多源异构数据的大规模地理知识图谱构建

虚拟地理环境作为新一代的地理语言,需要通过对多源异构时空数据的分析与挖掘,构建虚拟地理环境知识工程,实现“数据—信息—知识—智慧”的转化,促进智能虚拟地理环境系统中地理知识的快速转换和融合,从而为虚拟地理环境中地理信息的智能化处理、地理知识的智慧化服务提供支撑。知识图谱是人工智能与虚拟地理环境知识工程相结合的桥梁。本文系统评述了知识图谱、地理知识图谱的研究现状,提出了地理知识图谱的构建流程,重点研究了地理知识图谱构建的关键技术,讨论和阐述了地理知识图谱的应用方向。本文的研究将有助于实现地理信息的知识化,提高虚拟地理环境系统的智能化服务水平。     

虚拟地理环境认知与表达研究初步

分析了地理学的地理环境与当前地理信息技术中的地理空间两者概念之间的差异,探讨了地图与地理信息系统空间认知的发展及特点,初步研究了虚拟地理环境认知与表达的对象、特征与主要内容。从基于虚拟地理环境的地理认知和基于地理认知的虚拟地理环境表达两个层面分析了虚拟地理环境的认知与表达;指出虚拟地理环境的认知与表达研究不仅需要进一步发展地理空间认知理论和方法,还需要拓展对地理过程及人类行为的认知与表达理论和方法研究;并着重探讨了地理过程的表达和人类行为的模拟,指出当前虚拟地理环境认知与表达研究的关键内容。     

论虚拟地理环境

提出虚拟地理环境概念，并讨论其特征。虚拟地理环境，是包括作为主体的化身人类社会以及围绕该主体存在的一切客观环境，其中的化身人类是表示现实世界中的人与虚拟世界中的化身相结合后的集合整体。虚拟地理环境结构由地理位置层面、内表达数据层面、外表达境象层面、单主体感知认知层面和互主体社会层面组成，它的孕育演化包括虚拟群落社会、虚拟村落社会和虚拟城市社会3个阶段。最后讨论了地学虚拟环境与虚拟地理环境，以及虚拟地理环境和现实地理环境的相互关系。     

时空大数据时代的地理知识工程展望

伴随智慧城市的逐步建设,日益成熟的传感网技术使时空数据的获取变得容易。遥感影像、地图瓦片、视频监控、网络爬虫、社交平台等各类时空数据常有PB级的巨量数据存储,人类社会已全面进入时空大数据时代。然而,海量数据的骤增与信息增值机制的缺乏形成了鲜明的对比,仅仅依靠信息技术尚难以快速地产生地理知识。如何利用新兴的信息化技术手段,结合地理信息及地理分析手段,快速挖掘、产生和利用时空数据成为当前亟待解决的关键问题。地理知识工程围绕人类空间认知与复杂知识发掘技术,对大数据时代的智能化应用和政府决策有重要的意义。立足于时空大数据背景,展开地理知识工程的内涵、时代特点、结构组成及研究方向等论述。地理知识工程的发展将在以虚拟地理环境、数字地球、智慧城市为代表的新型地理信息系统推动下,促进传统地理信息系统向着符合人类认知特点和探索过程的方向转变。通过海量时空数据到地理知识的快速转化,最终将解决"地理数据爆炸但地理知识贫乏"这一重要难题,提升数据的使用效能。     

虚拟地理环境真实感图形的构建技术

虚拟地理环境是地球信息科学研究的前沿领域。简要介绍虚拟地理环境的概念，对虚拟地理环境的构建对象主要分为主体对象和客体对象两大类。从图形学角度出发，探讨基于几何的建模和绘制技术以及基于图像的建模和绘制技术。依据两者的优缺点，认为基于几何和基于图像的建模和绘制技术的混合采用能实现逼真的虚拟地理环境场景的快速绘制。     

战场地理环境虚拟仿真系统建设的必要性及基本框架

本文论述了建立战场地理环境虚拟仿真系统的必要性;叙述了战场地理环境虚拟仿真系统的内容;设计了战场地理环境虚拟仿真系统的构成和硬软件环境。     

虚拟地理环境的地理学语言特征

在比较分析传统地图和GIS的地理学语言功能基础上,指出了虚拟地理环境对现实世界抽象表达的多维特征、多视点和多重细节的多模态可视表现、多种自然交互方式和跨时间、空间与尺度的地理协同以及多感知的空间认知能力等。说明虚拟地理环境提供了一种综合表意系统和更接近自然的多感知的空间认知能力,使得从现实世界到人类大脑的信息带宽最大化,提供了超越现实的抽象表示与解析理解能力,达到了增强现实的目的。虚拟地理环境作为继GIS之后新一代地理学语言的显著特征是以用户为中心、提供最接近人类自然的交流方式与表达形式。     

虚拟地理环境对空间认知方式的影响

虚拟地理环境是一种新的空间认知工具,文章介绍了虚拟地理环境的特点并分析了这些特性对人的空间认知方式所造成的影响。虚拟地理环境的多感觉通道拓展了人的空间认知手段,为没有制图和G IS使用经验的用户提供了一种有效的复杂信息表示方法,并从更深的层次上改变了人的空间思维方式,使得人的空间思维方式由原来的形象思维为主转变为抽象思维与形象思维并重,极大地提高了人的空间认知能力。     

虚拟地理环境与地理信息系统的统一

虚拟地理环境提供了一种综合表意系统,能通过更接近人类自然的方式反映现实地理环境,使得从现实世界到人类大脑的信息带宽最大化,提供了超越现实的抽象表示与解析理解能力,达到了增强现实的目的。虚拟地理环境在应用研究过程中存在着重几何模型、信息技术,而轻地理模型的现象,往往导致"实"和"虚"之间的脱节和对立。从虚拟地理环境概念、发展简史及与地理信息系统发展关系等方面指出了"虚"和"实"的有机统一是虚拟地理环境开发的最高境界。     

虚拟地理环境下的地理空间认知初步探索

地理空间认知是人类获取地理空间知识、认知地理环境的重要方法和手段,虚拟地理环境VGEs（Virtual Geographic Environments）作为继地图和地理信息系统（GIS）之后的新一代地理分析工具,在地理空间认知方面具有显著优势,但目前相关研究尚处于概念探讨和框架搭建阶段,缺乏对地理空间认知内涵及相关技术方法的论述和研究。本文以经典的地理学6问题求解为导向,从地理本体认知、地理过程认知和地理行为认知3个层次,阐述了VGEs地理空间认知的内涵和基本内容;进一步重点探讨了实现VGEs地理空间认知的相关技术方法,包括城市空间表达与城市计算、多模式人机交互、地理知识图谱与空间推理、地理过程模拟、地理行为模式识别与情感计算等方面。以重庆为例开展了应用案例实践,展示了如何利用相关技术方法实现对地理环境和地理空间对象的认知和理解。本文提出的总体框架和技术体系为VGEs地理空间认知的深入开展和技术实现提供了新的思路和解决方案,有助于将该项工作从理论探讨阶段推向技术实现阶段。     

虚拟地理环境中地图注记的配置研究

在虚拟地理环境的表示中注记配置是一个重要方面,注记配置的好坏直接影响着虚拟地理环境的表达.为此,本文从虚拟地理环境的特点出发,分析了三维环境中注记配置研究存在的不足,主要探讨了注记配置应解决的关键问题、配置规则以及配置参数的质量评价原则.     

地理信息共享框架及模型研究

地理信息共享是地理信息系统研究领域的重要研究方向之一.自地理信息共享的概念提出以来,对其研究更多的是集中在技术层面,但并不能期望所有地理信息共享的障碍都能通过技术上来解决.论文从非技术视角分析了近年来国内外的几个典型地理信息共享框架/模型,对它们的优缺点做了较为详细的评述,提出了地理信息共享未来的研究方向.     

虚拟地理环境的认知研究框架初探

作为新一代地理分析工具,虚拟地理环境对于增强人类地理认知、分析解决地理问题方面具有显著优势。目前虚拟地理环境的基本框架、实现技术均有较多论述与成果。但在虚拟地理环境的认知研究方面尚缺乏有效指导。为提高虚拟地理环境构建的科学性,本文通过对虚拟地理环境现有概念的分析,提出从系统论角度进行虚拟地理环境认知研究的观点;并对虚拟地理环境的认知与地理认知、地图认知等相近概念进行了对比分析。从现实环境与虚拟环境间的相似性入手建立了虚拟地理环境的认知研究框架,该框架从思维相似、感觉相似、几何相似、特性相似和离散相似5个方面探讨了虚拟地理环境认知研究目前的着眼点,并将思维相似作为虚拟地理环境认知研究的重点与难点。该框架将虚拟地理环境的认知问题置于一个更广泛背景中进行研究,一方面体现了虚拟地理环境所具有的地理实验研究新平台的作用,另一方面重点强调了人的作用,对深入开展虚拟地理环境的研究具有重要意义。     

虚拟地理环境在智慧城市中的研究与应用

智慧城市是数字城市的升级版,其管理服务的动态实现与虚拟地理环境联系紧密。本文首先综述了虚拟地理环境的概况;然后对虚拟地理环境运用在智慧城市中的关键技术作了归纳,分析了三维动态仿真、虚实交互、多智能体、数字孪生技术的特点及其在智慧城市管理中的适用范围;进而从应用的角度分析了虚拟地理环境在智慧城市中的研究现状与存在的挑战;最后总结出在人工智能和VR新时代下,虚拟地理环境在智慧城市中实时显示、高效算法、虚实交互等方面的发展前景。     

地理信息共享关键问题研究进展及趋势

分别从地理信息共享管理、标准和技术3个方面对地理信息共享的研究现状、进展和存在的问题进行综述,提出要实现有效且高效的地理信息共享,需要营造一个良好的地理信息共享环境的结论,并对地理信息共享的研究趋势进行探讨.     

An integrated virtual geographic environmental simulation framework: a case study of flood disaster simulation

Dynamic flood disaster simulation is an emerging and promising technology significantly useful in urban planning, risk assessment, and integrated decision support systems. It is still an important issue to integrate the large assets such as dynamic observational data, numerical flood simulation models, geographic information technologies, and computing resources into a unified framework. For the intended end user, it is also a holistic solution to create computer interpretable representations and gain insightful understanding of the dynamic disaster processes, the complex impacts, and interactions of disaster factors. In particular, it is still difficult to access and join harmonized data, processing algorithms, and models that are provided by different environmental information infrastructures. In this paper, we demonstrate a virtual geographic environments-based integrated environmental simulation framework for flood disaster management based on the notion of interlinked resources, which is capable of automated accumulating and manipulating of sensor data, creating dynamic geo-analysis and three-dimensional visualizations of ongoing geo-process, and updating the contents of simulation models representing the real environment. The prototype system is evaluated by applying it as a proof of concept to integrate in situ weather observations, numerical weather and flood disaster simulation models, visualization, and analysis of the real time flood event. Case applications indicate that the developed framework can be adopted for use by decision-makers for short-term planning and control since the resulting simulation and visualization are completely based on the latest status of environment.     

An intelligent agent based on virtual geographic environment system

On the basis of previous work, this paper designs an intelligent agent based on virtual geographic environment (VGE) system that is characterized by huge data, rapid computation, multi-user, multi-thread and intelligence and issues challenges to traditional GIS models and algorithms. The new advances in software and hardware technology lay a reliable basis for system design, development and application.