我国地理空间信息资源开发利用的总体思路

0引言地理空间信息资源是空间技术、信息技术与地球科学融合的产物。基础性地理空间信息资源正在成为国家信息资源越来越重要的组成部分。21世纪,全球空间信息获取、处理技术进入全面更新的阶段,高分辨率对地观测信息资源相继投入民用,海量数据的增长速度成倍提高,目前仅全球的     

地理大数据在旅游领域的创新应用及学科影响和研究展望

大数据正在改变捕捉和分析人类活动与行为的方式。多种新兴数据渠道不断涌现,为旅游领域研究提供了大量具有潜在应用价值的数据,克服了传统旅游研究中普遍存在的数据不足问题。本文以地理大数据的研究前沿为基础,明晰地理大数据在旅游领域人类旅游活动、旅游地理环境、旅游人地关系3个方面的理论支撑重点,梳理人类旅游活动/行为数据（UGC、设备数据、交易数据）和旅游地理环境数据（POI、客观环境数据）等地理大数据在旅游领域的创新应用,探讨地理大数据在理论研究更新、多源数据融合、分析方法突破3个方面的挑战和展望,为旅游领域时空认知、理论支撑、建模方法、分析框架等方面研究的深入开展提供一定参考。研究建议在理论上需要将科学研究范式标准化系统化,结合不同的事件和场景创造基于“过程-结构-机制”的中国旅游地理解释体系;数据上需要向大数据与其他数据的互补结合转变;分析技术需要向提高分析方法自适应性、涉入旅游现象特殊性变量的方向转变。     

《地球信息科学学报》征稿简则

《地球信息科学学报》是由中国科学院主管,中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会主办的综合性学术刊物,2001年9月经国家新闻出版总署和ISSN中国国家中心批准,2002年正式向国内外公开发行。地球信息科学是面向21世纪信息时代的新兴学科,是地球系统科学、信息科学、地理信息技术交叉与融合的产物。它以地球系统信息流为研究对象,探索时空数据挖掘与知识发现、地理系统格局与过程模拟、遥感地学计算的方法体系,完善地球信息科学方法论,发展时空数据集成管理、高性能地学计算、时空数据可视化、地理信息服务等核心技术,促进地理信息系统技术创新,研究地球系统科学数据共享标准规范与关键技术,推动地学信息化科研环境建设。     

中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室

正资源与环境信息系统国家重点实验室成立于1985年,是我国首批建成的国家重点实验室之一,是我国地理学领域第一个国家重点实验室。作为我国地理信息系统事业的开拓者、倡导者和实践者,实验室为中国地理信息科学的建立和发展作出了奠基性的重大贡献。2010年和2015年实验室连续2次在科技部组织的国家重点实验室评估中被评为优秀。目前实验室学术委员会主任为杨元喜院士,实验室主任为苏奋振研究员。实验室定位与研究方向:实验室紧扣地理信息科学领域发展前沿与趋势,面向国家重大应用需求,定位于地理信息科学理论方法、前沿技术与应用研究。主要研究方向如下:(1)时空数据分析与地理大数据挖掘:面向陆地表层系统和智慧城市研究,通过智能传感器技术、室内外定位技术、野外台站等收集数据;建立融空间大数据、模型计算、知识推理于一体的定位分析方法体系,形成时空数据挖掘、地理系统格局与过程分析的模型。     

面向在线服务的地理框架数据体系构建

分析了在线服务对地理信息的需求,阐述了面向在线服务的地理框架数据体系构建技术实现方法,设计了适应多源数据协同服务的数据集成方式和满足多样化应用需求的地理框架数据内容构成与建模方法,并说明了其在国家地理信息公共服务平台公众版"天地图"中的应用。     

《地球信息科学学报》征稿简则

<正>《地球信息科学学报》是由中国科学院主管,中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会主办的综合性学术刊物,2001年9月经国家新闻出版总署和ISSN中国国家中心批准,2002年正式向国内外公开发行。地球信息科学是面向21世纪信息时代的新兴学科,是地球系统科学、信息科学、地理信息技术交叉与融合的产物。它以地球系统信息流为研究对象,探索时空数据挖掘与知识发现、地理系统格局与过程模拟、遥感地学计算的方法体系,完善地球信息科学方法论,发展时空数据集成管理、高性能地学计算、时空数据     

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。     

测绘地理信息网络安全及其防护

测绘地理信息是国家重要的基础性、战略性信息资源,事关国家战略安全和核心利益.测绘地理信息网络作为数据生产、管理与服务的信息化物理载体,是安全保密防护的重点.针对近年来测绘地理信息行业安全保密建设存在的问题,依据国家有关安全保密管理政策标准要求,紧密结合测绘地理信息业务特点,提出测绘地理信息网络安全防护目标,并从意识和技术方面分析网络安全隐患,查找不足确定改进对象.在此基础上,全面分析测绘地理信息网络安全建设的主要技术与管理措施,重点就摸清涉密家底、落实管理制度和防护策略、严管涉密数据输入输出和移动存储介质等方面给出具体可行的安全防护方法,对测绘地理信息行业建设涉密网络安全防护环境具有参考价值.     

《地球信息科学学报》征稿简则

正《地球信息科学学报》是由中国科学院主管,中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会主办的综合性学术刊物,2001年9月经国家新闻出版总署和ISSN中国国家中心批准,2002年正式向国内外公开发行。地球信息科学是面向21世纪信息时代的新兴学科,是地球系统科学、信息科学、地理信息技术交叉与融合的产物。它以地球系统信息流为研究对象,探索时空数据挖掘与知识发现、地理系统格局与过程模拟、遥感地学计算的方法体系,完善地球信息科学方法论,发展时空数据集成管理、高性能地学计算、时空数据可视化、地理信息服务等核心技术,促进地理信息系统技术创新,研究地球系统科学数据共享标准规范与关键技术,推动地学信息化科研环境建设。《地球信息科学学报》主要刊登地球信息科学领域具有前瞻性、创新性、探索性和交叉性的原创研究论文,设有地球信息科学理论与方法、陆地表层系统模拟、地理空间分析综合应用、地理信息系统软件技术、遥感科学与应用技术、地图学与地学信息图谱、人文学和社会科学研究中的空间分析应用等专栏。热忱欢迎国内外学者踊跃赐稿。     

历史GIS的研究现状和发展趋势

历史地理信息系统（历史GIS）属于地理信息系统（GIS）与历史学相结合的交叉研究领域,它有机地集成了GIS的技术方法、地理学家的空间视角和历史学家的时间视角,量化历史时期的地理过程并构建相应的时空模型,为面向未来的科学预测提供研究基础。历史GIS兴起于20世纪90年代中期,给GIS学科、历史地理学和历史学都带来了新的研究机遇与活力,并表现出强劲的发展势头,但也存在一些尚待解决的问题。近年来,历史GIS向社会提供了日益丰富的历史地理信息服务,并逐渐跨越系统的技术层面,向着科学层面纵深发展。本文通过对国内外相关文献的梳理与分析,回顾了历史GIS产生的背景,从数字化、数据模型、数据库建设与系统开发、空间分析和可视化5个方面综述了国内外历史GIS的研究现状。最后,从历史资料的空间化与数字化、历史地理时空大数据、历史地理空间框架构建及历史地理信息服务、历史地理时空过程及模型构建、历史地理信息科学和技术学科体系的形成等角度展望了历史GIS的发展趋势,以期为历史GIS未来的发展提供新的研究思路。     

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。     

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。     

基于GDELT新闻数据的冲突强度定量表达及冲突事件检测研究

全球范围内各种冲突经常发生,及时分析各种冲突关系并监测其变化,提前干预、实施人道主义救援,可以有效避免冲突的爆发与升级。冲突事件通常被各种新闻媒体及时报道,并被记录于新闻数据库中。提取新闻数据中的冲突事件信息并量化冲突强度,从而分析国家冲突强度的变化是一种可行思路。GDELT实时监测着不同来源的新闻,自动提取新闻中的事件与事件属性信息,并将事件总体划分为冲突与合作2种类型。本文以GDELT为数据源,综合考虑事件数量、事件影响性、事件关注度多个因素,针对不同空间研究尺度提出了一种利用全球冲突指数与局部冲突指数对冲突强度定量表达的方法。在全球尺度上,计算全球各国全球冲突指数衡量国家冲突强度,分析全球国家冲突强度空间分布规律。在国家尺度上,计算局部冲突指数衡量一个国家的冲突强度变化情况,并在冲突强度定量表达的基础上,研究一种基于距离的时间序列冲突检测方法检测冲突事件的发生。研究发现：① 冲突强度高的国家主要集中在非洲和中东地区,全球冲突强度在空间上存在明显的集聚现象;② 国家局部冲突指数的突增通常对应于一些冲突事件的发生,使用本文的冲突检测方法可以有效地及时检测这种突增现象,并能为冲突预警提供支持。本文的研究成果可以为国际冲突关系分析,以及国际救援组织的决策提供参考。     

面向地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究

随着传感器实时监测等高新技术在地质勘查或生产开发中的应用,形成了动态与静态并存、多源异构的地质时空大数据.然而,目前地质信息系统在地质数据组织管理方面,主要是静态地存储和表达出地质矿产勘查或生产开发在某个特定时期的状态,尚不能满足对勘查或生产开发过程中实时信息的存储管理,进而支持对地质过程的分析和研判.针对性开展了地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究,目标是能够融合数据多源与时空多维性,又能够支持时间关联与时间多粒性.针对地质大数据、地质过程的静态与动态数据紧密结合的特点,采用面向对象和基于事件的思想,提出了基于事件多因素驱动的地质时空大数据概念模型,并开展了相应的地质大数据存储管理逻辑模型、基于系统工程库的管理结构和地质时空对象管理模型设计.基于地质时空大数据逻辑组织管理模型和时空过程的非关系型分布式数据库架构,设计了地质大数据存储模型.融合三维地质建模技术、动态监测信息实时可视化等技术,构建了所需模型过程模拟的三维环境,通过绑定观测数据源,设计实现了基于OPC接口的模拟数据产生事件、作用对象响应的矿山动态开采流程.在王家岭煤矿首采区地质数据支持下开展了应用研究,实现地质时空事件条件下的矿山动态开采过程表达与数据管理,验证了本文模型的可行性和有效性.     

我国周边国家资源环境数据库建设的机遇、挑战与方略

周边国家资源环境数据库建设是气候变化背景下资源环境问题研究和地缘关系宏观决策的基础性任务。我国地缘关系复杂,周边资源环境数据库建设的研究工作与世界发达国家相比相对滞后。然而近2-3年来,科技部、中国科学院、国家开发银行及各个部委先后开展了大洲尺度资源环境数据库构建工作。“推进丝绸之路经济带、海上丝绸之路建设”国家战略的提出,对周边国家资源环境数据库建设提出了更高、更迫切的要求。针对目前我国的基础和需求,我国周边国家资源环境数据库建设在内容上,应当加强面向地缘问题研究和宏观决策的针对性,构建涵盖自然-人文要求的多尺度科学数据库;在信息处理和服务模式上,运用先进成熟的空间信息技术,全方位提升数据服务的能力。     

自然灾害综合风险防范信息服务技术体系构建及展望

构建自然灾害综合风险防范信息服务业务技术体系是支撑新时代防灾减灾救灾工作的必然要求。文章聚焦全链条、多主体、多灾种综合风险防范信息服务需求,建立了自然灾害综合风险防范信息服务的技术体系框架,构建了涵盖常态减灾和灾前预防、灾中救援、灾后恢复重建等非常态救灾全过程的综合风险防范信息服务产品体系,建立了信息产品开发、行业数据协同、网络大数据挖掘、信息服务平台集成等方面的关键技术。其中,信息产品体系构建从灾害管理过程、主要业务类型和工作任务方面进行三级分类。信息产品开发方面研发了基于致灾、灾情、救灾3类标准灾害信息要素的灾害信息产品制作、表达和动态定制技术;行业数据协同方面研发了双向自适应的部门微服务数据共享新机制及多部门多源异构数据接入、融合处理技术;网络大数据挖掘领域研发了基于网页、移动通信、社交网络、物联网等网络大数据的致灾、灾情、救灾要素信息挖掘与融合分析技术;信息服务集成平台搭建领域研发了基于云服务架构的时空分布式大数据管理、业务工具模型集成、“云+端”多渠道信息服务技术。该技术体系解决灾害信息服务时效性不高、完备性不足等问题,为开辟与政府部门统计并行的灾害信息数据获取新途径提供了技术支撑。     

基于Web文本的灾害事件信息获取进展

大数据时代海量网络文本中蕴含的灾害事件信息是防灾减灾研究和应用的重要资源。从异构的Web文本中快速、准确抽取灾害事件时空信息和属性信息,分析其时空动态变化模式与趋势并进行可视化表达,是当前地理信息与灾害信息领域关注的热点。本文从Web文本挖掘的整体技术框架、灾害主题页面抓取、灾害事件信息解析与抽取、灾害事件信息空间展示分析、以及防灾减灾应用系统等方面调研和综述了相关进展。针对防灾减灾领域的Web文本信息获取未来趋势,分析概括了全流程的Web文本灾害事件信息提取适用技术,并指出未来研究趋势：① 重点开展全球灾害信息全景式获取分析,实现全球灾害事件信息的自动化获取、分析及可视化展示;② 向联合国可持续发展目标（SDGs）和中国“一带一路”倡议,加强典型热点区域的Web灾害事件信息获取分析应用研究并形成示范系统;③ 按照数据、信息、知识的应用层次,建立以大数据挖掘和分析技术支撑的新型防灾减灾知识服务系统。     

井下采掘三维定位自动监控系统功能架构设计

设计了井下采掘三维定位自动监控系统的总体结构,详细介绍各个功能模块的设计原理及系统实现的功能。应用三维GIS技术J、ava3D技术建立了矿山三维可视化平台,并在此基础上与矿山井下人员定位系统、矿业产量远程监控系统,集成开发了井下采掘三维定位自动监控系统,实现了井下采掘的实时监控、人员实时定位,降低了矿山开采的安全隐患,提高了对矿山开采的监管力度,能够为矿产资源开发与保护、矿山安全管理等提供信息服务。     

基于C-SOM和Spark的并行空间离群挖掘方法及应用

空间离群挖掘可以发现空间数据集中非空间属性值与邻域中其他空间对象明显不同的空间对象。随着空间数据量的快速增加,传统集中式处理模式面临单机性能瓶颈、难以扩展等问题,已逐渐不能满足应用需要。因此,本文根据Spark并行计算框架,充分利用Spark快速内存计算和扩展性的优势,提出了一种基于考虑约束条件的空间离群挖掘算法（C-SOM）和Spark的并行空间离群挖掘算法和原型系统。该并行算法以C-SOM为核心,并行地在多个计算节点对全局数据集和各局部数据集执行C-SOM算法,得到全局离群和局部离群。轻量级的原型系统基于Spark实现了该并行算法,采用Browser/Server架构,提供给用户可视化的操作界面,简洁实用。最后,通过福建省东南沿海土壤化学元素调查数据和人工合成数据的离群分析,验证了该并行算法和原型系统的合理性、有效性和高效性。     

特殊事件中国际关系网络时序演化分析

21世纪以来的国际关系错综复杂、瞬息万变,给世界的经济、政治、安全、外交等带来了深刻影响。及时掌握国际关系的变化对中国外交政策制定、整体发展规划有着极为重要的意义。随着大数据时代的来临,应用大数据方法结合国际关系定量分析的工具对国际关系变化模式进行及时、有效地挖掘成为了一个重要的议题。强时效性、高信息量的新闻事件大数据蕴含能及时地反映出国际事件影响全球国际关系的信息。网络化挖掘作为一种面向大数据的信息挖掘方法,因其具象化的关系表达方式和丰富的结构分析方法组成为数据驱动的国际关系研究的重要方法。以短期国际事件为背景,对新闻事件大数据进行网络化挖掘,进行国际关系网络的时序演化分析,能够在短期国际事件造成国际关系变化的场景下,提供应对国际关系变化的解决方案参考。本文以中美贸易战为例研究特殊事件中国际关系网络的时序演化模式：基于GDELT新闻事件数据进行国际关系网络的构建,利用复杂网络方法进行信息挖掘并进行国际关系分析。首先利用该数据构建国际关系网络,然后用动态社区划分方法对其进行时序演化模式探测,最后结合点分布模式、核密度分析、空间自相关等空间分析方法对其进行空间特性分析。研究发现：① 在特殊事件发生过程中,网络社区的演化方式与发生的子事件类型具有很强的相关性;② 同一社区的节点在空间分布上一般呈现明显的聚集特征,特定区域节点加入不同社区频率高,节点网络属性值的空间高值分布随事件发生而改变;③ 网络局部特征值随子事件发生往往会发生较大变化。本文的研究为短期国际事件中的国际关系动态变化实证分析提供了一个新的视角,为国际关系研究的空间转向提供了一个新的思路,在方法层面对数据驱动的国际关系研究进行了补充,同时也为大数据的网络化挖掘提供了参考。