21世纪的地球信息科学及其应用

分析了地图学、遥感、地理信息系统及全球定位系统的发展 ,为地球信息科学的建立奠定了基础。论述了地球信息科学的内涵、理论基础、技术体系以及地球信息图谱等基本概念 ,阐述了地球信息科学在资源清查与管理、经济与社会可持续发展规划决策与管理、城市规划与现代化管理、农业规划决策与生产管理、灾害预测与灾情评估、环境污染与生态变化监测、全球变化监测与研究等方面的应用前景。     

“数字鸿沟”与地球信息科学的应对

2003年上半年连续出现的全球性突发事件,是对我国的严峻考验。面对严峻复杂的世界形势,地球信息科学可以大有作为,如建设各类型的地理信息系统,以增强应变能力,制定长远规划,加强基础研究和数据储备,将地球信息科学的先进技术和成果应用于国家应对突发事件和政府决策,提出强强联合,共同攻克难关。     

未来地球系统构建中的六边形网格重力场北大核心CSCD

为提升大地测量学科在服务人类社会活动方面的能力,应集成包括地球重力场在内的,实现模型与观测资料融合的地球系统,以最大限度地提高地球系统仿真和预测的效益,极大地推动地球系统科学的发展和增强领域服务能力。顾及地球六边形网格体系在地球系统中的广泛应用及其在实现地球重力场建模、数据处理、多源数据融合中的自身优势,本文总结了传统地理网格系统下地球重力场求解的局限性及球面六边形网格在重力场求解中的优势和潜力。六边形网格体系下的地球重力场研究,将会对地球重力场求解效率和精度的提升、多地球系统模型之间的统一发挥重要作用。     

对地观测技术的发展历史、现状及应用

本文介绍了对地观测技术的历史和现状,并针对部分国家(美国、法国、日本、中国)的对地观测技术的发展现状和策略进行分析。美国EOS计划和ESE计划的实施极大地推动了对地观测技术的发展,同时也推动对地球科学事业的发展;法国以高分辨率SPOT卫星系列为其对地观测技术的特色;日本制定了对地观测技术的基本发展策略;中国作为发展中国家,在对地观测技术方面的发展起步较晚,但发展势头迅猛。此外,笔者以滑坡灾害系统为例说明了对地观测技术在地球系统科学研究中的应用及技术优势。     

中国对全球地球观测系统的贡献

进一步认识地球、关注地球发展规律, 保护人类共同家园已成为世界各国政府的共识。共同发展地球观测技术, 提高对地观测能力成为新世纪世界各国的共同要求。2003年发起, 2005年由欧盟组织的地球观测部长级峰会上通过了全球综合地球观测系统(Global Earth Observation System of Systems, GEOSS)十年执行计划, 构成了世界范围内地球观测领域国际科技合作的主流。中国地球观测领域呈现出快速发展的趋势, 并提出了该领域的全球性发展战略, 预示着中国将在国际地球观测领域发挥越来越重要的作用。文章介绍了中国地球观测领域发展现状和趋势, 在分析中国参与全球地球观测领域国际合作现状及目前存在问题的基础上, 提出进一步促进中国参与该领域国际合作, 为中国乃至国际社会发展做出重要贡献的建议。     

虚拟地球在态势感知中的应用

地理信息科学是现代地理学与计算机信息科学之间的一个交叉学科,其主要理论、方法来源于这两门学科。随着地理信息科学自身的发展,＂虚拟地球＂的理念越来越被大家所关注。＂虚拟地球＂以基础地理信息数据为基础,集成了其它各学科的专题数据,大大地拓展了地理信息科学本学科的研究范围,吸引了众多的研究者投入到其中进行各类相关研究,产生大...     

空间数据融合的相关技术和方法研究

空间数据获取是空间信息系统的核心技术之一。地球空间信息系统（Geo-spatial Information System,SIS）是地球空间信息科学的技术系统,它是基于计算机技术和网络通信技术的解决与地球空间信息有关的数据获取、存储、传输、管理、分析与应用的信息系统。地理信息系统（Geographic Information System,GIS）是地理信息科学的技术系统,是空间信息系统的典型代表。     

3S在数字地球时代的新发展

3S集成技术理论是新近兴起的地球信息科学的技术性理论基础。一般认为,3S集成是指将RS、GPS、GIS这三种对地观测新技术有机地集成在一起。从3S各自的技术特点及发展历程入手,浅谈了各自在数字地球时代的新特色,以及在实际中的应用。     

5S技术与自动化和智能化空间对地观测数据处理系统的建立

随计算机科学和空间科学快速发展,测绘科学与其边缘学科相互渗透综合,这种综合的特点主要反映在5S技术:全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)的结合与集成。其结果是测绘科学将与相关科学相互融合而成为地学信息科学(Geo-mutics),并将成为信息科学和信息产业的一个重要组成部分。     

基于地球系统空间格网的全球大数据空间关联与共享服务

对地学领域全球观测及分析模拟的大数据进行空间关联,可以促进数据共享利用,更好地服务于全球变化与地球系统科学研究及社会公益事业。本文分析了全球大数据的共享现状、存在问题和发展方向;介绍了一种基于球体退化八叉树的地球系统空间格网(ESSG),及其和现行坐标系统的关联与转换方法;提出了基于ESSG的三元组数据结构、全球大数据空间关联模式、大数据集成组织与对象表达原理;并基于云环境和Web服务技术,设计了基于ESSG的全球大数据共享服务模式。搭建了试验环境,开发了软件,以全球地壳数据、DEM和大气数据为例,实现了全球大数据空间关联、集成可视化与共享服务。     

资源与环境信息系统国家重点实验室

资源与环境信息系统国家重点实验室成立于1985年,是我国最早的国家重点实验室之一,是中国地理信息系统事业的开拓者和摇篮。实验室致力于地球信息科学的基础理论与方法的研究,发展地理信息系统核心技术,构建国家级行业重大应用示范系统,建立"数据-模型-软件-系统"一体化的地球信息科学研究体系,对我国地球信息科学的发展起到学科导向、应用示范及骨干人才培养的作用。现有院士2名,国家"万人计划"领军人才1名,国家百千万人才1名,长江学者1名,杰青6名,优青4名,中科院"百人计划"3名。     

从地理信息系统到地球系统模拟

围绕我国地理信息系统的建设特点和发展脉络,从地理信息系统的概念、结构与功能,从图形数据管理、数据挖掘、空间分析到地理现象或实体空间分布格局、时间演化过程、系统界面间耦合模式及系统间的相互作用分析,再到地球系统模拟的发展历程,回顾分析了陈述彭先生发展我国地理信息系统事业的学术理念、战略思想与科学体系,从中领悟地理信息系统的多维动态、区域综合、系统耦合、过程集成的研究体系。     

遥感与地球系统科学

地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。     

试论地理信息科学的基础学科范式

随着地理信息系统的出现和不断发展, 20世纪90年代提出的地理信息科学已经逐渐成为一门介于地理学、信息科学和测绘学等多学科交叉的新兴学科。秉承地理信息科学仍然是一个开放知识体系的基本判断, 从地理信息科学的上位学科地理学、信息科学、地球观测科学的基础学科特征出发, 重点论述其基础性和科学属性, 进而探讨了地理信息科学进一步发展的基础学科范式, 为地理信息科学知识体系的不断完善、加强地理信息科学的科学性、基础性和系统性提供潜在的发展路径。     

GIS的基本理论问题——地图代数的空间观

通过分析比较地学各学科的空间概念,深入地论述了地球信息系统的空间概念这一基本理论问题,指出了地球信息系统的空间数学基础是GIS空间概念的数学定义,揭示并论证了地理信息系统的空间数学基础,并相应讨论了“无缝空间数据库”技术的若干基本问题,认为“无缝”不 仅是形式上的“无缝可视”,更重要在于“无缝量度”,“无缝空间分析”,“规范地无缝集成”的实质性能力上,最后通过对“无缝空间数据库”下的空间分析理论和技术,空间（数据）的表达,国家地球空间数据框架和技术路线的论述,表明使GIS与各地球科学学科的地球空间完全一致,将全面有益于地球信息科学的新发展。     

地球空间信息科学与区域发展规划的关系

地球空间信息科学，作为地球信息科学的一个重要分支学科，将为有关地球问题的研究提供空间信息框架、数学基础和信息处理的技术方法。区域发展规划是一项复杂的系统工程，它涉及到地球空间信息及可持续发展等同题，需要各种先进科学理论和技术的支持。地球空间信息科学及其技术是能够给予区域发展规划最基础支持的重要技术，也是保证区域发展规划科学、合理的满足社会可持续发展要求的一个关犍的技术支撑。因此，研究地球空间信息科学与区域发展规划理论的有机结合，并将地球空间信息技术应用到区域发展规划中是非常必要的。     

浅谈地球信息科学与技术专业GIS课程的教学

针对当前地球信息科学与技术专业的课程设置体系,探讨GIS课程教学的目标与特点、现状和当前存在的问题,提出GIS课程的教学思路与方法。最后,从地球信息科学与技术专业的目标和定位出发,对今后进一步提高GIS课程教学质量及与其他课程形成体系进行了展望。     

《地球空间信息球面离散网格——理论、算法及应用》出版

由张永生教授等主编的《地球空间信息球面离散网格——理论、算法及应用》于2007年4月由科学出版社正式出版。书中详细讨论了地球空间信息球面离散网格的理论和技术问题，为全球海量空间信息的组织、管理和应用设计了新的技术框架。本书可供地球空间信息科学、遥感科学与技术、地理信息系统、对地观测、信息资源开发、空间信息系统集成、资源与环境、国土资源调查、测绘、卫星应用技术、地理影像情报等学科领域的研究开发者、管理者阅读参考，也可作为相关专业大学高年级学生和研究生的教学用书或参考用书。     

一般性问题

本文试论在未来几年跨世纪中的学科发展,由于空间技术,计算机技术的发展和信息高速公路的建设,摄影侧量学自身将发展成为数字摄影侧量为主体的图象信息科学,并与计算机视觉相融合.空间定位技术、航空摄影测量、遥感、地理信息系统技术与基于知识的专家系统将有机地集成     

GIS,Geomatics和GISci的概念及关系探讨

从分析地理信息系统 (GIS)、地球空间信息学 (Geomatics)和地球信息科学 (GISci)三者的概念及特点出发 ,并结合对三者的产生条件 ,学科组成 (理论、技术和方法 )的论述 ,阐述了 GIS,Geomatics和 GISci三者之间的关系。分析结果表明 ,GIS是 Geomat-ics的基本子学科 ,GIS是 GISci的技术组成部分 ,Geomatics是 GISci的组成部分 ,最后 ,说明了三者对建立数字地球工程的意义