中国水文地理研究的回顾与展望

1949年以来中国水文地理研究经历了4个重要的发展阶段,分别为河流水文主导时期、区域水文与实验水文快速发展时期、水资源与水环境主导时期和水系统综合与学科交叉融合研究时期。中国水文地理研究在河流水文与水文区划、水文实验与水文分析、水循环机理与水文模型、水系统和社会经济综合研究等方面取得了系列原创性成果。本文梳理了水文地理学不同发展阶段的研究特点,以在学科发展和服务国家等方面起到重要作用的科研工作和系列成果为例,回顾中国水文地理研究的历程,希望以此启发当代水文地理学研究,促进水文地理青年学者的成长。     

全息地图时代已经来临——地图功能的历史演变

地图可以成为国家之间交换的国礼,也是一个国家疆域的直接表达,因此,具有潜在的巨大政治意义。2014年习近平总书记访问德国,默克尔将1735年德国绘制的第一幅精确的中国地图赠送给习近平。地图伴随着人类文明的发展而诞生、演变。全息地图就是随着移动互联网络、传感网、物联网和智能移动终端的飞速发展,使得信息内容更丰富、获取形式更多样,可实现人与人、人与物、物与物之间按需进行信息获取、传递、存储、认知、决策等功能的地图新形式。我们从周成虎院士对地图功能的探索中了解到他的关于地图感知世界、记载世界、认识世界和地图变革的论述,针对其地图功能的演变观点对周院士进行了专访。     

室内地图表示方法研究与实践

随着智能技术和室内定位技术的发展,位置服务已从室外拓展到室内,室内地图已成为室内位置服务的重要支撑工具。因此,室内地图采用何种表示方法,才能很好地引导人们快速进行室内导航和应用,是室内地图设计与制作中的热点和难点问题。此处在分析室内空间认知特点的基础上,重点研究了室内多楼层、单楼层、室内外切换条件下,室内地图表示方法的特点,并以北京首都国际机场作为示例,制作了室内地图样图,验证了表示方法的合理性。为今后设计制作科学实用的室内地图,提供重要的方法参考。     

昆仑山玉龙喀什河最大洪峰出现日期的灰色预测

玉龙喀什河是昆仑山北坡最大的河流——和田河的主要支流。玉龙喀什河同古孜洛克水文站夏洪严重。因此预测最大洪峰出现日期是十分有意义的。用灰色系统理论来预测最大洪峰出现日期,是以原始数据为基础,按累加生成,建立GM(1,1)模型,并通过模型求出平滑度,进而作相对误差检验,合格后再作预测。经过检验,预测基本上符合实际。     

中国建设用地的坡谱演化规律与爬坡影响

城镇建设用地规模与结构变化是国土空间开发与规划研究的基础。以往相关研究更关注建设用地水平空间扩张格局特征与模式,极少关注建设用地三维梯度上的“爬坡”特征规律与影响。因此,本文基于Google Earth Engine（GEE）,并结合高精度地形数据与土地利用数据,在建设用地坡谱概念基础上,首次构建了平均建设用地爬坡指数（ABCI）,系统地分析了1990—2018年中国建设用地坡谱在国家、区域、省级和城市4个尺度上的变化特征与规律并深入剖析建设用地爬坡的空间影响。结果显示：① 1990—2018年中国坡度5°以上地区建设用地面积增长了1.43倍,比例由10.25%上升至14.81%。其中2010—2015年是建设用地爬坡发展最迅速与规模最大的时期,且中西部地区建设用地爬坡最为显著。② 依据平均建设用地爬坡指数与上限坡度变化,可将中国34个省（自治区、直辖市）划分为高爬坡型、低爬坡型和水平扩展型3类,其中高爬坡型省份占50%以上,水平扩展型省份仅有7个,在空间上呈现“东南—西北”的两极分布特征。③ 1990—2010年爬坡型城市以山地与丘陵地貌城市为主,2010年后少数民族聚居区及低丘缓坡开发试点城市成为建设用地爬坡的主力。④ 建设用地爬坡在一定程度上能够减少建设用地扩张对平原优质耕地与生态用地的胁迫和侵占,缓解建设用地供需矛盾,但是无规划约束的开发和房地产驱动的“削山造地”则会导致地质灾害和生态环境风险的增加。     

《中国城市地理丛书》评介

中国城市作为中国经济发展的"发动机"引导和推动着经济、社会、科技、文化等不断向前发展.中国城市地理学,应1978年改革开放而生,随国家繁荣富强而壮,成为中国地理学最重要的研究领域之一.2018年,科学出版社获得国家出版基金全额资助出版《中国城市地理丛书》.这是继《中国自然地理丛书》《中国人文地理丛书》《中国自然地理系列专著》之后,推出的又一套地理学大型丛书,反映了1978年改革开放以来中国人文地理学和城市地理学的重要进展和方向,是中国地理学事业发展的重要事件. 《中国城市地理丛书》选题既包括了国家层面的城市地理研究,也涵盖了城市分部门的专业研究,是城市地理学新近的优秀成果,具有科学性、系统性、可读性和创新性.丛书第一辑共9册: 《中国城市地理基础》(张小雷等).中国疆域辽阔,地形、地貌、气候和水文等自然条件存在着较大差异;人文、政治和经济等条件存在着较大差别.中国正处在工业化、城镇化快速发展的关键时期.本分册重点介绍了中国城市形成发展的资源环境基础、历史基础、经济基础、交通基础、社会基础、文化基础和政治制度基础等,在进行中国城市综合实力评价基础上提出了中国城市发展的地理分区设想,是研究中国、研究中国城市必备的科学基础.     

地理相似性：地理学的第三定律?

定律对知识的理解和传播具有极大的推动作用。本文通过对比地理学中的定律和物理学中的定律的异同之处,认为地理学的定律虽然在形式上和提出的方式上与经典的力学定律有所区别,但仍符合人们对“定律”的定义。在共识地理学定律存在的前提下,本文阐述了地理学的第一定律和第二定律中所体现出的地理学定律的特征——描述性和归纳性。基于这些对地理学定律所具有的特征的认识,本文首先介绍了Zhu等从空间推测的角度将所提出的地理学第三定律,即“地理环境越相似,地理特征越相近”,或称地理相似性定律。本文从普遍性、独立性和应用性3个方面探讨了地理相似性是否可以作为地理学的一个定律,认为地理相似性与地理学第一和第二定律相比,有着同样的普遍性,且与第一和第二定律所涉及的规律有着本质上的区别,在应用上可能解决第一和第二定律所面临的挑战,因此应可作为地理学第三定律。     

基于尺度空间的分层聚类方法及其在遥感影像分类中的应用

基于尺度空间的分层聚类方法（ＳＳＨＣ）是一种以热力学非线性动力机制为理论基础的新型聚类算法,是视觉松驰化过程的模拟。与传统基于统计方法的聚类算法相比较,ＳＳＨＣ具有样本空间可服从自由分布、通过规则可获取最优聚类中心点及类别、可在聚类过程中融合后验知识等优点。本文从聚类和热力学运动机制和视觉模拟过程出发,对ＳＳＨＣ聚类算法进行综合分析,并对如何生成聚类树的过程进行详细描述邮通过融合点的部分自由能进行     

煤炭资源型城市多适应性情景动力学模型研究——以鄂尔多斯市为例

作为在中国社会经济发展中承担重要角色,同时也是目前数量最多、经济比重最大的一类资源型城市,煤炭资源型城市由于煤炭的开发和利用正面临着多种经济、社会和生态问题,亟需进行发展方式转型.以中国的国情,区域转型往往是通过决策者所实施的一系列引导或调控政策来实现.而政策制定的前提是对区域问题的本质及产生机理的充分认识,其关键在于对多种政策效用及其影响的系统评估.目前,基于要素耦合和系统视角的系统动力学模型,已被广泛用于区域转型策略研究中,在揭示复杂问题本质方面具有显著优势,但其在评估和指导具体调控政策方面尚有待深化.为此,本研究在构建煤炭资源型城市系统动力学模型基础上,提出了多适应性情景系统动力学模型(Multiple Adaptive Scenarios system Dynamic model,MASD).MASD的优势在于构建了多个政策变量并根据政策变量的阈值生成适应性管理情景,通过改良政策情景设置方法弥补了以往系统动力学模型在政策效应评估方面的不足,从而为区域转型决策提供了更有效的研究工具.研究选择了内蒙古自治区鄂尔多斯市为案例区,运用MASD模型分析了吨煤工业耗水量、水循环利用效率、人均居民生活用水、城市建设用地扩张速率和人口承载力管理等调控政策的系统影响.研究发现,煤炭资源型城市社会经济发展存在一般性规律,即依次经历自然增长、加速增长、波动性稳定增长、衰退和再平衡等发展阶段;同时,不同调控政策在系统发展的不同阶段起主导作用.据此,研究提出了"先动态识别阶段,后划定主导政策"的资源型城市转型管理策略.根据研究区社会经济现状判断,鄂尔多斯市正处于加速增长到波动稳定的过渡阶段,最优转型策略是发展节水型工业,并依据承载力来调控城镇人口规模,引导区域的转型与可持续发展