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。     

对地球信息科学的思考

作为地球科学一个重要分支的地球信息科学,在近１０多年来已得到人们的广泛关注与高度重视。本文以信息科学为基础分析信息流的意义及其与物质流和能量流的关系,阐述地球信息科学在地球科学中的地位及其内涵,并从地球信息机理、地球信息技术以及地球信息科学的应用三方面论述地球信息科学研究的主要内容。     

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。     

地球系统科学与地球信息科学

地球系统科学不是脱离社会而存在的一门科学,不是纯自然的科学。研究地球系统科学应该始终如一贯穿"顶天立地"的统一性原则:"顶天"即研究全球变化,"立地"则面向区域持续发展。区域模型和宏观调控信息系统依次作为两个中间层次,有机地将全球变化研究和区域持续发展联系起来,构成地球系统科学体系;时代进步和社会发展要求:地球系统科学研究要运用空间信息技术工具和手段,以服务区域持续发展为最终目标.区域持续发展要依靠宏观调控,宏观调控则依靠信息。地理信息系统作为空间信息技术组成部分,直接参与实现区域持续发展,成为地球系统科学的一个重要支柱。     

陆地生态系统碳循环及其机理研究的地球信息科学方法初探

针对陆地生态系统碳汇/源的时空格局、碳循环过程的驱动机制及未来情景等前沿科学问题,提出陆地碳循环研究的地球信息科学方法,采用陆地生态系统碳通量/储量与碳循环过程的综合网络观测、生物过程的适应性实验研究以及河流碳输运过程研究为支撑系统的自下而上途径、与以土地利用/土地覆被变化和对地观测数据生态参量反演为基础的自上而下研究途径、经相互验证和尺度转换模型实现有机结合的研究方法,开展综合观测、调查、比对分析、模拟和评价研究,把握陆地生态系统碳循环的格局与过程规律,辨析自然和人为因素对陆地生态系统碳循环过程的影响,探讨全球气候变化条件下陆地生态系统碳循环过程的演变趋势。     

《地球信息科学》被评为“中国科技核心期刊”

《地球信息科学》自1996年创刊以来，得到了院所和各界有关部门、领导及广大读者的热忱支持、关心和帮助，借此机会深表感谢!该杂志经过多项学术指标综合评定及同行多位专家评议推荐，自2004年第1期起，被评为“中国科技核心期刊”。对此，中国科学技术信息研究所于2005年5月特颁发了证书。     

地球信息图谱与数字地球

首先探讨了数字地球技术系统及其意义,研究了作为地球信息时空变化图形表达的地球信息图谱。在此基础上,分析了数字地球与地球信息图谱之间的有机联系,指出数字地球的发展将极大地推动地球信息图谱的研究;地球信息图谱是数字地球分析、处理信息的重要手段,其理论研究必将推动数字地球应用的深入发展     

地球空间信息科学之刍议

地球空间信息科学是地球科学、空间科学和信息科学交叉渗透发展的结果。它由地球空间信息理论、地球空间信息技术和地球空间信息应用等三个部分组成。它的主要研究方向是从空间信息流的角度揭示和认识地球系统，特别是地球表层系统的现象和过程，地球各圈层相互作用的时空特征。地球空间信息科学在国家和区域的可持续发展及资源、环境和人口的协调发展中具有广阔的应用前景。     

《地理与地理信息科学》20周年刊庆座谈会

《地理与地理信息科学》(原《地理学与国土研究》)于1985年创刊。本刊依托河北省地理科学研究所、北京大学遥感与地理信息系统研究所、中国矿业大学3S与沉陷工程研究所、中国地质科学院水文地质环境地质研究所等单位，发扬团队协作精神，     

全曲轴坐标系图形量化方法及其在地学信息可视化中的应用

曲轴坐标系是对传统直线坐标系的扩展,由曲轴坐标系构成的量化图形造型丰富、活泼生动、组合方式多样,是量化图形发展的又一重要途径.全曲轴坐标系是曲轴坐标系统中的一类,是量化图形的数学基础之一.该文通过对全曲轴坐标系的构成、基础坐标网和组合图形的研究.展现了全曲轴坐标系量化图形用于表现各类统计数据的能力.以<2005年中国统计年鉴>为数据源,绘制多种全曲轴坐标系图形图谱并进行分析,对实际的地学统计数据进行直观展现.同时,进行曲轴坐标系量化图形专题制图系统的研发,为全曲轴坐标系在地学信息可视化中的应用提供参考.     

基于地学信息图谱的矿业城市空间扩展研究——以徐州市为例

以矿业城市徐州市区1979,1989,1999和2009年4期遥感信息图谱数据为基础,借助GIS空间分析技术和相关统计分析方法,从城市建成区面积变化、扩展强度、分维数、重心坐标、紧凑度等方面对徐州市城市扩展的时空变化特征和驱动力进行分析.结果表明:1979-1999年间,徐州市建设用地面积持续增加,分维数有所变化,扩展强度逐渐增强,1989年以后城市重心朝东部和东南方向移动,城市紧凑度增加,分形维数逐渐减少,城市空间形态趋于合理.自然地理环境、煤炭资源的开采、政策、经济和人口等因素是城市空间扩展的主要因素.     

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。     

Geospatial Thinking and Spatial Ability: An Empirical Examination of Knowledge and Reasoning in Geographical Science

This study examined the relationships between geospatial thinking and spatial ability, focusing on knowledge and reasoning about fundamental concepts in geospatial science. Scores on a geospatial thinking test had low correlations with each other, compared to high correlations among scores on spatial ability tests, and the degrees of relationship between geospatial thinking and spatial ability depended on the type of geospatial thinking. Expert geospatial scientists did not outperform students on spatial ability tests, suggesting that expertise in geospatial science might not simply be explained by superiority in spatial ability. The results point to the necessity of targeted instruction for geospatial learning.     

县域中长期科技发展规划的几个基本问题

适应科教兴国战略实施的需要，县域科技发展引起广泛重视，制定县域科技发展中长期规划是指导县域科技发展的重要措施之一。本文系统地论述了什么叫县域中长期科技发展规划？为什么制定这样的规划？怎样组织和制定这种规划？并就一般意义上，提出了县域中长期科技发展规划的内容体系。     

论地理科学

地理科学是对地理学的继承与发展，是跨自然科学与社会科学的桥梁科学，钱学森居高临下地研究了当今全人类的科学体系，笔者解读了这个体系，根据钱学森《论地理科学》的思想[1]，按照基础理论，技术科学，工程技术三个层次将地理科学分为理论地理科学、地理信息科学和地理系统工程三个层次的内容，该文根据笔者长期研究的成果论述了地理科学，为本刊更名提供基础性支持。     

计算机实验人文地理学的理论构建及应用——以城市居住区位选择为例

本文探讨了正在发展中的计算机实验人文地理学的基本理论建构,并提出将其作为地理学的一种方法论进行发展。首先对实验人文地理学的概念范畴、实验原则、技术路线进行界定,其中实验原则包括价值诱导原则、响应博弈原则、实验可控原则、结论统计原则、地理逼近原则、实验封装原则等。然后基于实验人文地理学的研究框架,以城市居民居住区位选择为例,展开实证研究,其初步结论为:① 在居住区位选择过程中,城市居住空间结构的差异并未对被试者的选择产生显著影响;② 在两种典型城市空间结构下,被试者均表现出对居住区周边交通和学校因素最为关注;③ 房价因素对被试者居住区位选择的影响并不明显,并没有引发被试者向某一特定区域集聚的现象。案例研究证实了在GIS 和计算机技术构建的地理结构环境中,以实验内容为前制度框架,通过可控制的实验环境,可以有效地模拟人类决策行为,进而研究人地关系。     

数字地形分析的理论、方法与应用

数字高程模型自20世纪50年代首次被提出以来,就以其简洁的数据组织方式、对地形的直观表达、简单高效的地形因子解译方法而显示了其在地学领域应用的巨大潜力。本文在全面检索和分析前人相关研究成果的基础上,首先将数字地形分析 (Digital Terrain Analysis,简称DTA) 的各种分析方法总结为四类,即坡面地形因子分析、特征地形要素分析、地形统计分析以及基于DEM的地学模型分析,并简要总结了每种分析方法的主要内容;其次,探讨了数字地形分析的精度及尺度问题,指出尺度效应、最适宜尺度选择以及尺度转换是DEM地形分析中的基本尺度问题;然后,论文介绍了DTA在地貌、水文、土壤、地质灾害、农业等领域的应用现状;最后,提出了数字地形分析发展方向,指出数字地形分析的概念框架亟待完善、模型构建精度有待提高、地形分析方法需要扩展,尤其是实现DEM模型嵌入的一体化分析方法,以求得到与现实世界地理环境更为接近的模拟。