GIS作为新一代地理学语言的特征

地理学语言是人类理解、研究、表达与传播地理信息的重要工具, 它随着人类科学技术的进步与认识水平的提高而不断演进。本文根据地理学语言在结构、功能及其特征方面所发生的变化, 结合地理信息本体论、认知论和语言学理论, 总结了GIS 语言的定义与基本属性, 阐述了GIS作为新一代地理学语言的本质特征、结构、功能以及内容体系, 明确了其在地理学研究中的地位与作用。GIS语言实现了地理对象的语义定义、特征抽象、行为表达和时空运算处理过程的高度统一, 是地理学语言的高级形态;通过分析GIS 语言所具有的抽象性、系统性、严密性、确切性、层次性等基本特征。认为GIS语言的概念与体系结构的形成, 将推动地理学及地理信息科学的发展。文中从数字技术的影响、学科范式的转变、发展导向和地理表达能力四个方面对GIS语言的研究作了展望。     

重建地方：人文地理与GIS结合研究的路径

地方是很重要的地理学概念。中外学界对地方的研究有丰富积累。围绕地方的理论与现实问题,探索人文地理与GIS结合研究的路径和方法对中国地理学尤为重要。“重建地方”旨在打破学科界限,重新发现学术研究的“地方”,并将学术与生活、思想与技术紧密结合起来,反思和重建生活中的“地方”。人文地理与GIS结合研究主要聚焦于流动性的大尺度城市空间与稳定性的小尺度社区空间。通过运用开放的街景地图、3D-VQGIS等新GIS工具和方法,整合大数据与小数据,将定量与定性结合,丰富了地方性研究的方法与理论,使人文地理与GIS结合有新的方法论与可操作的手段。以地方为主题,人文地理与GIS的结合还将重塑这2个子学科,进而促进地理学发展。未来应该大力探索人文地理与GIS结合的思想、理论与方法,实现学科内的交融互动,并将其应用于解释尺度交错的现实问题,进而在理论和实践上重建地方。     

Reflections and speculations on the progress in Geographic Information Systems (GIS): a geographic perspective

Great strides have been made in Geographic Information Systems (GIS) research over the past half-century. However, this progress has created both opportunities and challenges. From a geographic perspective, certain challenges remain, including the modelling of geographic-featured environments with GIS data model, the enhancement of GIS’s analysis functions for comprehensive geographic analysis and achieving human-oriented geographic information presentation. Several basic theoretical and technical ideas that follow the workflow and processes of geographic information induction, geographic scenario modelling, geographic process analysis and geographic environment representation are proposed to fill the gaps between GIS and geography. We also call for designing methods for big geographic data-oriented analysis, making best use of videos and developing virtual geographic scenario-based GIS for further evolution.     

A new geographical language：A perspective of GIS

Language plays a vital role in the communication, sharing and transmission of information among human beings. Geographical languages are essential for understanding, investigating, representing and propagating geo-spatial information. Geographical languages have developed and evolved gradually with improvements in science, technology and cognitive levels. Concerning the theoretical progress from geographical information ontology, epistemology and linguistic theory, this paper firstly puts forward the concept of a GIS language and discusses its basic characteristics according to changes in the structures, functions and characteristics of geographical languages. This GIS language can be regarded as a system of synthetic digital symbols. It is a comprehensive representation of geographical objects, phenomena and their spatial distributions and dynamic processes. This representation helps us generate a universal perception of geographical space using geographical scenarios or symbols with geometry, statuses, processes, spatio-temporal relationships, semantics and attributes. Furthermore, this paper states that the GIS language represents a new generation of geographical language due to its intrinsic characteristics, structures, functions and systematic content. Based on the aforementioned theoretical foundation, this paper illustrates the pivotal status and contributions of the GIS language from the perspective of geographical researchers. The language of GIS is a new geographical language designed for the current era, with features including spatio-temporal multi-dimension representation, interactive visualization, virtual geographical scenarios, multi-sensor perception and expedient broadcasting via the web. The GIS language is the highest-level geographical language developed to date, integrating semantic definitions, feature extraction, geographical dynamic representation and spatio-temporal factors and unifying the computation of geographical phenomena and objects. The GIS language possesses five important characteristics: abstraction, systematicness, strictness, precision and hierarchy. In summary, the GIS language provides a new means for people to recognize, understand and simulate entire geo-environments. Therefore, exploration of the GIS language’s functions in contemporary geographical developments is becoming increasingly important. Similarly, construction of the conceptual model and scientific systems of the GIS language will promote the development of the disciplines of geography and geographical information sciences. Therefore, this paper investigates the prospects of the GIS language from the perspectives of digital technology, geographical norms, geographical modeling and the disciplinary development of geography.     

论地理信息系统及其在地理学中的地位

地理信息系统技术的兴起代表了地理学发展的一个重要方向。地理信息系统是一门处理地理(空间)数据的综合信息技术,它属于技术地理学的范畴,它为资源与环境的管理和规划以及地理学的研究提供了一个革命性工具。另一方面,地理信息系统的建立和应用又依赖于地理学理论和实用模型的发展。进一步勾通地理信息系统与空间分析之间的关系是目前促进地理信息系统发展的重要课题。     

物联网时代信息地理研究的思考

近年来物联网在全球掀起巨大热潮。作为新一代信息技术,物联网不仅将给生产运行、经济和社会管理乃至个人生活带来极大影响,同时将会给地理学带来深刻变化,成为信息地理研究的重要对象。深入分析物联网对于地理学核心概念以及信息地理研究方法带来的影响,构建物联网时代信息地理研究的理论框架,主要包括:物联网构造了新的地理空间--现实地理空间与虚拟空间的统一体,推动人地关系的改善;物联网时代的信息实时收集与处理特征,使得空间结构、产品空间、行为空间发生重要变化,信息作为区位的影响因素将得到增强,城市交通、居住、工作和休憩功能空间受到影响,物联网从规范产业链和改变消费行为两个方面影响商业模式,人的环境感应能力增强,影响人们的空间感知和空间行为;基于物理世界的海量实时数据,信息地理研究方法发生变化,实证、时间维度、微观尺度等方面的研究将会增强。进而,系统性提出物联网时代信息地理的主要研究内容。     

从实时定位、环境监测到神经生理：行为地理学技术发展前沿

方法与技术的前沿性是行为地理学的学科特色,技术视角的学科梳理有助于认识行为地理的自身价值与优势。论文回顾了实时定位、环境监测与神经生理3项技术的发展脉络,围绕行为背景、行为环境、行为体验的技术应用进行了综述,并总结了空间—行为互动、地理背景不确定性、批判神经地理的理论推进与批判反思;进一步构建了融合动态背景—精细环境—实时体验的全面技术框架,形成了从背景到环境再到体验的行为地理综合研究体系,并提出了神经生理技术融入行为地理学研究的理论提升方向。论文旨在贡献地理流动性背景下的行为地理学创新路径,服务于行为地理学的知识生产与理论发展。     

GIS与地理分析

GIS与地理学的结合 ,有助于地理学家分析区域性或全球性一系列的地理问题 ,研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等圈层内部的结构特征、分布规律、演化过程以及彼此之间物质流、能量流、信息流的传递方式及动力学机制。     

GIS作为新一代地理学语言的特征(英文)

Language plays a vital role in the communication, sharing and transmission of information among human beings. Geographical languages are essential for understanding, investigating, representing and propagating geo-spatial information. Geographical languages have developed and evolved gradually with improvements in science, technology and cognitive levels. Concerning the theoretical progress from geographical information ontology, epistemology and linguistic theory, this paper firstly puts forward the concept of a GIS language and discusses its basic characteristics according to changes in the structures, functions and characteristics of geographical languages. This GIS language can be regarded as a system of synthetic digital symbols. It is a comprehensive representation of geographical objects, phenomena and their spatial distributions and dynamic processes. This representation helps us generate a universal perception of geographical space using geographical scenarios or symbols with geometry, statuses, processes, spatio-temporal relationships, semantics and attributes. Furthermore, this paper states that the GIS language represents a new generation of geographical language due to its intrinsic characteristics, structures, functions and systematic content. Based on the aforementioned theoretical foundation, this paper illustrates the pivotal status and contributions of the GIS language from the perspective of geographical researchers. The language of GIS is a new geographical language designed for the current era, with features including spatio-temporal multi-dimension representation, interactive visualization, virtual geographical scenarios, multi-sensor perception and expedient broadcasting via the web. The GIS language is the highest-level geographical language developed to date, integrating semantic definitions, feature extraction, geographical dynamic representation and spatio-temporal factors and unifying the computation of geographical phenomena and objects. The GIS language possesses five important characteristics: abstraction, systematicness, strictness, precision and hierarchy. In summary, the GIS language provides a new means forpeople to recognize, understand and simulate entire geo-environments. Therefore, exploration of the GIS language’s functions in contemporary geographical developments is becoming increasingly important. Similarly, construction of the conceptual model and scientific systems of the GIS language will promote the development of the disciplines of geography and geographical information sciences. Therefore, this paper investigates the prospects of the GIS language from the perspectives of digital technology, geographical norms, geographical modeling and the disciplinary development of geography.     

地理信息系统学科中几个基本问题探讨

地理信息科学(GISci)尚不成熟,但中国地理信息系统(GIS)高等教育发展快速,因此GIS学科发展面临许多问题和挑战。尝试从哲学本体论、认识论和方法论角度探讨GIS学科中的几个基本问题:现实世界、概念世界、数字世界、空间认知、空间表达、空间分析与研究方法,同时从社会实践角度总结了GIS应用中的组织、管理与社会问题。1)系统总结地理空间、空间认知与信息表达的关系以及地理信息的基本特征;2)回顾GIS的概念与内涵演变,论证GIS概念的多样性与同一性,分析了几个代表性的GIS研究方向;3)在回顾地理学研究范式转变的基础上,探讨空间分析、知识产生过程以及基于GIS的地理学研究范式;4)辨析GIS与组织管理间的关系、GIS与社会间的互动关系,特别强调发展中国家GIS应用面临的问题。建议围绕“空间认知与表达”、“GIS方法论”、“GIS、组织与社会”进行跨学科研究,完善GIS学科体系。     

沿海地区可持续发展研究的地理视角与贡献

可持续发展思想从各方面为地理学的发展注入了强大的推动力．地理学也在可持续发展研究中发挥了巨大作用,表现在地理学已成为可持续发展的理论基础以及为可持续发展研究提供方法支撑等。作为反映人海交互作用力最明显的典型区域,沿海地区可持续发展相关研究已受到普遍关注与重视。在可持续发展研究的基础上,地理学对沿海地区可持续发展的研究特别是在人地关系及其优化、可持续发展的区域性与差异性、可持续发展的产业结构与布局、资源环境承载力、城市可持续发展等方面展开了研究。本文从地理学视角探讨了地理学对沿海地区可持续发展的研究领域与贡献,并提出未来地理学应该适应可持续发展研究的需要．进一步加强地理综合集成与地理信息技术应用等方面的研究。     

地理学参与健康中国建设的重点领域与行动建议

健康与环境关系是最基本的人地关系,“健康中国”建设需要地理学参与。地理学能为健康中国建设提供基于发展战略、过程评价和政策导向的路径指引,基于人地关系和谐和空间系统优化的理论指导,基于健康生活引导、健康服务优化、健康环境营造、健康保障决策、健康产业布局的实践指南。地理学参与健康中国建设,可在居民健康素养、健康生活方式与时空行为、区域人群心理健康,重点人群健康服务、重大疾病监测防控、重点区域健康促进,健康大数据与信息系统、医疗卫生资源优化配置、健康服务可达性与公平性,气候变化的健康应对、健康生态环境建设、环境健康风险治理、健康城市（环境）建设、健康乡村（环境）建设、健康文化景观建设,道地药材开发与中医药产业布局、康养旅游与健身休闲产业布局、养老服务与妇婴产业布局等18个领域发挥独特优势。地理学参与健康中国建设还存在地理科学的健康基础薄弱、地理学者的参与意识不强、地理组织的政策支持不够等问题,需要强化问题导向和目标导向的健康地理学的理论、实证和政策研究,强化地理应用技术与地理科学思维深度融合的健康促进研究,强化地理组织对地理学者参与健康中国建设的系统引领与政策支持。     

GIS,Cartography, and the “Third Culture”: Geographic Imaginations in the Computer Age*

Geographic information systems (GIS) and cartography have traditionally been regarded as fields for the study of techniques. Yet the past ten years have witnessed geographers' increasing intellectual engagement with GIS and cartography. This essay recaps the recent intellectual discourses on GIS and cartography and speculates on possible development in the near future. Geocomputation, spatially integrated social sciences, social informatics, information ecology, and humanistic GIScience are identified as five areas of intensive new research, and it is argued that creative imaginations under the milieu of the “third culture” are urgently needed to address the challenging issues in this new technological era. Whether geography will become an intellectually more vibrant discipline hinges on the extent to which we can rekindle geographic imaginations in this computer age via GIScience to address issues of great societal concern.     

新时期地理学的特征与任务

地理学是“探索自然规律,昭示人文精华”的一门学科,具有综合性、交叉性特点。20世纪80年代以来,地理学在全球环境变化研究计划中扮演了重要角色,地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础。起源于全球环境变化研究,并结合了社会科学研究的“未来地球”研究计划,代表了新时期地理学发展的方向。当代地理学研究方法已经从勘察、观测、记录、制图等传统的研究方法向空间统计、对地观测、GIS、室内外模拟、建模、决策系统等现代科学方法转变,逐渐走向综合性、定量化;随着地理学面临的问题更加复杂、更加综合,地理学研究议题变得更为综合和多元,吸引了更为广泛的学科参与,地理学视角在越来越多的领域得到重视,概念和工具所属的学科边界正变得模糊。新时期的地理学正在走向地理科学。中国是研究人类社会的可持续发展问题的一个理想的地理科学试验场所,中国地理科学未来的发展需要以综合的角度加深对人地复杂系统全面而综合的理解,需要加强全球性问题的研究,全面提升中国地理科学国际化水平,普遍提高先进技术解析地理现象的能力,系统实现地理科学的社会服务价值,促进中国从地理学大国走向地理学强国。     

我国数字高程模型与数字地形分析研究进展

数字高程模型是最重要的国家基础地理信息数据,基于GIS的数字地形分析的理论、方法与应用,是当今地理学、地貌学界,特别是地理信息科学研究的热点问题。本文从DEM的数据模型、数字地形分析的不确定性、分析方法、尺度效应、高性能计算方法以及地学应用等方面,对我国学者在该领域的研究情况,特别是研究成果进行较全面的梳理与分析。综述显示,我国具有一批从事数字高程模型与数字地形分析的高水平研究力量,研究方向紧跟国际前沿,并取得了丰硕的成果,部分研究内容具有显著创新,年轻一代科学家正加速成长。在黄土高原、青藏高原的区域数字地形分析方面更彰显我国科学家的优势与特色,在国际学术界产生了重要的影响。     

物流地理学研究进展与展望

以国内地理学视角物流活动研究为基础,梳理了中国物流地理学的发展脉络和理论进展。通过文献研究方法,分析了国内物流地理学的研究背景,对主要研究领域进行了综述,进一步理清了地理学研究与物流学研究的边缘学术衔接点,映射了20 年来中国学术背景下的物流地理学的研究进展和规律,列举出了各研究板块的代表性文献,对国内物流地理学研究的深化开辟了新的理论途径。研究表明,中国学术界物流地理研究宏观属性相对明显,地理学视角研究极大地丰富了物流活动研究的理论基础和方法论体系,已形成了物流运输地理研究、区域物流地理研究、港口场站物流地理研究、物流地理信息系统研究和物流地理综合性方法论研究等主要研究板块。最后,依托国内物流地理学研究的基本态势和现实经济社会发展的需求,探讨了未来中国物流地理学研究的基本趋向。     

The National Science Foundation National Center for Geographic Information and Analysis

Abstract

The National Science Foundation will soon establish a National Center devoted to geographical research and education based on geographical information systems (GIS). The Center will be located at a university chosen on the basis of competitive proposals that will be evaluated primarily on the quality of their research agendas. The winning institution will be expected to involve government agencies and private firms in Center operations and programmes, and it will be expected to serve the national GIS community. The Center arose from a suggestion made by a member of the GIS research community. A large-scale database initiative and a Foundation commitment to Science and Technology Centers provided an institutional environment hospitable to the Center. There are similarities and differences in the approach taken toward GIS research, policy and applications in the United Kingdom (UK) and in the United States (US). Those similarities and differences offer promising topics for collaborative research on GIS itself and on GIS as an information technology affecting the discipline of geography. Cross-national UK-US research would be a productive step toward the globalization of GIS and GIS research.     

中国地理学中的甘南研究

区域研究是地理学的核心领域,开展区域研究需要选择既具全球意义又具区域特色,且符合国家重大战略需求的关键区域。作为“第三极”的重要组成部分,地处青藏高原东北缘的甘南高原不仅是典型的地理过渡区与生态脆弱区,也是重要的生态功能区与深度贫困区,因而成为中国地理学开展区域研究的最佳实验区之一。在阐述甘南高原地理学研究价值的基础上,从陆地地表过程与机理、土地利用/覆被变化、农户对气候变化的感知及适应、生态系统服务与生态补偿机制、农户生计及其对生态环境的影响、社会资本与区域发展、城镇化与乡村聚落、旅游发展等领域出发,系统梳理了中国地理学中的甘南研究现状,提出新时期应以更综合的多维视角开展甘南研究,重点关注甘南高原地表格局-过程集成研究、人地耦合系统演化与区域可持续发展、生态系统服务与生态补偿、可持续生计、新型城镇化、乡村发展等关键问题。     

基于GIS的自适应三维古海面-地面演变模型研究

本文设计了基于GIS的具有"自适应"功能的三维古海面-地面演变模型.该模型可以动态演绎沿海地区"沧海桑田"的变化景象,并且可以运用历史资料及专家知识,对海面-地面变化模拟结果进行检验,根据检验结果来对模型的一系列控制参数进行自动半自动的修订,然后重新进行海面-地面演变的动态模拟,直到更趋近于真实的历史演变过程,从而实现...     

发展地理学视角下欠发达地区贫困的地方分异与治理

在梳理发展地理学的发展过程、基本理论、分析模式和方法的基础上,结合中国解决区域性整体贫困目标和可持续发展本地化与减贫的学术探索,构建了欠发达地区贫困的发展地理学分析框架,建立了由经济地理资本、社会地理资本、文化地理资本、生态地理资本和政治地理资本构成的“五位一体”地理资本指标体系,提出了数据处理集成方法和技术流程,系统分析欠发达地区贫困的地方分异与治理方案。实证研究显示：① 地理探测可以确定作用地方贫困的主导地理资本,各主导地理资本对贫困发生率的决定力L_{A, P} ≥ 0.15;② 在不同主导地理资本作用下,5个单维地理资本指数及其合成的区域地理资本指数地方分异明显,存在阻隔和时滞特征;③ 贫困的地方分异可分为经济地理资本约束型、经济—社会地理资本约束型、经济—社会—生态地理资本约束型、经济—社会—文化—生态地理资本约束型4大类共7小类;④ 立足发展特征,挖掘地方动力,提出不同贫困分异类型的地方治理对策和模式。乡村振兴和2020年的减贫转向,应重视欠发达地区贫困的空间分异与空间扩散、空间整合的综合研究,为可持续发展本地化与减贫提供发展地理学解决方案。