信息关联基本框架的构建

本文首先分析了地理信息关联性研究的必要性。分析了东方哲学中处理复杂问题的特点,并在此基础上构建了地理信息关联框架。其由自然系统维、人类系统维、能动维加上时间、空间构成。本文概要介绍了各个部分构成的依据,阐述了地理信息关联研究的方法和意义。它旨在通过分析事物间信息关联的规律,把握庞杂和瞬变的信息之间的相互关系,为解决可持续发展中的复杂问题提供思路,指导信息技术的综合运用,模拟、评估和预测区域宏观的自然、社会、经济状况,为区域可持续发展服务。     

交通大数据在人文与经济地理学的应用及学科影响

交通大数据能够反映人类社会经济活动产生的位移与时空轨迹,不仅能够满足学者们在微观尺度更深入、更精细的研究粒度要求,而且能够为宏观尺度的研究提供广范围、多视角的连续性观测,其研究与发展为人文与经济地理学带来了新思路和新技术。本文以交通大数据的研究前沿为基础,梳理了区位论、时空行为、复杂网络、流空间等理论研究的发展方向,勾勒了“大数据时代”背景下人文与经济地理学的研究框架体系,探讨了新旧技术方法融合的可能性,并讨论了对各个分支学科相关研究的影响。接着,本文总结了交通大数据在人文与经济地理学的主要应用方向与趋势,主要包括出行即服务的交通规划理论与方法,“人工智能+大数据”的城市管理科学,大尺度交通流迁移的模拟,以及“流空间”与“场所空间”的多维度研究等。最后,本文指出了交通大数据应用在获取难度和数据有偏性等方面值得注意的问题并进行了展望。     

遗产价值视角下旅游者空间感知与计算研究综述

在文旅融合、数字中国、遗产活化利用的综合背景下,遗产旅游成为学界与业界讨论的热点。承载遗产价值的空间表征与旅游者空间感知的不匹配问题是当前遗产旅游最突出的矛盾之一。本文从遗产价值视角出发,采用文献计量与系统性述评相结合的方法,围绕遗产价值的阐释与量化、遗产价值的空间计算与表征、旅游者遗产价值与空间感知、遗产旅游者的空间行为反馈主题对国内外相关研究进行梳理和比较。研究发现：(1)遗产价值阐释成果丰富,主要围绕遗产价值的内涵与阐释技术而缺少量化方法探索;(2)遗产价值的空间计算与表征具有对象针对性和应用导向性,技术方法以地理信息系统与空间信息技术为核心;(3)旅游者遗产价值与空间感知多从遗产地的旅游目的地视角出发,忽视遗产价值和空间属性,缺乏遗产价值、遗产空间、旅游者的关系探索,感官知觉测量维度以视觉为主;(4)遗产旅游者空间行为反馈关注行为特征、模式、成因和影响因素,重视实践应用并且体现出遗产责任导向;(5)自然遗产和混合遗产语境下的遗产价值空间计算与表征、旅游者遗产价值与空间感知缺乏关注;(6)国内外相关文献在对象关注、技术方法和内容聚焦上存在相似性和差异性;(7)未来遗产价值阐释与表...     

空间综合人文学与社会科学研究进展

人类社会发展及人类文明现象的两个基本描述维度是空间和时间,由于技术限制和认识论方面的差异,以往许多人文学与社会科学研究对现象本身属性及其时间维度描述较为重视,而对于其空间维度的研究有所忽视,或者抱有排斥的态度。令人欣慰的是,我们看到近年来越来越多的学者又重新认识到空间参考系统在人文和社会研究中的重要作用,并将空间思维运用到自己的研究领域中去,例如:电子文化地图的研究,空间统计学在公众健康中的运用等。这些学者来自历史学、哲学、文学、经济学、社会学、人类学、考古学、地理学、政治学、统计学等不同领域,他们的研究不仅推动了本领域的发展,而且也促进了人们对空间思维的新的探索。地理信息科学同人文学和社会科学的综合发展引发了许多新的问题,它迫切需要我们建立一个新的框架,从理论和实践方面对这一新的发展开展全面的研究。本文在对目前空间综合人文学与社会科学研究进展分析的基础上,试图以现代地理信息科学方法和相应的空间技术为平台,以空间思维与综合人文社会研究为指导思想,探讨多学科人文社会研究的时空特征,侧重了解人类社会经济文化现象的空间属性、空间分布、空间相互作用及空间演化规律。本文提出对于空间综合人文学和社会学研究的初步思考,包括基本概念、研究对象、基本方法、研究切人点以及展望发展的方向,以期抛砖引玉,推动交流。     

地理科学系统理论及其在现代经济建设中的意义——以长江三角洲为例

论述了地理科学系统理论与过去地理学的人地关系理论之间的差异,其不同点:(1)地理科学系统强调人与地之间的相互影响;(2)地理科学系统指出研究范围包括过去、现在和将来;(3)地理科学系统理论既适用于某一国家、地区,也适用于研究全球变化。同时论及了其在现代经济建设中的意义。     

Geomatics 与数字地球

本文论述了Geomatics的内涵及特点,强调了数字地球是真实地球的数字化再现,是信息高度富集的统一体,是当代科学技术高度发展的产物,也是人类资源共享的一种概念模式.两者包含了地球系统的相关内容,并以3S等技术为支撑.知识经济时代对地理学提出了诸多问题,人类必须从全球的角度研究一系列资源环境问题,以保证全球性可持续发展战略的实施.     

论地球信息科学

1 地球信息科学发展的机遇和挑战 地球信息科学是研究地球系统的有关现象及其运行规律的科学,研究对象是行星地球。具体来说,它是一门以全球变化与未来21世纪可持续发展的信息为对象,研究利用机器来检测、变换、传输和控制地球系统信息的基本理论和技术,研究实现这些功能所需的设备和系统的原理,目标在扩展人类信息功能(尤其是智力)为可持续发展服务。     

地理信息的综合集成

古老地理学的新机遇 地理学研究的对象是地理环境。在近代地理学及其以前时期,地理学的研究方法基本上局限于地理环境静态的定性描述,直到本世纪50-60年代兴起计量革命,才开始使地理学的研究方法实现了由静态到动态、由定性到定量、由表象到实质的转变,使地理学在理论和应用上取得了长足的进步。     

动态监测的新武器

人类社会可持续发展是一个时空过程,其涉及的一些地理空间对象和问题通常以长时间、大尺度、大规模为特征,需要大范围、长时间系统而持续的实地观测和动态监测.我国在洪灾、土地利用、地壳变化、大型构筑物形变等方面开展了大量的工作.     

我国林业地理信息产业发展与创新

林业地理信息,是以森林资源及生态环境为研究对象,依托现代地球观测、大数据、物联网、云计算等先进技术,通过精准的时空观测,实施精准的时空作业,达到理想林业时空模式,从而使森林最大限度地发挥生态效益、社会效益和经济效益。林业地理信息主要应用在森林观测、森林经营、造林、森林灾害防控方面。本文从林业地理信息特征、林业地理信息产业需求和林业地理信息装备创新3个方面对林业地理信息进行阐述。     

在社会发展的层面上认识“数字地球”

 本文讨论了“数字地球”的有关问题。指出“数字地球”是人类社会及其活动在网络空间的延伸和拓展,是信息技术带来的社会发展趋势。关于“数字地球”的讨论不应局限在空间信息技术领域,而应该在社会发展的层面上认识它     

从地理信息系统到智能地理系统

地理系统是自然与人文要素构成的,分布在地球表层空间中,具有生成、维持或转换物质形态和能量形式,或驱动物质和能量流动等功能的有机整体,表征为自然与人文要素及其相互作用的空间分布、结构、格局、演化和功能。地理系统分层级广泛存在于地球表层空间,是客观现实系统。地理信息系统将地理系统用数字投影到信息世界中,进而考察、分析和制定改造地理系统的方案。由此存在2个地理系统,即现实地理系统和信息地理系统,2个地理系统长期独立存在,各自演化。近些年,融合实时观测和物联网技术,现实地理系统的变化或演变已基本能够实时投影到信息地理系统中,即2个系统不再是独立演化,信息地理系统成为现实地理系统的镜像,现实地理系统一旦发生变化,信息地理系统同步变化。当前,人类科技正以前所未有的速度发展,特别是云服务、大数据、人工智能的异常迅猛发展,使得信息地理系统不再满足于成为现实地理系统的镜像,开始利用人工智能和无人自动控制技术,实现与现实世界的融合,即通过信息地理系统的操作,实现现实地理系统的改变。如此,未来现实地理系统与信息地理系统的界线日趋模糊,直至2个系统完全融合,不再区分现实地理系统和信息地理系统。本文暂且以智能地理系统指征这种融合2个世界的系统,并以南海岛礁的无人值守智能系统为例,展示现实地理系统与信息地理系统的融合与操作交互,实现岛礁地理环境和人工设施监测、保护、应对和操作的无人化和智能化。     

地理学视角下地理信息的分类与描述

地理学是一门研究各种地理要素的时空分布、演化过程,以及相互作用机制的综合性学科。随着现实世界从二元空间向三元世界的演进,对地理信息内涵的理解、表达和挖掘亟待进一步加深与扩展。现有以“位置+几何+属性”的地理信息表达模式难以支撑各种地理要素及其规律的表达。本文从地理学视角出发,立足三元世界理念,梳理了信息要素及其转变成地理信息的过程,形成了以时间、地点、人物、事物、事件、现象和场景“七要素”的信息表达体系,并从地理语义、空间位置、几何形态、属性特性、要素关系、演化过程、作用机制7个地理维度上对其进行解读。实现了地理学视角下对地理信息内涵的全方位分类和描述,为面向地理学综合集成研究的地理信息多维描述与计算分析提供理论支撑。     

人地关系研究新模式与地理虚拟创新环境

从地球系统科学和地理科学研究内容与研究手段的角度出发,探讨数字地球对人地关系研究的影响,在新技术框架下,地球系统科学所研究的新人地关系,成为实现可计算的人地关系的现代地理学发展关键阶段所必需的理论与技术依托。研究认为在数字地球实验室框架下,可以实现为地理科学的原始性创新提供虚拟创新环境。地理科学虚拟创新环境以不同空间、时间分辨率的数据为基础,或以物质和能量的多种分辨率的有关资源、环境、社会、经济和人口等海量数据或信息进行数据融合后产生的数据,按照一定的地理坐标,从里层到外层,从岩石圈到生物圈、大气圈,从局部到整体,从区域到全球进行整合、融合及多维(如4维)动态模拟,从而为解决地理科学这个复杂巨系统现状描述、历史反演、未来预测研究提供知识创新的平台、技术开发与理论研究的实验基地。     

东阿县土地利用覆被变化分析

以东阿县作为研究区域,采用地理信息系统技术和Excel软件,利用数学模型定量研究区域土地利用的时空变化。应用土地利用动态模型、土地利用程度时空演变模型等来研究东阿县土地利用的变化,主要有各类型土地利用数量变化分析、结构空间变化分析、土地利用程度变化分析。对东阿县未来土地的可持续利用提出建议和对策。     

从地理信息系统到虚拟地理环境的认知转变

自20世纪60年代初以来,地理信息系统引领了地理信息的分析与服务。然而,由于地理学家对于地理过程开展多维模拟的需求,同时许多大型工程需要对于不同方案的后果事先开展模拟评估,为此中国学者们在世纪相交之际开始了对于虚拟地理环境的探索。本文从地理信息系统到虚拟地理环境的认识上的转变着手,分析了虚拟地理环境的演进过程、当前的阶段定位与挑战,着重探讨了虚拟地理环境研究的新态势：基于虚拟地理环境的地理空间认知研究、虚拟地理环境与实验地理学新方向、大数据背景下的虚拟地理认知实验方法和虚拟地理环境与地理知识工程,并给出最新研究思路。     

南海历史地理争端空间分布与关联性研究

南海占我国海洋国土的2/3,不仅是中国国家安全的天然屏障和重要的出海口与战略通道,而且是我国未来重要的能源接续区与资源基地、地缘政治经济问题的多发区。对南海争端发展态势进行空间分布与关联性GIS分析,是重要的辅助决策支持。结果表明：（1）文献研究和网络爬虫等方法可以快速有效地获取南海争端历史地理数据,GIS技术能够对南海争端历史地理数据进行时空变化的深入分析;（2）就争端事件的时间分布而言,事件数量随时间推进呈现显著增长,个别发生重大南海争端事件的年份出现突增的现象;（3）就争端事件的空间分布而言,与越南及菲律宾相关的南海争端事件尤甚,其他周边国家则相对较少,这主要源于越菲两国的战略利益与南海所在区域交叠,使得越菲不断挑起事端;（4）越南、菲律宾与马来西亚等国的利益诉求区主要位于南沙群岛,各国诉求区分布明确,局部交错。网络GIS技术丰富了历史地理研究的途径,为其提供了新的思路和方法。     

大数据时代的人类移动性研究

人类个体/群体移动特征是多学科共同关注的研究主题。移动定位、无线通讯和移动互联网技术的快速发展使得获取大规模、长时间序列、精细时空粒度的个体移动轨迹和相互作用定量化成为可能。同时,地理信息科学、统计物理学、复杂网络科学和计算机科学等多学科交叉也为人类移动性研究的定量化提供了有力支撑。本文首先系统总结了大数据时代开展人类移动性研究的多源异构数据基础和多学科研究方法,然后将人类移动性研究归纳为面向人和面向地理空间两大方向。面向人的研究侧重探索人类移动特性的统计规律,并建立模型解释相应的动力学机制,或分析人类活动模式,并预测出行或活动;面向地理空间的研究侧重从地理视角分析人类群体在地理空间中的移动,探索宏观活动和地理空间的交互特征。围绕这两大方向,本文评述了人类移动性的研究进展和存在问题,认为人类移动性研究在数据稀疏性、数据偏斜影响与处理、多源异构数据挖掘、机器学习方法等方面依然面临挑战,对多学科研究方法的交叉与融合提出了更高要求。