DEM与地形分析的并行计算

总结了数字高程模型构建、特征提取等并行算法的研究进展,概述了不同并行算法的主要内容;探讨了DTA并行技术在海量地形数据可视化和高性能地学计算的应用,随着DEM的需求日益增大,高精度、高分辨率DEM产品及其附加服务也逐步产品化。最后,通过分析并行计算发展的关键问题,提出DTA并行技术的研究趋势及研究意义,合适的数据划分和结果融合策略、通用并行算法、容错机制和负载均衡策略的设计是今后研究的重要内容,尤其是如何在多种计算模式共同发展的背景下利用并行计算解决地学难题,从而得到更接近现实世界地理环境的模拟,并扩大数字地形分析的应用范围。     

摄影测量高性能处理关键技术研究

高性能计算技术(HPC)采用分布并行的计算模式,是提高摄影测量处理速度和效率的有效途径.法国InfoTerra公司研制的像素工厂系统[1]及我国武汉大学与武汉适普软件有限公司研制的数字摄影测量网格DPGrid将高性能计算技术引入摄影测量生产中,大幅提高了生产效率,其相同点是均采用并行计算平台,采用任务调度和并行处理算法支持大数据量的快速处理.摄影测量高性能处理的关键技术涉及并行处理系统架构、海量数据的组织与分布式管理、处理任务调度及并行处理算法等多方面.     

风沙跃移运动发展过程的离散动力学模拟

采用类似分子动力学的离散方法对二维风沙跃移过程运用高性能并行计算进行理论模拟。在本模拟模型中,考虑了沙粒与床面的碰撞、跃移沙粒与气流的相互作用等基本力学过程组成的复杂系统。通过并行运算技术使计算沙粒数达到72000的巨量计算得以实现。初步结果显示：自然跃移运动的基本特征如风沙流层内输沙率廓线可以较为成功的得以模拟。     

流域水环境过程综合模拟研究进展

以流域为单元开展水环境多要素、多尺度过程的综合模拟已成为了自然地理学重要研究方向。水环境过程综合模拟模型可定量解析流域系统水环境变化,是流域水环境研究与管理的重要工具。论文围绕流域水环境过程模拟的发展历程和最新进展,梳理总结了流域非点源污染过程和河湖等受纳水体水环境过程模拟的理论方法和模型软件;面向模拟不确定性问题讨论了模型选择、开发与集成、率定验证等流域水环境过程综合模拟建模的关键环节;结合最新的研究进展及相关学科新方法新技术的发展,建议后续研究关注流域自然和人文多过程综合集成模拟(包括流域系统人与水环境耦合模拟、多过程综合集成模拟)以及新方法新技术应用(包括数据同化理论方法创新与应用、高性能计算技术和人工智能技术)。     

数字经济与城市空间网络发展及治理挑战

数字经济以其强渗透性和泛在化特点,不断渗透到人类社会生产生活和城市治理的方方面面。通过对学界、政府、媒体、行业关于数字经济研究和发展的回顾,揭示了数字经济理论研究滞后于应用实践的现状;结合其与信息技术的关系,提出微观技术、中观产业以及宏观经济活动三个层面的理解及四个方面的认识。对数字经济是否减少“面对面”以及导致“距离的死亡”两个话题进一步探讨,按照数字经济可达性网络与城市空间、数字经济产业与城市空间、数字经济与城市网络的脉络对数字经济与城市空间的网络发展进行研究,并分析了治理安全与网络公平两个挑战。研究认为：没有证据表明数字经济一定会导致“面对面”减少和“距离的死亡”;可达性网络、数字经济产业及城市网络等内容成为数字经济与城市空间发展和研究的新内容;数字经济时代治理安全和网络公平的挑战不容忽视。本文还展望了网络空间地理学发展以及城市数字空间与物理空间融合及数字经济科技伦理治理等问题。     

一种空间建模环境及其在生态经济系统中的应用

空间建模和模拟已成为生态系统研究的重要手段,其中SME(SpatialModelingEnvironment)是一个有广泛应用前景的空间建模环境之一。本文首先对SME的结构和功能及其在生态经济系统中应用的两个典型实例进行了介绍,然后介绍了在甘肃省高性能网格计算中心的曙光TC1700高性能计算系统上已建立的SME空间建模环境及其运行验证情况,最后就SME在黑河流域生态系统研究中的应用作了简要展望。     

21世纪中国水文科学研究的新问题、新技术与新方法 学术讨论会在香港召开

由中国地理学会、中国科学院与香港中文大学地球信息科学联合实验室、香港中文大学地理系、香港中文大学环境研究中心共同主办的“2 1世纪中国水文科学研究的新问题、新技术与新方法学术讨论会”(暨中国地理学会水文专业委员会第 7次学术讨论会 ) ,于 1 999年 1 2月 2 1～ 2 3日在香港中文大学崇基学院举行。来自中国大陆、香港特区以及海外华人的水文和地理学者共计 50余人参加了会议。会议收到学术论文 42篇 ,主要涉及以下 8个方面 :1水文模拟的理论与技术 ;2大江大河的洪水与干旱问题 ;3水资源开发与利用 ;4水质保护与环境水文学 ;5全球…     

数字流域研究与实践

数字地球的产生及其技术体系的完善，为建立数字流域提供坚实的技术支撑。数字流域是以地理空间数据为基础，具有多维显示和表达流域状况的虚拟流域，是数字地球的重要组成部分。文章从探讨数字流域的概念入手，阐述了其组成与数据监测获取、传输网络、海量存储、流域模拟、可视化与虚拟现实等关键技术，并简要分析了数字流域的应用与前景。     

数字地理视角的乡村研究及展望

在数字技术日渐渗透进日常生活世界的过程中,数字技术成为地理学研究关注的对象,地理学研究出现“数字转向”。在以城市为主体的数字地理研究不断涌现之时,乡村也日益融入全球信息与技术网络过程中,数字技术的发展向乡村渗透,乡村的“数字化”研究理应受到重视。数字技术在多个层面影响乡村的发展,从城乡数字鸿沟、乡村重构和后人文主义视角下的身体三个角度梳理数字地理研究背景下数字技术对乡村的影响。城乡数字鸿沟是乡村数字技术研究关注的重点。信息通信技术、数字基础设施等的城乡差异使得城乡数字鸿沟扩大,而乡村的数字化发展有利于推动城乡互联互通,缩减城乡鸿沟。乡村在与数字技术邂逅过程中,日益转变为混杂空间,数字技术重构了乡村性和乡村关系网络。在后人类主义的视域下,数字技术的发展改变了身体的意义。数字技术发展背景下的身体实践能够反映乡村社会中人地关系互动的变化,也深化了对人类主体能动性的认识。呼应地理学的“数字转向”,研究从城乡、乡村和身体尺度思考数字技术与乡村发展的关系,有益于从其相互联系中探索乡村振兴的多元化路径,为乡村研究和乡村振兴提供新的思路。     

天山北坡经济带“三生空间”发展格局 与智能水网体系建设

天山北坡经济带是新疆生产力集中度较高,现代工业、农业、交通信息、教育科技等较为发达的区域,是国家丝绸之路经济带建设的核心区,对新疆经济社会发展具有重要的带动和辐射作用,国内生产总值均占全疆 53%以上,工业增加值占全疆 67%,城镇化率 68.9%,远高于全疆 42.1%的平均水平,然而水资源却仅占11%。为破解资源性缺水困境而实施的“两河调水”工程正在陆续建成发挥效益,如何优化配置原水与客水、高水与低水、地表水与地下水等各种水源,统筹协调区域、城乡、兵地、产业、经济社会与生态环境等各种需求,已成为亟待研究决策的重大现实问题。通过分析天北带水资源可利用量、生态环境需水量、水资源开发利用现状及存在问题,结合调水工程新增水量,提出了水资源优化配置的原则、贯彻新时期“十六字”治水思路和“五大”发展理念的实践路径与综合调控措施,主要学术观点和结论为：（1）结合“两河调水”工程,在天山北坡建设东西连通的输水大通道,将由南向北流的逐条河流交叉连接起来,形成一个南北交汇,东西贯通,覆盖整个区域的“大水网”,实现全域水源优化配置。（2）按照“以水定地,以水定产,以水定城,适水发展”的原则,强化国土空间管控,按照“生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间自然和谐”为原则,优化“三生空间”发展格局。（3）打破旱区弱水资源承载力、高生态胁迫压力、低经济发展能力的桎梏,从水资源—经济社会—生态环境三个维度,科学把控“大水网”建设和水利发展定位,合理配置“三生用水”,耦合协调“三生关系”,实现生态保护和高质量发展。（4）面向未来和新基建工程的喷涌发展,建设水物理网、水信息网、水管理网“三网合一”的智能水网势在必行,代表智慧水利的发展方向,也是当代水利科技前沿。     

数字地形分析

对地形的描述、表达及分析历来是跟地球有关的所有学科之关注焦点。长期以来,人们采用等高线图来表达地形并发展了许多基于等高线的分析方法。自20世纪50年代后期,人们开始用数字化方法来作描述及表达地形。数字高程模型（DEM）一术语在1958年首次提出。数字高程模型已成为国家空间数据基础设施的“4D”产品之一．正在逐步取代传统（描述地形）的地形图。目前我国已经完成了1：100万、1：25万、1：5万等多种比例尺的数字高程模型之建立,1：1万数字高程模型也正在积极的建设中。这些数字高程模型已在制图、土木、水利、交通、水文、农业、规划等地学领域得到广泛应用。可以想象,每个应用所需的地形信息是不一样的。因而,人们发展了许多从数字高程模型提取各种地形信息的理论、技术与方法．从而导致了数字地形分析这一学科的成长。     

云南省水资源政策效应模拟及预测研究

水资源是区域经济发展的基础和约束条件,结合目前水资源日益趋向需求侧管理的现实,建立包含水资源要素的可计算一般均衡模型,模拟分析云南省供水量、水价、用水效率和水利技术的变化对云南省主要经济指标的影响。结果表明:由于水在生产生活中的特殊性,供水量减少将导致区域产出降低、居民收入减少、社会整体福利水平下降、整体经济增速变缓。水价提高能够有效降低区域用水量,进而缓解水资源稀缺与浪费并存的矛盾,但其代价是短期内区域经济萎缩。通过提高水价来减轻水资源供求矛盾并非权宜之计,而水效率和水利技术的提高能够有效缓解区域水资源的供需矛盾,并带来区域产出、社会福利水平的上升。因此,云南省水资源政策应强化用水效率和水利技术,转变粗放的用水方式,缓解水资源的供需矛盾。     

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。     

中国城市数字技术创新水平的时空演变特征及趋势预测

数字技术是数字中国建设的技术支撑,深入探究城市数字技术创新水平的时空演变特征和发展趋势,有助于优化数字中国空间布局。采用Moran′s I指数、标准差椭圆、Dagum基尼系数等方法刻画中国城市数字技术创新水平的时空演变特征,并借助Markov链模型对其发展趋势进行预测。结果发现：(1) 2006—2021年全国及各地区城市数字技术创新水平均呈上升趋势,整体表现出“东强西弱,南强北弱”的发展特点,北京、深圳和上海是中国数字技术创新发展的“引领者”。(2)中国城市数字技术创新水平存在空间正向溢出效应和低水平同质化集聚倾向,分布重心总体向西南方向迁移,分布形态呈“北偏东—南偏西”走向的空间格局,在东中部地区具有“集聚—扩散—集聚”的分布特征。此外,中国城市数字技术创新水平空间差异总体呈缩小趋势,地区间差异与地区内差异分别是东西方向与南北方向总体差异的主要来源。(3)短期内中国城市数字技术创新能够实现向上转移,但很难实现跨越式发展。然而,在整个研究时期,70.498%的城市能够实现正向跳跃式转移。经济发展、信息通信技术、财政科技投入、金融深化、城市规模和人力资本影响城市数字技术创新水平的动态转...     

面向新型硬件构架的新一代GIS基础并行算法研究

随着减灾应急、流域模拟、智能交通、宏观规划、区域发展等大型地学问题的不断涌现,地理信息系统(GIS)处理的数据量和计算规模不断扩大,而主流GIS仍以串行计算为基础框架,不能充分利用和发挥当前新型硬件构架(单机多核、多机多核、集群等)计算机资源的能力,难以满足实际应用的规模与高效需求。该文在分析了基础地理算法研究现状的基础上,按计算数据的关联性将基础地理算法的计算特征分为本地计算、邻域计算、区域计算和全局计算,按计算过程的资源消耗分为数据密集型、计算密集型和I/O密集型,提出了相应的并行计算策略,包括串行算法的并行改造、并行算法的性能提升和并行算法的创新设计等。进而研发了面向新型硬件构架的新一代GIS的基础地理并行计算算法库和中间件,并已集成到国产高性能GIS平台——HiGIS中,将会促进我国GIS研究、技术、系统和应用的跨越式发展。     

北京大学率先培养研究生层次CIO“精鹰计划”打造CCIO精锐军团

7月12日,北京大学数字中国研究院举办“中国信息主管(CCIO)培养”研讨会。来自国办秘书局、科技部、中国信息化推进联盟、清华大学、政府上网工程服务中心、北京市信息资源中心等单位的有关领导、专家,来自思科、神州数码等IT企业以及相关媒体的代表出席了研讨会。会上,数字中国研究院陈秀万副院长首先介绍了该院“中国信息主管(CCIO)培养计划”即“精鹰(SuperEagle)计划”的实施情况,并重点介绍了为该计划配套的两个“信息技术管理”方向的研究生课程进修班。据悉,该院今年利用“计算机应用技术”和“地图学与地理信息系统”两个专业,…     

响应区域自然特征的巴渝梯田人居景观图式研究

以巴渝地区形态结构完整且具有代表性的梯田区域遥感图像为研究对象,结合史料分析和田野调查,采用可视化的景观图式语言,对单一的梯田水利技术及其时空组合模式以及梯田人居环境3方面的营建特征进行分析,构建巴渝梯田人居系统的景观图式体系。研究发现：1）响应巴渝山地地貌及“春旱夏涝”降雨特征,形成秋水春用的冬水田、夏季排洪的冲冲田以及四季关水的囤水田等系列在地性梯田水利技术;2）巴渝梯田水利技术在时间上形成适应春旱夏涝的“秋蓄-冬沃-春耕-夏排”水资源管理模式,在空间上形成顺应地貌的“高囤-低灌”组合模式;3）梯田人居环境响应地貌影响下水安全差异性,呈现交叉汇聚梯田基底与涵养林为基底嵌套咬合散点型民居斑块的“有机分散型”低山丘陵区梯田人居模式,和涵养林为基底边缘渗透单向跌落梯田与集中型聚落斑块的“大面集中型”中高山沟谷区梯田人居模式。综上,巴渝梯田水利技术类型、组合方式以及梯田人居在山地地貌的建构模式是契合巴渝特有地理地貌和水文条件的经验集成,对城乡低影响开发建设以及传统营建智慧的保护具有积极借鉴意义。     

黄土丘陵区生态重建“赈济退耕”及地域分异特征

“赈济退耕”是目前国家关于黄土丘陵区生态重建的主体措施。本文在总结“赈济退耕”措施及其基本特点的基础上 ,根据土地利用、耕地坡度分级数据和“赈济退耕”现行标准分别计算了黄土丘陵区各县退耕 2 5°和 15°以上坡耕地的面积和政策性补贴资金需求额度。在构建并采用退耕指数和政策性补贴资金密度指数等指标对 5 5个县 (市、区 )进行类型划分的基础上 ,分析了黄土丘陵区生态重建“赈济退耕”规模及政策性补贴地域分异特征     

我国的“数字林业”建设与规划

<正> 随着“3S”技术(地理信息系统GIS,遥感技术RS和全球定位系统GPS)、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展,极大地促进了资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程,从而使“数字林业”的建设与发展成为可能。     

中国科学院路甬祥院长祝贺中国科学院新疆生态与地理研究所研究成果再获国家科技进步二等奖

中国科学院新疆生态与地理研究所主持的“新疆生态安全遥感监测与信息系统的技术集成和应用”项目荣获2006年度国家科技进步二等奖。2007年2月27日,中国科学院路甬祥院长发来贺信,祝贺新疆生态与地理研究所“新疆生态安全遥感监测与信息系统的技术集成和应用”成果获得2006年