人类移动数据生成方法：研究进展与趋势探讨

人类移动行为与交通、传染病、安全应急等现实应用息息相关。尽管现代信息和通信技术发展使得采集大规模个体移动定位数据成为易事,但涉及个人隐私又存在冗余、缺失和噪声的原始轨迹数据在实际中的可得性和易用性仍有很大局限。通过建模方式生成个体轨迹数据和群体移动数据,使其在统计层面接近并在应用层面可替代真实数据,是值得尝试的解决思路。本文面向个体轨迹数据生成和群体移动数据生成两大研究主题,将生成方法分为基于机理模型的方法和基于机器学习的方法,对其研究进展进行了系统总结,并探讨了其发展趋势和所面临的挑战。本文提出,未来人类移动数据生成方法研究需要多学科深度交叉共同探索人类移动行为底层机制、关注机理模型与机器学习耦合建模、借助生成式人工智能与大语言模型前沿技术、平衡生成数据可用性与隐私保护效果、强调空间泛化与迁移学习能力、控制模型训练与使用成本等。本文认为,人类移动过程是典型的人地交互过程,地理信息科学应在吸纳计算机科学、统计物理学、复杂性科学等多学科理论方法的基础上,充分发挥本学科特色,将空间依赖、距离衰减、空间异质性、尺度等地理空间效应显式纳入建模过程,提升模型性能及合理性。     

古地图复原与校正方法实验研究

在中国古代地图绘制中,计里画方和山水形象画法是2个显著特色。然而,由于没有数学基础或没有明确的数学基础,使得地图定位精度大大降低,给古地图的处理和地理配准工作带来很大困难。本文将古地图的定位基准现状,分为完全没有地理参考、有部分地理参考和有较精确地理参考进行分析,从资料选取、预处理、辐射校正和图面信息复原角度探讨古地图的修复方法,并以部分近代地图为例进行地图拼接实验。最后,针对不同定位基准类型的古地图,分别采用特征点校正、分块（网格）匹配和相对位置转移等方法,完成古地图与现代地图的地理匹配,研究了计里画方地图与不同地理参考系、投影之间的数理关系。在古地图数字化、编辑、纠正和配准的基础上,尝试研究和建立校正后的古地图和现代地图的数理关系,探究古代舆图坐标基准和坐标体系与现代地图系统的关系,为建立古今坐标体系对照的数理关系打下基础。     

地图学与地理信息系统专业点的分布与研究方向

地图学与地理信息系统专业是地理学的二级学科,但其影响已远远超出了地理学的泛地学范围。全国所设学科点以北京、吉林、江苏和湖北最为集中,其大多数安置在地理学或地学等理学院系,目前仅海南、西藏、宁夏、青海 4省区没有设学科点。2005年全国有114所院校招收地图学与地理信息系统专业本科生,其中有师范院校31所、综合院校27所、理工科院校25所、农科院校8所、地质矿业和石油院校6所、林业院校5所、交通院校3所、建筑院校3所、邮电院校2所、信息工程院校2所、水利水电院校1所、经济学院1所;16所院校招收地图学与地理信息系统专业博士生,其中有综合大学6所、师范大学5所、海洋大学1所、中科院研究所4所;2004年全国有54所院校招收地图学与地理信息系统专业硕士生,其中有师范院校18所、综合院校16所、理工科院校3所、农科院校3 所、地质和矿业院校3所、林业院校1所、信息工程院校1所、海洋院校1所、中国科学院8个研究所。硕士专业共有281个研究方向,其中26个方向是地图学方向;博士专业共有126个研究方向,只有1个方向的核心词是地图, 1个方向含有经济一词、1个方向含有旅游一词,绝大多数方向都集中在理工科领域。     

综述与展望：地理空间数据的管理、多尺度变换与表达

多尺度表达是地理空间数据的重要研究内容之一。本文从地理空间数据管理、地理空间数据尺度变换以及地图多尺度表达3个方面对地理空间数据的多尺度表达研究现状进行归纳和总结,对研究成果进行系统分析与展望。主要分析包括：① 在地理空间数据管理的多尺度数据库与多尺度空间索引方面,多库多版本、一库多版本和一库一版本数据库能够帮助多尺度表达方法构建较好的数据支撑,层次化的多尺度空间索引也是主流的多尺度数据库构建结构。但目前多尺度数据库与多尺度空间索引方法还不具备解决不同层次数据的集成与匹配能力,对不同尺度数据进行实时一致性调整的能力不足;② 在地理空间数据多尺度变换方面,地图自动综合能够较好地与人工智能技术相结合,但由于知识获取的限制,距离实现完全自动综合仍有一段距离;且当前智能化的自动综合研究相关成果主要用于辅助决策,对综合知识的自主学习有待进一步研究;目前多数研究是基于离散的尺度变换模式,对连续尺度变换能力不足;且缺乏强有力的质量控制机制,自动尺度变换结果存在较大的不确定性;③ 在地图多尺度表达方面,地图数据类型多源、种类丰富且使用灵活,多尺度显示的复杂性较高,当前地图可视化对地理信息中隐藏的现象与规律有待进一步挖掘。最后,从智能化自动综合方法、连续多尺度表达模型、深度学习与制图综合及“新”时代多尺度表达等方面对未来发展进行了展望。     

基于地理探测器的南京市住宅租金空间分异格局及驱动因素研究

以南京市“一主三副”住宅小区为研究单元,运用GIS中的渔网（Fishnet）分析和探索性空间数据分析（ESDA）对“一主三副”住宅租金的空间分布进行模拟和估计,并利用地理探测器模型从住宅小区的区位特征、建筑特征和邻里特征3个方面探究住宅租金空间分异的影响机制。结果表明：① 南京市住宅租金总体呈上升趋势,空间上表现出主城向副城递减的中心外围模式,住宅租金空间结构逐渐由单核向双核发展,且住宅租金存在显著的空间异质性;② 住宅租金呈现出明显的空间正相关性和区域集聚性,热点区自内城核心区至副城趋于弱化,冷热点空间格局呈圈层结构;③ 交通位势和中心位势是对一主三副住宅租金解释力最大的因素,商务配套、金融设施和住宅房龄的解释力次之,特征因素对主城副城租金的影响强度各异。     

移动电子地图空间认知与信息传输的研究

移动电子地图是目前新发展起来的一种地图模式,并且越来越受到广大用户的欢迎。但是目前的信息传输理论不能够正确地指导这种地图模式的发展。文章分析了目前的信息传输模式,并结合用户对移动电子地图的新需求,提出了新的信息传输模式,以适应移动电子地图的发展。     

基于地理信息的线上线下智慧旅游移动服务模式研究

基于旅游业发展趋势和移动旅游信息服务研究进展,应用位置服务(LBS)、移动互联网(MI)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等新一代信息技术,开展基于地理信息的线上线下智慧旅游移动服务模式研究,旨在实现基于景区导视标牌、手绘地图、智能地图自助终端等扫描预先配置的二维码信息,结合智能手机微信端的导游导览系统,为游客提供实时的电子地图、定位导航、导游导览、导购预订、虚拟旅游、AR体验等服务,经在宁波市天一阁·月湖景区、东钱湖旅游度假区等地实际应用,证实该模式切实可行。研究表明,基于景区导视标牌和手绘地图可实现线下便捷式导览、基于微信平台可实现线上智慧旅游移动化应用,线上线下结合运用既有助于提升游客体验便捷度和满意度,又有利于旅游管理者获取游客互联网大数据。     

智慧城市中地理信息的需求与应用

正地理信息确实可以让城市更智慧,也可以让生活更美好。在智慧城市环境下,地理信息主要是用来做什么事情呢?简而言之,就是要能够实现地理信息的实时获取、高效的处理和快速的响应,促进地理信息大范围的、全方位的、深层次的智能化应用。首先简单比较一下智慧城市跟数字城市之间的关系,可以认为数字城市做     

地理设计视角下的空间管制规划与应用——以张家界市为例

地理设计作为城乡规划的前沿领域,体现了信息化技术对传统规划领域的革新。空间管制规划是城乡规划的重要组成部分,因其与地理环境结合紧密、涉及要素多、管理难度大的特点,更需借助地理设计,实现规划策略的合理制定和实施。本文在梳理国内外地理设计和空间管制相关研究的基础上,首先界定了本文的核心概念——综合地理单元,理清其与生态功能区划、生态单元等相关概念之间的关系,并阐明了这一概念与地理设计之间的内在联系。同时,分析了我国城乡空间管制规划中传统技术所面临的困境和挑战,论证在这一领域引入综合地理单元的必要性;进而在传统空间管制规划的基础上,以张家界市的实践为例,应用地理设计思维,提出以综合地理单元为基本载体的空间管制系统。并从综合地理单元的划分、管制要素的单元化和综合地理单元的空间管制系统编制等方面出发,构建了一个完整的体系。另从总体功能布局、产业发展、人口调控、交通设施建设等方面,分析该系统对张家界市城乡一体化发展规划编制的支撑作用。     

中国古典叙事文学的时空叙事数字模型研究——以《李娃传》为例

文学制图作为一种再现文学空间的文学地理研究方法,能将历时性叙事与共时性空间进行相互映射,但是过往的实践案例往往受限于单一的研究视角,忽略了二者内部的整体性互动关系及其与外部时空的联系。为了促使文本中的线性叙事与并置空间作为整体概念而服务于当代的文学制图实践活动,本文依据巴赫金文学时空体中的历史时空、文本时空和读者时空的概念提出了一个叙事时空数字模型,并以唐传奇小说《李娃传》为文学制图实践案例,可视化再现了这个以唐长安为中心的爱情故事。在融合了计算叙事和地理叙事研究路径的基础上,本文对叙事文本所蕴含的顺序的、多维的和背景性的信息,进行了语义提取、语义的时空循环映射和“时间—时空—空间”的叙事再现,从而呈现叙事的语言线性、体验性和意义性的特征。该模型以开放的和可对话的框架帮助当代人理解古典文学叙事及其地方性历史语境,同时将拓展从宏观、微观的角度以沉浸式方式对地方（place）进行叙事的潜力。     

基于空间信息源的多尺度地形图智能化缩编体系研究与实践

各种比例尺地形图担负着不同的社会、经济职能,多尺度地形图生产和建库,是基础地理信息系统建设的重要内容,也是信息库建设的重点和难点。以往获得较小比例尺地形图成果,一是按照尺度划分规则分别测绘,二是采用制图综合软件逐级梯度缩编,无论哪种方法都存在着效率低、时间长、更新困难、质量因人而异的缺陷。研究采用新的技术方法,基于空间信息源的多尺度地形图智能化缩编,借助空间信息数据库的整体性、适应性、拓展性、算法先进性和超强分析能力,运用空间信息拓扑关系,建立基本比例尺图形数据库,在信息数据库中智能化完成梯级比例尺缩编、跨比例尺缩编及任意比例尺缩编,自动建立相应比例尺图形数据库,同时保障多尺度图形数据库及时更新和维护,克服传统方法测制与缩编各级比例尺地形图的弊端,保障系列比例尺地形图与基本比例尺图形数据库的一致性、实时性,满足各层次、各行业用图需求,方便快速建立城市DSM地表模型和空间真三维地理模型。该方法具有成本低、速度快、精度高、通用性强、按需供图的特点和优势。湘潭市数字城市工程实践证明:基于基础信息源数据进行地形图智能化缩编的体系、架构、理论和方法是可行的,且具有广泛的社会推广应用价值。     

新世纪版《国家普通地图集》中城市地图的研究与编制

当前,我国正在加快城镇化进程,新型智慧城市的建设对城市时空信息基础设施建设提出了更高的要求。为了充分展示我国城市发展现状和满足城市建设需要,新世纪版《国家普通地图集》专门设计和编制了城市图组。城市地图存在资料复杂、内容广泛、形式多样、标准不一、语义不清等问题,项目组采用数据挖掘、深度学习、语义空间匹配、粗差数据发现、数据检核等技术手段,对多元时空数据进行融合及综合处理,同时依据制图综合处理原则与专家经验,结合自动缩编和增量更新技术,生产图幅数据并建立图形数据库。然后采用数据库驱动制图技术,基于图形数据库和符号库实现自动配图,最后通过人工处理少量的协调关系和地图美化,制作完成城市地图。     

感知物理先验的机器学习及其在地理空间智能中的研究前景

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是纯数据驱动模型在表征能力、可解释、泛化能力、样本利用效率方面还存在很多不足。常规机器学习方法在地学领域的应用还面临时空异质性、样本稀疏等带来的挑战。近年来感知物理先验的机器学习方法可以在物理原理不太明确的情况下更有效地利用观测数据描述和分析动态系统,受到了广泛关注,并在物理、计算机、生物、医学和地学等领域得到了一定的应用。近年来人工智能和机器学习技术已经大量应用于地理学尤其是地理信息和遥感领域,受到地理学者广泛重视,被称为地理空间智能,并已成为一个热门的研究方向。感知物理先验的机器学习方法融合了模型驱动和数据驱动思想,为地理空间智能研究带来新的研究范式,促进各种复杂地理现象的精细描述和预测。本文首先分别从物理先验的表达形式和如何在机器学习中集成物理先验两方面概述了该领域的进展。物理先验是在机器学习建模之前已经存在、独立于机器学习方法的知识。本文从增广的数据和定制特征、物...     

地理栅格数据并行I/O的研究与实现

随着遥感和测绘技术的进步,日益增大的数据量和高效的数据I/O矛盾逐渐凸显。本文针对这个问题提出了地理栅格数据的一种并行I/O模式,并对该I/O模式进行了相应的编程实现。通过设计实验验证其正确性和效率,我们发现相比传统的栅格数据I/O库(GDAL库)而言,采用本文提出的并行I/O模式对应的I/O库将能同时保证结果的正确性和高效性。     

基于大数据的疫情地理传播与网络舆情时空关系研究

疫情地理传播与网络舆情之间的时空关系对于开展突发疫情应对具有重要意义,是国家新型城镇化与发展全球化的重要课题。利用H7N9突发疫情感染人数、网络舆情关注数、网民人数、地理行政区划等数据,应用大数据分析与地理可视化方法,对疫情地理传播与网络舆情时空关系进行了研究。结果表明,疫情地理空间传播与网络舆情传播之间存在潜在的时空关系,主要表现为突发疫情引起的网络舆情的空间分布与现实疫情事件的地理空间分布特性具有总体相似一致性和局部偏差性。疫情传播与其引起的网络舆情传播的数量特性、时间特性、地理区域特性具有整体一致性;网络舆情反映疫情地理分布具有局部偏差性。     

面向城市更新的地理空间信息技术研究现状与展望

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间治理活动,地理空间信息正在其中发挥重要的技术和思维支撑作用。本文在“生产空间”、“生活空间”、“生态空间”（简称“三生空间”）视角下,重新审视了城市更新的内涵,指出城市更新本质上是对“三生空间”的统筹优化。基于“城市认知”中的感知、评估和优化等全过程,构建了“三生空间”视角下的城市更新逻辑架构,并基于此架构梳理了地理空间信息技术在“三生空间”中要素感知、效益评估和空间优化方面的应用与研究现状。立足城市更新实际需求,基于现代地理空间信息技术,通过对城市的综合感知、综合评估和综合优化,提出构建涵盖“感知-评估-优化”城市认知全过程的全空间城市更新技术体系,以提高城市适应未来发展的自我调控能力,实现国土空间治理体系和治理能力现代化。     

基于地图代数的地球椭球面空间分析系统的研究与设计

基于地图代数方法和组件式GIS开发技术研究了地球椭球面空间分析系统的设计和原型开发。系统实现了地球椭球面上的长度和面积度量、航迹线可视化、缓冲区生成、Voronoi图构造等特色功能,对于传统的以投影平面为基础的空间分析方法进行了改进,特别适用于地球椭球面上的空间分析和全球范围内复杂地理数据的快速高精度计算,在数字地球的建设以及其他全球性问题的研究当中可以发挥重要作用。     

多尺度视角下城市住宅价格空间格局与影响机制研究

城市住宅价格的空间分异受到多重资源因素的影响,其影响机制在不同尺度上表现出的空间分异格局各不相同.以2015—2018年16个季度成都市中心城区商品住宅小区住宅价格为基本数据,利用空间自相关分析法、多尺度视角分析法探索成都市住宅价格空间分异格局,利用地理加权回归模型(GWR)构建成都市住宅价格特征变量指标体系,分析导致住宅价格空间差异的影响机制,研究发现:在2015—2018年16个季度中,成都市住宅价格先持续上升后出现小幅下降,中心城区各区住宅价格空间自相关性高,表明近年来住宅价格空间邻近联动性强.500 m×500 m栅格尺度下成都市中心城区住宅价格分布不均衡,住宅价格总体呈现中心区域高、边缘区域低分布格局,且南北住宅价格存在一定差异,中心城区住宅价格局部呈现"多中心+边缘化"的空间分布格局.多尺度视角分析法不仅能够考虑尺度效应及分区效应对住宅价格空间格局的影响,而且能够定量分析多资源因素对住宅价格的影响机制,解析多资源因素指标对住宅价格空间分异产生的影响.     

桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性时空分异与驱动机制研究

为揭示生态环境脆弱性的时空分异和驱动因子,本研究在山江海视角下,以桂西南喀斯特-北部湾海岸带为典型研究区,运用空间主成分分析法,地理探测器模型,结合生态环境脆弱性综合指数,系统分析桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性的时空分异特征及驱动机制.结果 表明:①研究区2008、2013、2018年脆弱性指数分别为0.54...