地学计算的研究进展与问题分析

对西方地学计算的起源、概念、知识体系以及存在争议的问题进行了概括地介绍和评述。地理计算的发展动因在于探索空间复杂性的需要,发展源流则在于计算科学,技术主线可以归结为：计算机科学→计算科学→计算地理学→地理计算科学。地理计算与地理信息系统(GIS)具有密切关系,需要运用定量地理学的全套工具,横跨自然、人文两大领域,可望成为一个全新的知识领域,甚至有可能发展出一种新的研究范式。地理计算科学在西方发展迅速,但也存在一些令人不安的问题,其中之一便是缺乏知识建构的核心。由于地理计算具有超越地理学的意向和趋势,本文建议以计算地理学为主体之一,以“利用模型寻求理解”为原则,建立一个相对收敛的知识体系。     

微机地理信息系统及其在城市与区域规划中的作用

城市与区域规划依赖于大量空间数据的有效处理。在过去的20年中,地理信息系统(GIS)已发展成为空间数据处理的主要技术手段。计算机技术和地理数据处理知识的进展,使得 GIS 技术可以移植到费用较低的微机上。本文讨论 GIS 技术的基本因素并介绍现在研制成功的微机 GIS 产品。     

地理学发展的战略方向探讨

《了解正在变化的星球：地理科学的战略方向》是美国国家研究理事会最新的一部颇富创建性和前瞻性的研究报告,反映了地理学发展的集成研究战略方向.尽管受其任务和受众的影响,报告话语表现出过度重视技术和工具,但其提出的建设地理科学这一议题切中了当前地理学发展的战略方向,也在技术和工具这个“任务”方面尝试相应的建构工作,相伴的重要工作是给出了地理科学未来10 年的11 个优先研究领域.报告后来的评论则重新发掘并弥补了该报告的某些不足,说明了该报告“深度”的一面,尤其是地理科学的方法论问题.与该报告及其评论相比,中国建设地理科学的主张具有如下特点：① 学科体系庞大、层次分明、范畴严密;② “学科”与“任务”明显平衡;③ 有系统论和整体论的方法论;④ 初步显现深远的、连锁的影响.《了解正在变化的星球》及其评论,以及中国地理科学建设表明--跨学科的地理科学是地理学发展的战略方向：① 地理学正走向或走入集成研究的“大科学”阶段;② “学科”与“任务”平衡是地理学自身发展及应对了解正在变化的星球的必然要求;③ 未来地理科学建设应当是具有科学人文主义的学科体系、方法论、技术和工具的“三元”结构.     

基于GIS的时空复合体-土地利用变化图谱模型研究方法

本文以地学信息图谱理论、地球空间信息认知理论、地球系统科学与地理综合体理论、地理信息系统中的时空复合体模型为依据 ,提出了研究土地利用 /土地覆被变化的基本单元 ,即“图谱单元”,它是记录时空复合信息的基本单元 ,由“相对均质”的地理单元和“相对均质”的时序单元复合而成 ,并提出了研究土地利用 /土地覆被变化图谱的概念模型。     

湖南文理学院资源环境与旅游学院

湖南文理学院资源环境与旅游学院地理专业办学始于1979年常德师专史地科史地专业,1982年成立常德师专地理系,设"地理教育"专科专业,1999年升本,开办“地理科学”本科专业。经过30多年的发展,现有“地理科学、旅游管理、酒店管理”3个本科专业和“地理信息系统”1个本科专业方向,在校学生人数超过1000人。     

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。     

中科院院士路甬祥等论地理科学创新

今年5月25日,中国科学院路甬祥院长以我国科学家应用地理信息技术,开发“SARS控制与预警地理信息系统”,为抗击“非典”服务为例,对地理科学创新作了重要讲话,在地理科学界引起了热烈反响。路甬祥的讲话,对地理科学加强学科交叉,实现学科布局的动态更新,促进整体优化,为国家的发展做出“基础性、战略性、前瞻性”的贡献,具有重要的指导意义。现将路甬祥等院士对地理科学创新的讨论,简要刊载于下。     

社会科学和公共政策的空间化和GIS的应用

近年来社会科学的发展出现三大潮流,即“科学化”(强调借用自然科学的计量分析方法和模型)、“空间化”(关注社会经济现象的空间变化和相互作用) 和“应用化”(侧重于政策性规划性强的实用课题)。空间化的社会科学,尤其是应用研究离不开地理信息系统(GIS) 方法的应用,因为GIS 在整合、分析各种数据尤其是空间数据方面有独特优势。本文举例演示GIS 在相关领域(如经济学、语言历史、社会学特别是犯罪学、公共卫生和规划)的广泛应用。选取的案例来源于笔者多年研究的经验,包括美国联邦政府多家研究机构(NSF、NIH、NIJ) 资助的多项研究成果,旨在说明GIS在社会科学和公共政策研究中的应用价值。     

云GIS的内涵与研究进展

云计算将是下一代计算平台,云计算的发展必将带动与计算科学密切相关的地理信息系统学科的发展.本文采用文献分析方法综述了云计算的特征、云GIS内涵、关键技术和科学问题,指出云GIS是利用云基础设施获得大规模计算能力来解决GIS中海量空间数据的分布式存储、处理任务划分、查询检索、互操作和虚拟化等关键性科学问题,提高GIS 数据处理与管理能力,为计算密集型和数据密集型的各类GIS 服务提供高性能处理的技术.其基本内涵是空间数据的云特征,空间数据管理中的云计算特征.同时指出云GIS 将彻底突破GIS 既有的“专业圈子”,实现GIS自身的革命性突破,极大地扩展其市场规模.然后,本文介绍了云GIS平台,指出云GIS发展中的优势与不足;最后,从云GIS模式技术发展趋势、应用需求及教育专业需求3个方面展望了中国云GIS的研究进展.     

美、中两国中学开展GIS教学的比较

随着人类步人信息社会，地理学与计算机科学、航天技术等现代科学技术结合，孵化出了地理学的一门新型技术地理信息系统(GIS)。GIS的出现使古老的地理学焕发出勃勃生机，标志地理学步人了新时代。当人类社会面对大量日益纷杂、棘手的资源、环境、人口以及社会等问题时，GIS技术可为人     

论“数字城市”及其三维再现关键技术

“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础 ,以宽带网络为纽带 ,运用 3S技术、遥测、仿真—虚拟技术等对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述。通过“数字城市”技术可以将现代城市的信息收集、整理、归纳起来 ,并按照地理坐标建立完整的空间数据模型 ,经过网络联结使每个人都能快速、完整、形象地了解城市的过去、现状和未来。目前国内外“数字城市”研究基本上是停留在软硬环境建设方面 ,至多处于研究的初期阶段 ,并没有在“数字城市”研究方面取得实质性的进展。本文主要探讨我国实现“数字城市”的关键技术 ,诸如 :数字城市空间基础设施、多种GIS系统集成模型研究、 3D GIS、三维城市规划、城市仿真与虚拟现实技术、数字城市支持下的数字社区等等。     

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。     

地理学的生态与空间传统观念及环境问题研究

引言地理科学一直很重视人类“居住”的环境,由于地理学家对环境描述所用的方法不同,和他们对自然与社会之间关系上的见解不同,从而产生了不同观念。Pattison(1964)称这些观念为“传统观念”。实际上,“传统”还不是一个恰当的术语,因为地理学中的范例彼此并非按时间顺序排列的。这就会同时或多或少地对地理学的研究产生影响。从环境问题研究来看,“人地传统观念”即所谓“生态学方法”最为重要。环境关系的这种客观性一直影响着地理学思想。     

地理信息科学

术的发展使得新的重要数据的获得成为可能。可以说,GIS 的研究前景,具有相当的吸引力。然而,所有这些活动的目的是什么?象“空间数据处理”这样的名词可以描述我们做了些什么,但描述不了为什么我们这样做。     

地理数据尺度转换方法研究进展

尺度问题在地理学、生态学和水文科学等众多领域都具有非常重要的地位。近年来,随着对地观测技术和地理信息科学的飞速发展,解决地理数据的尺度转换问题成为目前地理信息科学及相关研究中的热点和难点问题之一。在地理信息科学相关领域中,地图学和遥感科学研究人员从尺度概念的理解到尺度转换的理论和方法都做了大量的研究,对解决地理数据空间特征的尺度转换做出了重要的贡献。在地理数据属性特征的尺度转换研究领域,地理信息科学研究者提出的面域插值方法是解决此问题的主要方法之一。同时,在社会经济科学领域,“小区域统计学”也发展了一套相关的理论和方法,试图解决统计单元的变更问题。文章在全面回顾和比较不同研究领域解决“尺度转换”问题方法的基础上,重点介绍面域插值方法和小区域统计学的基本原理及其典型应用。     

基于虚拟地理环境的数字黄河研究进展

虚拟地理环境是人类社会环境和自然环境在计算机三维虚拟空间的映射,是近20年来随着信息技术进步而迅速发展起来的研究领域。“原型黄河”、“模型黄河”、“数字黄河”则是基于地理信息系统、三维可视化技术、现代遥感遥测技术和虚拟地理环境技术的发展而提出来的。通过概述“数字黄河”的研究意义、研究方法,探讨了“数字黄河”研究需要解决的关键技术问题,包括自然环境中“原型黄河”各有机组成部分在虚拟地理环境中的表达及行为描述,自然环境和人类社会环境对黄河具有重要影响的因子之间相互作用的计算机表达。以“数字河道模型”为例详细论述了“数字黄河”的重要组成部分,如“数字河道模型”、“数字流域模型”、“数字水库模型”和“数字河口模型”在虚拟地理环境的表达。     

转型发展期“多规合一”理论认知与技术方法

中国工业化、城镇化已进入转型发展新阶段,创新驱动发展与体制机制约束的矛盾加剧,资源短缺性及其配置低效性日益凸显,“多规合一”受到各级政府和学术界的广泛关注。推进“多规合一”,创新区域规划理论与技术方法,构建中国特色的国土空间规划体系成为当前全面深化改革的重要议题之一。本文深入分析了中国“多规不一”现实问题,总结了“多规”矛盾的本质特征,探讨了“多规合一”的战略定位,构建了“三主三分”的“多规合一”基本理论框架,提出了“三步走”多规逐步调适的技术途径及其长效机制。“多规合一”的核心在于从区域空间优化的战略高度统筹协调各项规划,科学引导城乡土地优化配置,实现“多规”在空间上的同一性、在功能上的融合性、在发展过程中的协同性。“多规合一”的重点是推进形成一个总分有序、层级清晰、职能精准的区域规划体系。     

有关地理学研究中几个学术问题的研讨——学习黄秉维院士严谨治学的精神

黄秉维院士是我国地学、资源、环境领域的伟大思想家与设计大师。作为新中国地理学奠基人, 他为我国地理科学的发展做出了巨大贡献。值黄秉维院士诞辰百年之际, 作者回顾了黄秉维院士提出的四个学术问题:“生态环境”、“水热平衡在地理学研究中的作用”、“确切地估计森林的作用”和“钝端科学”, 并结合作者的相关研究工作阐述了对这四个问题的认识与体会, 以印证他的学术思想对后学者研究工作的重要引领与指导作用。     

自然-人为地理系统的主要原理

一、“自然—人为地理系统”概念的内容“地理系统”这一术语引入地理文献中虽然为时不久,但已牢固地确立下来了。“地理系统”概念的内容很广泛,它一般表示范围广阔的土地系统。本文只研究作为地理壳一部分的地理系统。这个系统的主要特征是它的地域性。谈到地理系统的划分,它主要分为两类:自然地理系统和人为地理系统。自然地理系统是指天然的,实际上没被人改变的系统,这就是自然地域综合体。     

中国风水地理哲学基础与人地关系

首先用辩证唯物主义哲学观考察了传统风水地理学,在对中国风水地理哲学批判的基础上,构建了从传统风水地理学走向现代风水地理学的模式图。《周易》中的“天人合一”观之所以奠定了传统风水地理学的哲学基础,它由“天人合一”思想的功能所决定。现代风水地理学实践赋予了“天人合一”新内涵,新“天人合一”的哲学思想对现代风水地理研究有着重要意义,“天人合一”观与“人地关系”密切相关。“人地关系”不仅是现代人文地理学研究的主题与核心,也是风水地理学研究的源头与核心。文章系统梳理了“人地关系”理论模式,为风水地理研究人地关系与实践奠定了坚实的理论基础,并指出,传统风水地理学含有大量迷信色彩和伪科学思想,必须进行哲学科学批判,必须进行革新,引入相关的现代科学理论、方法、技术,从定性研究走向实证研究,从传统风水地理学走向现代风水地理学。