异构数据共享与网格计算

科技创新是推动人类社会进步的不竭动力。科学数据则是科技创新的基石,是人类科技活动智慧的结晶,更是科学研究的宝贵财富。我国各研究单位、科技工作者在长期的科研活动中积累了丰富的数据资源。为了更好地对科学数据进行管理,早在 1983年,中国科学院就提出了“科学数据库及其信息系统”项目,开始了多学科、多领域的科学数据库建设。科学数据库经过二十多年的发展,已经形成了一个大规模、多学科、综合性的科学数据库群,在国家宏观决策、经济建设、科学研究、生产应用、国际合作等方面发挥着重要的数据支撑作用。当前,科学研究趋向于跨学科…     

多源空间大数据的获取及在城市规划中的应用

在当前数据爆发式增长的背景下,通过对互联网大数据的获取、处理,将数据成果更好地应用于城市规划研究中。通过对互联网数据获取、清洗、存储及在城市规划中的应用,使数据的获取方式和手段更加的多样化,对城市规划的研究起到了基础的支撑作用。不同数据源、不同数据精度和不同数据模型的地理数据融合理论与方法的研究,对于降低地理数据的生产成本,加快现有地理信息更新速度,提高地理数据质量有着重要的现实意义。对于改进传统的城市规划理念,以及科学的指导城市规划有重要的意义。     

地球系统科学数据共享网的气候-海面变化数据集建设

在地球系统科学数据共享网的长江中下游分节点建设中,全球气候-海面变化在中国东部地区的区域响应,是该节点系列数据库群建设的三大科学主题之一。在GIS技术和数据库技术的支撑下,通过对数据集建设的整体规划与技术实现,可望由通常的科学数据下载中心向科学数据服务中心转变。针对区域地球系统科学研究的需要,本文以气候-海面变化数据集为例,探讨了该数据集的建设目标,进行了数据集的整体规划与设计,该数据集由6个不同主题的科学数据库和文献库构成,文献库不仅是数据集的重要组成部分,同时历史文献也是重要的数据来源之一。进而讨论了数据库设计的区域编码规则、表结构和元数据描述;将数据检索划分基本数据、专题、空间和文献检索四类,并对用户检索的流程和机制进行了探讨。最后指出了以科学数据收集分析为目标进行数据集建设所需注意的相关问题。     

自然资源和国土空间大数据技术应用框架

自然资源和国土空间大数据是科学配置和高效管理自然资源的重要基础,是优化和治理国土空间的重要支撑。本文基于大数据的发展历程、技术现状和主要挑战,概述了自然资源领域大数据感知、管理、分析等方面的关键技术进展,提出了自然资源领域大数据研究与应用中的研究领域单调、技术应用零碎问题;从自然资源、国土空间和人类活动的维度阐述自然资源和国土空间大数据的基本内涵,地域空间无限与资源空间耦合是区别其他大数据的显著特点。在应用需求基础上,构建了要素化、数智化、一体化的自然资源和国土空间大数据技术应用框架,该框架包含数据采集、数据治理、应用支撑、应用和用户5层结构体系和关键技术集成,实现大数据到知识服务再到数智化治理的转变,聚焦自然资源“两统一”核心业务,重构了4个方面10项自然资源业务应用。从自然资源调查监测、“智慧+”监管决策、“互联网+”政务服务3个方面开展应用实践分析;展望了自然资源和国土空间大数据在数据采集存储、数据治理、应用支撑、应用服务方面的发展方向。     

基于云计算的地球系统科学数据共享研究与实践

数据密集型的地学研究离不开数据资源和信息平台的支撑,因此,实施地球系统科学数据共享具有重大意义。早期地球系统科学数据共享服务主要以政府行为为主,集中数据汇交,存在数据服务负载不均衡、数据整合模式单一、数据服务效果不明显等突出问题。随着Web 2.0理念的提出,以及云计算等技术的出现,数据共享模式发生了巨大的变化。本文提出基于云计算的地球系统科学数据共享概念模型。通过提供基础设施即服务（IaaS）、数据资源即服务（DaaS）,以及数据功能即服务（SaaS）实现共享服务模式的转变,将死板的数据转为灵活的服务。在“数据云”中,用户既是数据的使用者也是数据资源的提供者,通过提供数据发布、数据需求发布、数据发现与共享、需求发现与反馈等功能,解决数据共享中“用户-数据”之间的矛盾,并激励普通科研工作者贡献自己的数据,保障数据资源有效、可持续整合。最后,构建了原型系统用于验证该框架,形成了一个“人人都是数据的提供者,人人都是数据的使用者”的数据共享服务环境。     

自然资源大数据应用技术框架与学科前沿进展

自然资源大数据及其处理技术应用能够为自然资源研究与管理,特别是揭示自然资源系统要素、结构与关联研究提供基础支撑,为资源科学发展提供新思路、新方法和新技术。本文试图厘清自然资源大数据的概念、主要特征和发展趋势,分析自然资源大数据对于国民经济与社会发展的重要现实意义。自然资源大数据建设既是自然资源信息化的重要组成部分,也是提高自然资源产业及整个社会经济效率、完善自然资源治理结构和提升自然资源治理能力现代化的新手段。本文在地球系统科学体系下,构建了自然资源大数据应用研究的知识框架,基于“一图一网一平台”结构,提出建立空天地一体化自然资源大数据库和“生产-生活-生态”应用框架,探讨建立基于自然资源数据收集、处理与应用的结构体系,并以此技术框架分析了自然资源大数据应用研究的学科前沿进展和发展趋势。     

不忘初心创佳绩——焦作市基础地理信息中心发展掠影

正焦作市基础地理信息中心成立于2013年10月,为民办非企业,现有职工20人,其中,党员7人,研究生4人,本科14人。中心主要承担全市基础地理信息数据的测量采集、平台的加工研发和数据的更新应用等工作。成立以来,在推进焦作市测绘地理信息成果的管理、更新、共享等方面发挥了重要作用,为政府决策提供了科学有效的测绘地理信息支撑。     

数据全面 应用广泛 共享顺畅——缙云县国土资源局全力打造“国土云服务”时代

正近年来,随着"互联网+"时代的开启,缙云县国土资源局依托国土已有空间数据资源,充分利用移动互联网等信息技术手段,全力打造国土空间基础信息平台,建立"用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新"的管理新机制,充分发挥"底图"和"底线"作用,有力支撑政府各部门科学规划、分析决策,有效监管国土空间开发利用活动,提升政府管理决策水平。一、从无到有,平台汇聚了国土家底缙云县国土资源局从2013年开始建设国土空间基础数据,历经五年多的时间,通过机房改造、系统     

测绘科学与技术在自然资源调查监测中的应用——以第三次国土调查为例

测绘科学与技术是研究地球和其他实地的与时空分布有关的信息的采集、量测、处理、显示、管理和利用的科学和技术。它的研究内容和科学地位是确定地球和其他实体的形状和重力场及空间定位,利用各种测量仪器、传感器及其组合系统获取地球及其他实体与时空分布有关的信息,制成各种地形图、专题图和建立地理、土地等空间信息系统,为研究地球的自然和社会现象,解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题,以及为国民经济和国防建设提供技术支撑和数据保障。     

基于正则表达式的地学科学数据名称提取方法

地学科学数据是地学科技文献重要的支撑材料，大量地学科技文献中包含着研究数据信息，而数据名称一般体现着数据的基本内容，是其中的核心信息。从地学科技文献中自动提取研究数据名称，对于促进优质地学数据共享、复现文献实验与结果以及实现科学数据与科技文献之间的关联具有重大意义，可在一定程度上解决当前地学文献中数据信息利用不充分的问题。本研究通过大量阅读地学文献，分析地学科技文献中描述数据来源信息段落的行文、结构特点以及数据名称的表述特征，在总结地学数据名称描述规律的基础上，提出了从地学科技文献中自动抽取地学数据名称的方法。该方法以数据类别特征词为规则触发词，利用正则表达式编写抽取规则，构建正则抽取规则库，从而完成对地学文献中数据名称信息的抽取。最后使用Java语言编写地学数据名称提取程序，以地学文献文本为实验数据材料，开展地学数据名称信息提取实验。实验结果表明，该方法可以有效地提取地学科技文献中的研究数据名称信息，准确率达到62%。     

轨迹数据挖掘城市应用研究综述

轨迹数据作为泛在地理信息环境中社会遥感数据的主要表现形式之一,为从个体的视角研究群体的空间移动规律,提供了新的数据支撑和研究思路。特别是在当前的大数据背景下,通过轨迹数据发掘人类的移动规律和活动模式,进而探求蕴含的深层次知识,是解决城市问题的重要途径,轨迹数据挖掘也由此成为地理信息科学及相关学科的研究热点。本文首先阐述了人类移动规律研究常用的轨迹数据集及在该数据集上开展的相关研究和典型应用;然后从城市空间结构功能单元的识别及城市韵律分析、人类活动模式的发现与空间移动行为预测、智能交通的时间估算与异常探测、城市计算的其他4个方面,综述了轨迹数据挖掘在城市中的应用;最后,指出了轨迹数据挖掘面临的挑战和进一步的发展方向。     

工程项目地球大数据监测与分析理论框架及研究进展

空间信息是工程项目建设的基础。测绘、遥感、GPS和GIS等空间信息采集技术在支撑工程项目向更高、更大、更安全等方向发展中发挥了重要作用。随着信息采集技术的迅速发展,大数据技术推动了各行各业迈入了新台阶。海量的空间信息正促进工程项目建设向更智能、更科学、更环保发展。在大数据时代,如何开展工程项目的大数据监测与分析成为了工程遥感监测领域新的研究方向。与此同时,“一带一路”倡议提出以来,迅猛发展的我国境外工程项目对工程项目的投资决策、建设与运营管理都提出了更高的要求。地球大数据技术可以为境外工程项目的前期规划、可行性研究、设计、安全风险评估、施工、后期运营管养及监管提供新技术、新方法和新手段。围绕工程项目大数据监测与分析的理论方法体系与科学问题,面向我国境外工程项目建设中对大数据分析技术的迫切需求,本文系统性的阐述了工程项目地球大数据监测与分析的概念、用户需求、研究内容、主要技术方法和远景目标,以期为未来相关研究工作提供指引。在此基础上,总结了工程项目地球大数据监测与分析的研究进展。研究发现：① 空间信息采集技术的快速发展,使得工程建设比任何时候都能获得更准确、更及时、更丰富的空间信息,工程项目的大数据监测与分析这一新的研究方向应孕而生,可促进工程项目向更智能、更科学、更环保发展;② 工程项目的现状调查、规划、可行性研究、勘察设计、施工和运营与监管等各个环节都对地球大数据监测技术有大量的需求;③ 地球大数据技术在我国工程项目建设中应用的相关研究还处于较为初级的具体技术服务阶段,还难以为工程项目投资决策提供支持,特别是境外工程项目的相关研究尚处于起步阶段,而我国境外工程项目建设存在基础数据匮乏、项目总体规划和模拟水平较低、监管能力弱和人文政治鸿沟风险高等问题,迫切需要开展地球大数据监测与分析,提高投资决策科学水平,降低境外投资风险。     

科学数据共享实践：以国家地球系统科学数据中心为例

地球系统科学是一门综合性交叉学科,起源于全球变化研究,受益于遥感技术进步,现已进入大数据时代,人工智能技术成为解决地球系统科学前沿问题的新手段。科学数据共享是推动科学发展、提升数据价值的关键,经过长期的探索和实践,全球已形成完善的数据资源管理政策与机制、持续的数据共享服务体系、多元化的科学数据整合模式,并且新的理念不断推动数据共享创新发展,其中“可发现、可访问、可互操作和可重用”原则和数据出版备受推崇。我国颁布了国家层面的政策法规,着重推动国家级科学数据中心建设、科技项目数据资源汇交及数据出版。借鉴国外数据共享经验,结合国内实际发展情况,我国探索出具有中国特色的地球系统科学数据资源分类体系,在元数据、分布式互操作、大数据分析和共享服务等关键技术方面都取得了重大突破。本文以国家地球系统科学数据中心为例,系统梳理了国内地球系统科学领域的数据共享实践进展,详细介绍了国家在地球系统科学领域的数据共享实践及其成效。国家地球系统科学数据共享工作已探索形成成熟稳定的运行服务机制、研制出适用于多源分散地球系统科学数据的标准体系、 建成多学科多时空尺度的地球系统科学数据库群、自主研发海量异构数据共享网络技术体系与服务系统,促进了地球系统科学的科学发展,同时也推动了数据共享理念的传播与推广。然而,数据孤岛现象、共享服务系统标准化程度低、系统技术标准未对接国际规范等问题仍然较为突出,阻碍了地球系统科学数据开放与共享。未来,随着共享个性化需求被激活,定制化的“数据+知识”服务有望成为主流趋势,将给数据共享带来新的机遇和挑战。     

气象目录服务系统的设计与实现

随着科学数据共享服务的发展,科学数据共享平台需要实现的不只是元数据的查询和导航,更要实现科学数据的统一访问.目录服务统一实现了数据的发现、访问和管理是科学数据共享服务技术体系的重要组成部分,它的核心技术是元数据技术.在分析气象科学数据共享服务的特点基础上建立的气象元数据目录服务系统,由元数据网关、元数据服务器、元数据目录服务及元数据库组成.它实现了分布式的数据存储、统一的目录服务和数据访问、统一认证和分布式授权等功能,丰富了气象科学数据的共享手段,提高了服务效率.元数据目录服务技术也将在其他气象信息管理平台和气候系统数据库系统建设中发挥重要的作用.     

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。     

从资源的网络应用迈向资源的网络监管

在国土资源部领导和有关部门的关心帮助下,天津市"一张图"工程建设紧紧抓住全国第二次土地调查获取数据成果的契机,创建统一业务应用管理平台,做到数据进库、业务进网、在线审批、实时更新,全面支撑国土资源的批、供、用、补、查.2011年在大量汇集标准化数据基础上,尝试从网络化管理的应用平台向监管平台跨越.通过监管平台的控、叠、解、调、算,抓住业务管理之间交叉所产生的信息,指导全局节约集约使用国土资源,做到"批地有序、供地有据、用地有权、储备有量、执法严明、监管有力",从保证项目使用资源过渡到网络实时信息支撑下的长远、合理的使用资源.     

“数字地球”科学工程

“数字地球”是集科学、技术和工程于一体的一项宏伟的科学体系。“数字地球”由基础研究、技术支撑和科学工程三部分组成,其中科学工程是“数字地球”的核心和目标。文章在我国“数字地球”科学工程现状分析的基础上,结合国情,对我国“数字地球”科学工程的发展提出了建议。     

地球系统科学数据共享研究与实践

分布式、异构科学数据的整合集成与"一站式"共享服务是科学数据共享的关键和难点。首先,提出"创建地球系统科学数据共享联盟,共建、共享"的分散数据资源整合理念和按"总中心-分中心-数据资源点"三个层次的整合架构,然后,在组织模式上保障分布式数据资源的有效整合。即通过"元数据集中管理,数据体分散存储"的策略,从技术上保障分布式数据资源的快速整合。针对地球系统科学不同学科数据资源的特性,设计了地球系统科学数据核心元数据标准及扩展方案,利用MVC(元数据标准模型-显示视图-操作函数)模式实现多标准地学元数据的统一管理和自适应显示。最终,研究面向SOA的分布式地球系统科学数据共享平台,通过"一个总中心,认证中心和若干个分中心",形成物理上分布、逻辑上统一的分布式服务网络,从而为用户提供"一站式"的数据共享服务。     

循环经济的科学基础与运行机理

本文初步论证了循环经济的科学基础,包括物理学基础,生态学基础,系统科学基础和区域科学基础,分析了各种科学基础对循环经济的支撑,以及各科学基础与循环经济的相互关系。以增熵过程和负熵过程,以及增熵、负熵动态平衡为依据,提出循环经济运行的基本框架,比较详细地阐述了信息负熵的结构及主要内容。     

一种位移传感器数据解码方法及其在滑坡监测中的应用

介绍位移传感器数据远程传输方法,阐述位移传感器数据解码算法,并验证解码数据的准确性及可靠性。同时,将其应用于黑方台党川滑坡的变形监测,获得了滑坡监测点的实时形变信息,可为滑坡变形监测和预警提供技术支撑。