地理尺度问题中不确定性原理的假设探讨

尺度是广泛存在于地学、生态学、气象、遥感等领域中的一个重要概念.尺度研究可以避免 用错误的空间尺度观测问题和对因果关系的曲解.科学有效的尺度选择和尺度转换方法不可 或缺,而尺度转换问题是复杂的,在科学界一直未得到很好的解决.在进一步阐述尺度及尺 度转换概念的基础上,引入理论物理学中的不确定性原理（测不准原理）,以此为依据阐述 不确定因素存在于尺度问题中的必然性,同时提出“尺度态”的概念,并指出其本质就是尺 度转换问题中不确定性的表达,具体表现为不同操作尺度、不同研究结果的概率分布.试图对地理尺度及尺度转换问题在理论上有更进一步的认识.     

生态学

P9012006010762干旱区绿洲景观尺度稳定性初步分析=Preli minary analysison the oasis stability at the landscape level in the arid regions/罗格平,周成虎…∥干旱区地理.—2004,27(4).—471~476在景观尺度上,从绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性以及土地利用及其生态环境     

尺度转换思想的内涵及价值分析研究

地理事物具有较强的复杂性和层级性,地理学习中需要学生能够准确有效地把握信息、重构知识.尺度思想是地理学中的重要指导思想,尺度转换能够帮助学生从不同层面认识地理事象.本文着眼于时间尺度转换、空间尺度转换以及时空尺度转换,通过课堂教学中典型案例的剖析,揭示尺度转换思想对于地理教学的促进作用.     

地理学的理论和方法

l,01 20()4031761地理空间的尺度一结构分析模式探讨=Analytical sch即leonscal令structure ofg印graphical sPace噜学军,周成虎…//地理科学进展一2004,23(2)一107一114 以地理学、景观生态学有关尺度的研究为基础,应用层次理论在大、中、基本三种尺度上,就有关地理空间研究的一个重要方面—地理空间的尺度一结构分析模式进行探讨.初步建立了一种有关地理空间结构与功能表达的空间等级序列.指出:该等级序列能够反映地球表层在不同尺度上的空间结构组成以及它们之间的相互转换关系,能够实现地理学的“宏观机制”研究与“微观机制”研究的结…     

基于粗集的知识发现与地理模拟——以深圳市土地利用变化为例

为了更有效地模拟地理现象的复杂演变过程,提出了用粗集理论来确定元胞自动机 (CA)不确定性转换规则的新方法。CA可以通过局部规则来有效地模拟许多地理现象的演变过程。但目前缺乏很好定义CA转换规则的方法。往往采用启发式的方法来定义CA的转换规则,这些转换规则是静态的,而且其参数值多是确定的。在反映诸如城市扩张、疾病扩散等不确定性复杂现象时,具有一定的局限性。利用粗集从GIS和遥感数据中发现知识,自动寻找CA的不确定性转换规则,基于粗集的CA在缩短建模时间的同时,能提取非确定性的转换规则,更好地反映复杂系统的特点。采用所提出的方法模拟了深圳市的城市发展过程,取得了比传统MCE方法更好的模拟效果。     

“热力环流”教学设计

【教学目标】知识与技能:了解气压和影响气压大小的因素;能够理解热力环流的形成原理,用所学知识解释生活中出现的类似地理现象。过程与方法:通过活动模块的学习,参与演示气压分布及合作分析讨论,运用热力环流的基本原理解释生活中的地理现象,掌握简单的问题阐述方法。情感、态度与价值观:提升学习地理的好奇心和兴趣,体会合作的愉悦,收获完成任务的满足感和同学的友谊。     

地理空间中的空间关系表达和推理

针对地理空间中的应用,归纳了在空间关系的表达与推理中不同于人工智能领域研究的一些特点:在人工智能领域,更注重建立形式化的推理系统;而在地理信息科学中,则需更关注地理空间的特点以及地物的地理语义。该文基于地理空间和地理现象的本质且顾及地理空间认知,总结了地理空间中空间关系表达和推理的特点,具体包括空间的有限性、地球的球面特征、地物的地理语义、地物形状的复杂性、面状地物、特殊的空间关系、空间关系的层次性与尺度相应原则、不确定性、三维与时态特性九方面;进而介绍了地理空间关系表达的两个应用,即地理信息检索和基于对象的图像分析。该文的探讨可为地理信息科学中的相关研究提供方向性指导。     

浅谈高中区域地理特征综合分析思维框架的构建和应用——以区域自然环境与农业生产活动的关系为例

在地理高考中,区域地理占有非常重要的地位,特别是区域特征的分析是高考命题核心内容。区域地理教学容易出现为掌握大量的区域地理事实让学生机械记忆各区域的区域特征增加学生的负担,并出现区域地理与系统地理不能有机结合、分析应用能力较差、地理空间尺度意识较差、知识不能有效迁移等问题。高中区域地理复习应重在让学生学会构建和运用区域地理特征综合分析的思维框架,培养学生通过空间尺度的变化进行区域地理特征分析的能力。依据认知心理学原理,结合教学中的思考与实践阐述了区域地理特征综合分析思维框架的构建和应用过程,以及区域地理特征综合分析思维框架构建和应用过程中应注意的几点问题。     

地理信息系统

P2082006010929地学信息体视化中3维交互技术的研究与实现=The re-search and realization of3Dinteractive techniques for the vol-ume visualization of geo-information/颜辉武,马晨燕…∥测绘学报.—2005,34(1).—64~70图8参11(作者)CheTP3112006010930多尺度时空数据的集成与对象进化模型=The integration ofmulti-scale spatiotemporal data and the object evolution model/佘江峰,冯学智…∥测绘学报.—2005,34(1).—71~77图7参23(郭梅菊)CheP333.62006010931基于Brown-Forsythe检验的水文序列变异点识别=Brown-Forsythe bas…     

山地研究

山地地理P463.222005043148小五台山亚高山景观尺度水热条件与植被关系=Relation shipbetweenlight,temperature,soilwetnessandvegetationat landscapescaleinasubalpinebeltofMt.Xiaowutai/江源,黄晓霞…∥地理学报.—2005,60(4).—698～706以河北省小五台山为研究区,通过转化糖方法获取亚高山不同景观部位效应温度,结合DEM模型模拟研究区内太阳直接辐射以及土壤湿润度系数,进而构建生境干燥度指数.以此为基础,在景观尺度上定量分析研究区内亚高山带水热条件与森林和亚高山草甸植被分布格局的关系.图2表1参24(广兵)Be P931.5200504314…     

关注地理问题的时空尺度

地理事件、地理现象都是发生在特定的时间和空间背景下的,其成因具有区域性、阶段性和复杂性,因此脱离了具体时间和空间背景的地理问题都是虚无的。所以教师在平时教学中要强调问题的具体背景,要讲清楚地理原理所适用的时间和空间尺度,要教会学生运用发展的、动态的眼光看待地理问题,避免把地理知识程式化和凝固化。下面结合最近几年高考试题谈谈地理问题的时空背景对解题的影响。一、地理问题的空间尺度通常按照地理问题的影响因素所影响的空间范围可划分出大尺度、中尺度和小尺度因素。     

地理空间的尺度-结构分析模式探讨

本文以地理学、景观生态学有关尺度的研究为基础,应用层次理论,在大、中、基本三种尺度上,就有关地理空间研究的一个重要方面-地理空间的尺度-结构分析模式进行了探讨.初步建立了一种有关地理空间结构与功能表达的空间等级序列,该等级序列能够反映地球表层在不同尺度上的空间结构组成以及它们之间的相互转换关系,以其为基础开展地理空间研究有利于发现不同地理现象的内在成因及其发生机理(在基本尺度上),有利于发现区域不同地理现象的表现形式及其变化过程的动力学机制(在中尺度上).与传统地理学对于地理空间研究的宏观有余而微观不足的特点相比,该等级序列能够实现地理学的"宏观机制"研究与"微观机理"研究的结合,是现代地理科学有关"定性与定量综合集成"研究的基础.     

GIS数据尺度变换中的信息熵变化

基于Shannon信息熵原理的GIS数据信息量表达属于语言学信息体系中的语法层次,描述了空间目标分布结构上的不确定性特征。该文将该信息量测度方法应用于空间数据的尺度变换中,考察尺度变换中空间数据语法结构在统计意义上的变化特点,进而通过信息熵的变化发掘尺度变化中空间数据信息量的变化规律。基于空间目标群的Voronoi图剖分建立信息熵度量,以空间尺度变换中的移位、合并两种典型操作为案例,研究了面状目标群尺度变换中信息量衰减的初步规律,并尝试将其结论用于地图综合方法质量评价。     

多源分布式CSW和WMS地理信息服务集成与互操作

分析了当前地理信息服务与其元数据不对称导致多源地理信息服务难于无缝集成的现状,提出根据OGC(Open Geospatial Consortium)网络地图服务(Web Map Service,WMS)动态生成自身元数据的方法,并基于OGC CSW(Catalogue Service for the Web)、WMS规范和ISO19139元数据标准开发了MS2MD中间件.提出用于监测地理信息服务质量的方法,实现了对多源、分布式CSW与WMS的准实时动态监测;同时,设计了多源分布式CSW和WMS地理信息服务的集成体系结构,并将上述方法应用于全球综合地球观测系统(Global Earth Observation System of Systems,GEOSS)的空气质量与健康项目中,解决了WMS与其自身元数据信息不对称以及地理信息服务质量的准实时监测问题,实现了多源分布式CSW和WMS地理信息服务的无缝集成与互操作.     

坡谱提取与应用的基本地域条件

阐述坡谱提取原理,借鉴地理空间数据不确定性处理中的"ε-带"模型概念,构建坡谱稳定的判定模型,最后以陕北黄土高原和秦岭山区的典型地貌类型区为实验区,以1:10000 DEM为信息源,分析研究不同地貌类型区坡谱的变异特征,揭示坡谱提取与应用的基本条件:地貌形态的相似性与渐变性、研究尺度的合理性以及地貌类型的完整性。该研究为坡谱的进一步深入研究与应用奠定良好的理论基础,也为地理学研究中如何确定基本地域单元等重要的理论问题提供了借鉴思路。     

元胞自动机在城市模拟中的误差传递与不确定性的特征分析

元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)已越来越多地用于地理现象的模拟中,如城市系统的演化等。城市模拟经常要使用GIS数据库中的空间信息,数据源中的误差将会通过CA模拟过程发生传递。此外,CA 模型只是对现实世界的近似模拟,这就使得其本身也具有不确定性。这些不确定因素将对城市模拟的结果产生较大的影响,有必要探讨CA在模拟过程中的误差传递与不确定性问题。本文采用蒙特卡罗方法模拟了CA误差的传递特征,并从转换规则、邻域结构、模拟时间以及随机变量等几个方面分析了CA不确定性产生的根源。发现与传统的GIS模型相比,城市CA模型中的误差和不确定性的很多性质是非常独特的。例如,在模拟过程中由于邻域函数平均化的影响,数据源误差将减小;随着可用的土地越来越少,该限制也使城市模拟的误差随时间而减小;模拟结果的不确定性主要体现在城市的边缘。这些分析结果有助于城市建模和规划者更好地理解CA建模的特点。     

论地理信息的尺度特性

尺度是地理信息一种固有的本质属性,尺度问题是当前地理信息科学研究的核心内容之一。该文根据地理信息在获取、处理、传输、表达和分析中尺度显现的基本规律,将地理信息的尺度特性概括为尺度依赖性、空间形态可分性与可聚合性、语义层次性与语义连通性、尺度不变性、尺度一致性,并探讨其具体内涵。     

土地变化科学中的尺度问题与解决途径

尺度问题是土地变化科学中的关键问题。总结国内外近10年来土地变化研究中尺度问题的进展表明:土地变化研究中的尺度问题多集中于数据处理、格局与过程的表征、驱动力的影响、模型运用、生态环境效应以及土地政策与可持续管理等方面。尺度问题主要产生于地理现象的异质性、地理系统的等级性、响应与反馈的非线性、干扰因素的影响及主观认识的局限等。土地变化中尺度问题研究的一般途径为尺度选择-尺度分析-尺度综合;尺度选择时应该以问题为指向,数据为基础,选择适宜的尺度;尺度分析中需要从更大尺度和更小尺度同时开展分析,找出重要的变化动态,防止信息的遗漏或夸大;尺度综合是认识全球与地方关系的纽带,可将其分为尺度上推和尺度下推,在尺度综合中方法是主导,目标是寻找各尺度之间的"连通性"。模型有助于深刻理解土地利用系统动态,发展嵌套式模型是目前尺度综合研究中的重要内容。     

地理数据尺度转换方法研究进展

尺度问题在地理学、生态学和水文科学等众多领域都具有非常重要的地位。近年来,随着对地观测技术和地理信息科学的飞速发展,解决地理数据的尺度转换问题成为目前地理信息科学及相关研究中的热点和难点问题之一。在地理信息科学相关领域中,地图学和遥感科学研究人员从尺度概念的理解到尺度转换的理论和方法都做了大量的研究,对解决地理数据空间特征的尺度转换做出了重要的贡献。在地理数据属性特征的尺度转换研究领域,地理信息科学研究者提出的面域插值方法是解决此问题的主要方法之一。同时,在社会经济科学领域,“小区域统计学”也发展了一套相关的理论和方法,试图解决统计单元的变更问题。文章在全面回顾和比较不同研究领域解决“尺度转换”问题方法的基础上,重点介绍面域插值方法和小区域统计学的基本原理及其典型应用。     

地理学的一般问题

地理学的理论和方法K92005031915地理科学与资源研究的发展形势:视察地理科学与资源研究所时的讲话=Currentdevelopmentsituationongeographical sciencesandresourcesresearch/路甬祥∥地理学报.—2005,60(3).—355～360中国科学院路甬祥院长于2005年2月22日视察了中国科学院地理科学与资源研究所,并在座谈会上发表了重要的讲话.路院长在讲话中就地理学与科学发展观的关系问题;当前地理学研究中的水资源、城市化、区域发展、温室气体排放和自然灾害等问题;以及地理学研究中的研究所发展方向、科研管理体制、地理信息技术发展、野外观测实…