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。     

抚州市传统村落的时空演变及其影响因素

为助推抚州市传统村落集中连片保护利用示范工作的开展,该文运用ArcGIS空间分析工具和统计分析方法,研究了抚州市96个中国传统村落的空间分布格局及历史演变过程,探讨了影响抚州市传统村落时空分布的影响因素.研究结果表明:抚州市传统村落呈凝聚型分布,主要集中在金溪县,空间分布极不均衡,总体呈现"小范围聚集""大范围散乱"的空间分布格局;抚州市传统村落主要形成于宋代,随着朝代更替,传统村落数量不断增加并以金溪县为中心聚集,总体表现为"西南-东北"聚集的空间分布方向特征.自然因素和社会经济因素共同影响着抚州市传统村落的时空分布,自然因素影响着传统村落建村的选址,社会经济因素影响着传统村落的保护和开发.     

面向过程的城市公共安全风险监测评估建模方法

在虚拟地理环境（virtual geographic environments,VGE）的研究中,城市公共安全作为一种典型的应用,致力于实现风险的认知与表达。然而,针对城市突发公共事件风险评估的共享管理需求与即时性需求,尚缺乏一种面向过程的风险监测与评估的表达方法,难以提供快速、全面的决策支持。针对此问题,本文首先基于元对象设施（meta object facility,MOF）建模架构,提出统一时空框架下面向过程的风险评估建模方法,实现风险监测评估方法的共享与重用,并提供面向过程的即时风险评估个性化信息服务。其次,设计了风险评估过程管理原型系统,实现风险评估过程建模、注册、执行和可视化等功能。最后,通过试验模拟太原市燃气泄漏事件作为应用案例,验证了方法的可行性。     

使用角色构建虚拟地理环境群体协同方法

为解决虚拟地理环境缺乏有效组织、规划、管理群体协同的问题,研究并构建角色模型及角色支持下的虚拟地理环境群体协同方法。构建了包含角色扮演、角色权限、角色感知、角色思维、角色行为和角色表达等模块的角色模型,设计了基于角色的虚拟地理环境群体协同框架,提出了多角色群体协同规划方法,建立了角色支撑下的群体协同冲突检测与消除策略。针对人类活动与全球变化相互影响问题,构建多领域人员参与下虚拟地理环境群体协同模拟与评估原型系统。经系统测试发现,通过角色模型能够较好地实现协同参与者与虚拟地理环境之间的耦合,同时能够为虚拟地理环境的群体协同提供系统性方法支撑。     

关于发展中国城市群GIS的探讨

城群GIS是适应城市群区域管治的需要,透过跨政府部门、跨行政区域的政府、企业、学术团体和公众之间的协作,共建和共享地理、人口、经济、资源等空间信息基础设施,发展多种多样的地理信息应用系统,服务于城市区域规划、环境保护、资源利用、大型基础设施建设、灾害防护方面的决策与行动。该文提出了城市群GIS概念,并探讨其功能和架构、关键技术、项目组织、系统实施问题,以期推动学术界对于跨组织、协作型城市群GIS的研究。     

双站InSAR和ICESat-2测高相结合的西昆仑山近20年冰川物质平衡变化监测

山地冰川物质平衡是研究冰川变化的重要参数。自21世纪初,全球气候变暖背景下大部分山地冰川消融加速,而青藏高原西昆仑山冰川却呈现稳定甚至冰量增加趋势,被认为是“喀喇昆仑异常”的中心,但该地区近年来冰量变化是否仍延续正平衡趋势还存在一些争论。因此,本文利用新近发布的ICESat-2卫星测高和TanDEM-X 90m DEM数据,定量估算了2013—2019年间西昆仑山冰川厚度变化和物质平衡,并结合SRTM DEM、冰流速资料和Landsat光学影像分别分析了该地区近20 a冰川物质平衡变化趋势、冰川跃动情况和冰川面积变化。结果表明：(1)2013—2019年间,西昆仑山大部分冰川仍处于积累或平衡状态,物质积累速率为0.228±0.055 m w.e./a;(2)近20 a内,冰川整体呈正平衡趋势,但2013—2019年冰川物质年均积累速率大于2000—2013年(0.173±0.014 m w.e./a);(3)2013年后,冰川跃动仍广泛分布,发现5Y641F0046冰川首次发生跃动,西昆仑冰川东支和5Y641F0073冰川近20 a内一直处于活跃期,中峰冰川由2013年前的活跃状态转为...     

用相关分析法约简MCSs空间数据库

长江流域出现致洪大暴雨与青藏高原上中尺度对流系统(MCSs)的东移密切相关。为了寻找MCSs移动和传播的规律,我们将MCSs的移动路径与其中心附近一定范围内的环境物理量场之间建立联系,构造出MCSs东移空间数据挖掘数据库。在这个数据库中,包含由9个环境物理量生成的18个属性项,除此,还包括由MCSs本身的空间特征量构成的5个属性项,即TBB强度、面积、地理位置、形状等,共计23个属性项。利用1998年6月至8月日本地球静止气象卫星(GMS)的青藏高原逐时红外遥感云图计算出的云顶黑体辐射温度(TBB)及青藏高原高分辨率有限区域数值分析预报值系统(HLAFS)环境场物理量数据,构造出上述空间数据挖掘数据库,运用空间相关分析技术对其进行约简,结果表明：在高度(H)、温度（T）、涡度(VOR)、散度(DIV)、水汽通量散度(IFVQ)、垂直速度(W）、假相当位温（θse)、K指数(K)、相对湿度(RH)等9个因素中,高度、涡度、散度、水汽通量散度、垂直速度及k指数6个因素相对独立;而温度(T)、假相当位温(θse)、相对湿度（RH)之间相关性较强,而且与高度等其它6个因素密切相关。根据数据库约简原则,可将温度（T）、假相当位温(θse)、相对湿度(RH)3个因素生成的6个属性项从数据库中删除,以便提高数据挖掘效率。     

青藏高原上中尺度对流系统东移传播成因

运用1998年夏季日本静止气象卫星探测反演出的红外辐射亮温资料,对青藏高原上的中尺度对流系统(MCSs)进行了自动追踪,进而对移出高原的MCSs进行了分类,在此基础上,运用空间数据挖掘中的决策树方法得到了东移出高原的MCSs与其环境物理量场之间的关系,结果表明,在400hPa上,当MCSs的中心位置位于100°E附近时,移出高原且向东南方向移动的MCSs仅与该等压面上的高度和温度有关;而向东北方向移动的MCSs仅与高度和假相当位温有关;此外,移出高原且方向向东的MCSs主要决定于等压面高度、散度、涡度和假相当位温这4个物理量值。在500hPa上,位于东经104°E以西且最终移出高原的MCSs,决定其是否移向东北方向的环境物理量因素为K指数和水汽通量散度,而影响其向东南及东方向移动的因素则较多。     

监测城市基础设施健康的星载MT-InSAR方法介绍

星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是近年来迅猛发展的一种空间对地观测技术,在InSAR基础上提出的多时相InSAR(MT-InSAR)方法,利用同一地区的多景SAR影像对时序稳定点(PS)进行精确分析,极大地降低了大气延迟等带来的测量误差,使得形变监测精度达到了厘米级到毫米级,可对城市基础设施进行大范围高精度的连续监测。本文通过对MT-InSAR技术发展的综述,总结了目前MT-InSAR技术在基础设施健康监测方面的关键问题和应用领域,并对未来MT-InSAR在城市应用方面的发展提出了展望。     

基于智能体的鄱阳湖区钉螺生长模型及其模拟研究

基于复杂自适应系统理论,采用自下而上的基于智能体的建模分析方法,模拟了自然环境与钉螺生长相互作用导致的钉螺生长的主要行为特征、生命状态和数量变化,开发实现了模拟模型,同时输入实测数据进行实例模拟,结果表明该模型能够作为血吸虫病防控工作中钉螺数量估测的一种辅助实验方法和工具.