地学信息图谱的理论和方法

首先阐述了地学信息图谱的科学概念及其内涵界定,即从"谱"到"图谱"再到"地学图谱",最终引出"地学信息图谱"的定义、特点及其关键科学问题.随后阐述了地学信息图谱的理论基础和标准化模式,说明地学信息图谱的理论基础有地学基础、认知基础和地学信息机理3个方面;地学信息图谱的标准化模式包括标准式样和组成结构、分类标准、提炼模式、建模标准、集成和应用模式等.在此基础上,进一步研究了地学信息图谱的归纳和提炼方法,说明了其一般步骤,并着重强调了人工目视归纳和提炼、GIS和RS工具辅助归纳和提炼、全自动化归纳和提炼等反映地学信息图谱研究水平由低到高的3种不同层次的归纳和提炼方法.再次,介绍了知识创新工程领域前沿项目"地学信息图谱"在区域和中国地学信息图谱研究方面的进展,包括区域尺度的黄土高原地貌形态与土壤侵蚀信息图谱、中国宏观尺度的水网信息图谱和综合景观信息图谱等内容.最后,展望了地学信息图谱对地球科学和地球信息科学的发展的推动意义,分析了它在地学中应用前景. 等.在此基础上,进一步研究了地学信息图谱的归纳和提炼方法,说明了其一般步骤,并着重强调了人工目视归纳和提炼、GIS和RS工具辅助归纳和提炼、全自动化归纳和提炼等反映地 信息图谱研究水平由低到高的3种不同层次的归纳和提炼方法.再次,介绍了知识创新工程领域前沿项目"地学信息图谱"在区域和中国地学信息图谱研究方面的进展,包括区域尺度的黄土高原地貌形态与土壤侵蚀信息图谱、中国宏观尺度的水网信息图谱和综合景观信息图谱等内容.最后,展望了地学信息图谱对地球科学和地球信息科学的发展的推动意义,分析了它在地学中应用前景.     

地球空间数据集成研究概况

数字地球空间数据的集成研究及应用始于本世纪 60年代 ,地理信息系统的出现及应用、多元数据的使用推动了地球空间数据集成研究及其应用。本文首先对地球空间数据概念进行描述 ,然后对地球空间数据集成研究状况及存在的问题进行了详细的分析。结合数据集成需求及存在的问题 ,论文分析了数据集成的发展方向。     

地球系统科学与数字地球

数字地球将为地球系统科学研究带来研究方法,研究手段和信息获取渠道的革命,因对地观测和数据资源共享技术的发展将使传统的野外地学作业逐步走向现代化,从而使地球系统科学的建立真正成为可能。     

数字地球时代“3S”集成的发展

本文指出了数字地球时代“3S”与数字地球的关系以及 GIS、GPS、和 RS的本质,从其本质出发分析了“3S”两两结合的方式和关键技术,并指出了目前的发展现状。两两结合的缺陷和弱点导致了“3S”的完全集成,“3S”集成是当今空间科学领域的一个研究前沿,具有相当的难度,目前理论研究仍落后于实际应用。“3S”技术的迅猛发展,最终导致了地球信息科学的诞生。数字地球推动了“3S”技术向着更深更广的领域发展,“3S”技术成为数字地球的核心技术和基础技术之一。     

地球信息科学的前沿与发展趋势

地球信息科学是一门新兴学科,每个分支都有许多亟待深入的前沿领域。地球信息哲学中的前沿领域主要涉及数字化世界的本体论问题、地球信息流和地球空间认识论问题以及地球信息科学的方法论问题等;地球信息机理中研究的前沿问题主要有地球信息转变机理、地球空间认知、地球信息表达方法的拓展、地球信息的不确定性、地球空间关系、地球空间尺度以及地球信息共享中的标准、规范和立法等;地球信息技术的前沿研究主要包括地球信息的集成和融合、GIS中的空间分析与模拟、地球信息技术集成、地学可视化、虚拟现实技术、GIS的互操作技术、地球信息的分布式计算以及GIS中的面向对象技术等;地球信息工程的热点领域是信息基础设施和数字地球。在未来的几十年内,地球信息科学将保持理论化、工程化和学科交叉领域泛化的发展特点;地球信息理论研究将呈现信息标准化和信息表达多维化的发展态势;地球信息技术的发展将具有集成化和智能化的特色;地球信息工程和应用将向平台网络化和应用社会化的方向发展。     

地球信息科学的前沿与发展趋势

地球信息科学是一门新兴学科，每个分支都有许多亟待深入的前沿领域。地球信息哲学中的前沿领域主要涉及数字化世界的本体论问题、地球信息流和地球空间认识论问题以及地球信息科学的方法论问题等；地球信息机理中研究的前沿问题主要有地球信息转变机理、地球空间认知、地球信息表达方法的拓展、地球信息的不确定性、地球空间关系、地球空间尺度以及地球信息共享中的标准、规范和立法等；地球信息技术的前沿研究主要包括地球信息的集成和融合、GIS中的空间分析与模拟、地球信息技术集成、地学可视化、虚拟现实技术、GIS的互操作技术、地球信息的分布式计算以及GIS中的面向对象技术等；地球信息工程的热点领域是信息基础设施和数字地球。在未来的几十年内，地球信息科学将保持理论化、工程化和学科交叉领域泛化的发展特点；地球信息理论研究将呈现信息标准化和信息表达多维化的发展态势；地球信息技术的发展将具有集成化和智能化的特色；地球信息工程和应用将向平台网络化和应用社会化的方向发展。     

地学信息图谱的基础理论探讨

文章在分析地学信息图谱的发展现状的基础上,从基本概念与特点、研究内容与目标、研究意义等几方面来阐述地学信息图谱的基本理论,最后对地学信息图谱的发展前景进行了展望。     

地理信息系统的理论与应用发展

本文重点概述了地理信息系统 30多年来的应用和发展 ,简要地介绍了 GIS软件技术的进步和世纪之交深化地球信息机理、自组织、自相关理论和时空专题高维数据模型以及以 GIS为核心的综合集成技术体系的研究。同时讨论了新世纪信息时代与网络世界在“信息高速公路”、“数字地球”等高新技术迅猛发展进程中 ,对 GIS的深化应用研究 ,应纳入国家信息技术发展计划 ,使 GIS深层次、全方位地服务于国家可持续发展和全球变化的研究。     

全球离散格网:回顾与展望(英文)

全球离散格网是数字球体表达的基本数据模型,它提供了一种栅格化表达地球弯曲表面的方法,催生了数字地球。该文回顾全球离散格网与数字地球的发展史,评析了以谷歌地球为代表的第一代数字地球的技术实现。在为科学界及社会公众提供地表与近地表信息交流方面,数字地球的有效性面临挑战,第一代数字地球在很多方面存在不足,其中最显著的缺陷是不能基于社会与环境过程模型模拟地球的将来状态。展望未来,简要分析了下一代数字地球应具有的基本特征。     

"数字地球"与对地观测

在２１世纪到来之际,人类向“数字地球”这一地球信息科学新领域发起了挑战。这是在信息社会、知识经济、可持续发展时代背景下,由空间科学、信息科学、地球科学和环境科学的相互交融,在全球及区域尺度上的一次大整合、大聚焦。是面向２１世纪地球系统科学思维模式的开拓大跳跃。对地观测技术系统的蓬勃发展,是“数字地球”的不可缺少的基础。数字地球的发展,离不开对地观测技术系统的支撑。     

南极无冰区菲尔德斯半岛生态环境信息图谱的构建

将地学信息图谱的方法引入到南极无冰区生态环境的研究中,以菲尔德斯半岛作为研究区,采用矢-栅混合数据模型确定图谱单元,通过数据挖掘对环境诸要素信息进行分类提取、分级和归纳概括,构建了地形地貌、土壤、植被、人类活动等系列单要素专题信息图谱模型和环境景观综合信息图谱模型,对图谱模型进行了空间三维可视化设计,定量化、定位化、谱系化地揭示了区域生态环境及其要素的空间形态结构和空间相关特征,为南极无冰区生态环境的深入研究提供新的技术途径和科学依据。     

The heritage and cultural values of ancient Chinese maps

Ancient Chinese cartography dates back to the Western Jin Dynasty in the third century. Cartography was initiated during this period by Pei Xiu, a minister and cartographic expert, who suggested six principles of cartography. Pei Xiu, who is known as the father of Chinese cartography, oversaw the completion of the “Yu Gong Regional Maps”, along with 18 articles and the “Terrain Fangzhang Map” (AD 224–271). This led to a number of subsequent cartographic initiatives including the “Wooden Fangzhang Map” (an administrative map) which was completed by Xie Zhuang, a minister during the Southern Dynasties (AD 502–557), “Haineihuayi Tu” (Map of China and its neighbouring countries) (AD 730–805), drawn by Jia Dan, a cartographer of the Tang Dynasty, and “Shouling Tu” (an administrative map, AD 1031–1095), drawn by Shen Kuo, a scientist during the Northern Song Dynasty. Throughout the 16th century, ancient Chinese cartography developed continuously and cumulatively, and formed the specific characteristics of China ancient cartography. Although Western latitude- based and longitude-based mapping techniques introduced to China in AD 1460, the theories and methods of Chinese and Western mapping systems co-existed for over 400 years. The cultural heritage of Chinese cartography can be seen in many famous ancient Chinese maps, including astronomical figures and atlases (world, Chinese, regional, military, water conservancy, historical, and educational maps), charts, and maps of scenic spots. These have hitherto been kept in well-known archives and institutions across the world. They form an important part of the global cultural heritage of ancient maps and cartography. Given their high cultural value, these maps remain an important point of study. This paper provides a preliminary discussion on the rarity, application, and the historical, scientific, and artistic value of ancient Chinese maps.     

中国人才流动的地域模式及空间分布格局研究

依据教育部直属高校2015届本科毕业生生源与就业数据,采用指标评价与冷热点分析方法,分析升读大学与本科就业两个流动阶段的人才流动地域模式及省域空间分布格局。研究表明：① 人才流动具有明显的本地空间粘滞性特征,地域模式包括“本地-跃迁”型、“本地-半依附”型和“本地-依附”型。② 省际层面形成沿东南沿海与长江沿岸分布的“弓形”格局,显示了优势区域的整体粘滞性对人才高地形成的意义。研究指出,把握关键节点、依托城市群来发挥粘滞作用有助于城市推进引智工作。     

地球系统空间格网及其应用模式

全球变化与地球系统科学研究涉及跨圈层、跨投影带的中-大-超大尺度问题,对全球地学信息系统(GGIS)、全球空间格网(GSG)及数字地球提出了新挑战。在剖析GSG研究现状的基础上,指出需从地球系统整体上设计一个多领域普适的全球三维空间格网———地球系统空间格网(ESSG),以支撑全球变化及地球系统科学研究。结合领域特点,提出了构建ESSG的8项基本要求,并基于球体退化八叉树格网(SDOG)设计并实现了一种满足该要求的SDOG-ESSG模型;介绍了SDOG-ESSG模型在地球系统空间数据集成、三维建模、多尺度表达、对象变化表达、数据检索与云服务、过程模拟及空间环境安全规划与可视化决策等方面的7种典型应用模式。     

论区域的最佳结构与最佳发展

通过阐述各种型式空间结构与发展之间的关系及如何通过区域的最佳组织使其达到最佳发展，从理论和实践的结合上论证了社会经济空间组织的客观过程和“点-轴系统”的形成，说明“点-轴系统”理论可以导致区域或国家的最佳发展，因而该系统是最有效的区域开发模式。根据对十多年来我国区域发展实践效果的分析，指出“T”型结构的战略对我国发展起到了巨大作用。     

21世纪中国历史地理学发展的思考

本文在回顾中国历史与近 5 0年来取得的巨大成就的基础上 ,结合当今地球系统科学、地理科学的发展趋势以及国际全球变化与可持续发展研究的最新动向 ,提出了新世纪中国历史地理学研究应以收集、发掘人类文明演进的地理证据 ,分析历史上人地交互作用的时空特征为核心 ,以探寻当今地理学历史渊源人类适应环境变化模式的历史证据为目标 ,以文献分析、野外调查、考古发掘等传统方法与现代实验技术、空间信息技术的集成为手段 ,以编制5 0 0 0年来华夏故土嬗变与文明演进的历史图谱为主要平台的发展新思路 ,并认为中国历史地理学在国际全球变化与可持续发展研究中可以做出具有重大显示度的贡献     

人地系统可持续过程、格局的前沿探索

本文结合笔者近年来在人文地理学前沿问题探讨的综述,阐释了人—地系统相互作用时空分异规律是现代地理学最高层级的科学难题、也是决定未来地理学前途的关键问题的认识,提出了截至目前开展人地系统综合研究所采用的“过程归纳、区域比较、定性分析、逻辑判断”等4个实用方法,并围绕着区域均衡、资源环境承载能力、地域功能、空间结构等4个前沿领域,讨论了影响区域发展格局变化的驱动力、自然圈对人类活动圈层的作用、综合地理区划原理和方法、以及“生活—生产—生态”空间结构变化规律等研究的学术思想,探讨了“未来地球”框架下区域可持续发展研究的意义和重要命题,认为“自然科学和社会科学交叉”、“基础研究和决策应用贯通”的复杂性科学基础理论体系和综合研究集成方法体系建设,将深刻影响着人地系统过程和格局的研究进展。     

浙江陆路交通对区域旅游空间结构及发展的影响研究

基于加权平均出行时间、“板块旅游”空间结构理论、空间计量模型等方法,探讨1996~2016年浙江陆路交通对区域旅游空间结构及发展影响。研究表明：① 交通路网建设带来城市可达性提升,其地理过程、格局呈现围绕“四大都市区”轴带放射状“Π型”演变特征。② 交通网络效应下,新增景区密集分布于邻近中心城市主要对外交通要道两侧,耦合于可达性时空演变,且“板块”旅游地域结构特征显著。③ 空间计量结果发现,交通区位、经济基础、资源禀赋等因素不同程度影响地域旅游经济发展。     

HSR mechanisms and effects on the spatial structure of regional tourism in China

Chinese railway has entered the “HSR era”, while the structure of “four vertical and four horizontal” railways for transit passengers is almost completed. Taking the Beijing- Shanghai High-Speed Rail (hereinafter referred to as HSR) as an example, this paper first explores HSR’s effects on the spatial structure of regional tourist flows using the social network analysis. Next, it notes changes in the accessibility of regional transportation. After analyzing the factors including initial endowment of regional tourism resources, hospitality facilities, the density of the regional tourism transportation network, and locations, the paper discusses the mechanisms through which HSR affects regional tourist flows. The study shows the following: (1) HSR’s effects on the spatial structure of regional tourist flows are manifested through the Matthew effect, the filtering effect, the diffusion effect and the overlying effect, and (2) the Matthew effect of HSR is manifested under an obvious interaction of the location, the initial endowment of tourism resources, hospitality capacity, tourist transportation network density and “time-space compression”. The filtering effect of HSR is manifested for those tourism nodes without favorable location conditions, endowment of tourism resources, hospitality capacity, or tourist transportation network density and without obvious benefits from “time-space compression”. Those tourism nodes that boast advantages in terms of location condition, endowment of tourism resources, hospitality capacity, tourist transportation network density and obvious “time-space compression” will become sources for the diffusion effect. HSR will strengthen the aggregation effects of tourist flow in these diffusion sources, which will thereafter diffuse to peripheral tourist areas, manifesting “aggregation-diffusion”. HSR has overlapped tourists’ spatial traveling range over large-scale spaces. However, the overlying effect is only generated in those tourism nodes with a favorable location condition, an endowment of tourism resources, hospitality capacity, tourist transportation network density, and obvious “time-space compression”.     

城市技术创新与合作对绿色发展的影响研究——以长江经济带三大城市群为例

知识经济时代技术创新与合作是引领绿色发展的重要动力,但当前技术创新与合作对城市/区域绿色发展的作用尚不明晰。以长江经济带三大城市群为案例区域,通过构建绿色发展的综合评价指标体系,分析2006—2018年间各城市技术创新与对外技术合作以及绿色发展的时空演化格局,运用空间面板杜宾模型探究城市技术创新与对外技术合作对城市绿色发展的影响及其空间效应。研究发现：① 长江经济带城市群的技术创新与对外技术合作能力以及绿色发展水平在研究期内均显著提升,同时在群间和群内存在较大的空间差异,下游城市群及高等级城市往往具有较高水平。② 城市技术创新对绿色发展的总体影响呈“U”型关系,而城市对外技术合作对绿色发展的总体影响则呈显著正相关。③ 长江经济带三大城市群的城市技术创新与对外技术合作对绿色发展影响的空间效应具有显著差异。长三角城市群很大程度上发挥了技术创新与合作对本地和周边城市绿色发展的促进作用,整体实现了区域绿色协同发展,但长江中游和成渝城市群的大多数城市尚未实现技术创新与合作对本地和周边城市绿色发展的推动作用。研究认为在科技创新高度一体化的城市群,城市的技术创新与对外技术合作均对绿色发展产生正向群体效应,而发展中的城市群应努力度过创新的“黑暗期”,尽早跨过技术创新与绿色发展关系的“门槛值”,并大力提升对外技术合作水平。