试论新世纪地理信息科学的发展

本文重点分析了当前国内外地理信息科学的形成与发展趋势和地理信息科学不断发展的历程 ,提出近期发展的前沿 ,以及当前地理信息产业化面临的一些重要问题。最后提出对地理信息科学发展的意见。     

基于3S技术的广西喀斯特石漠化驱动机制图谱分析--以广西壮族自治区为例

喀斯特石漠化是指喀斯特区地表出现类似荒漠景观的土地退化过程。图谱分析为喀斯特石漠化研究提供了一种谱系化、定量化与定位化相结合的研究方法。以广西喀斯特区为例,从组成喀斯特生态系统的地质、岩性、植被、地貌、气候及人类活动等多个方面入手,采用3S技术,得出石漠化分布及其驱动因子图;对石漠化分布图及驱动因子图进行图形叠加运算及相关分析,诊断出石漠化驱动机制。结果表明,喀斯特石漠化是在脆弱的生态环境地质背景上由于人类的强烈扰动而形成的,是多种因子综合的结果。     

图谱迭代反馈的自适应水体信息提取方法

提出图谱迭代反馈模型,结合空间聚合图特征和非线性谱映射结果的优点,设计图谱迭代反馈机制,并通过自适应信息计算方法自动地调整提取参数,逐步地计算逼近正确的专题区域边界。结合水体提取案例,在分析当前较为有效的水体提取方法基础上,选取ETM影像作为数据源,提出图谱迭代反馈的自适应水体信息提取（WERSTP）理论与方法。试验比较表明,该方法能充分结合基于指数和基于光谱分类提取方法的优势并成功融入水体空间分布特征,获得较好的提取效果。     

土地利用对气候变化影响研究进展与图谱分析

本文利用知识可视化工具针对土地利用对气候变化影响研究进行文献共被引分析,整理得出土地利用和气候变化研究的主要知识聚类和研究热点,同时基于大气碳循环和土壤有机碳研究知识群进行施引文献分析并总结其研究主题,然后进一步归纳了气候变化背景下影响全球碳平衡的驱动因素及其对策。本研究可以详细分析基于土地利用对气候变化影响背景下不同知识群及其研究对象的特点,得出研究对象变化的驱动因素及对策,以期为科学研究提供基础。     

地学信息图谱的最新进展

地学信息图谱的研究已经从科学概念和定义、模式的研究,发展到对功能、作用等深层次问题的挖掘,以及向实际应用阶段迈进。本文首先介绍本研究组在地学信息图谱方向上的探索性研究总体思路,进而阐述相关领域的图谱对地学信息图谱研究的新启示意义,概述了我们在该方向上的理论研究成果,包括理论体系的建立、新的理论热点问题,并对地学信息图谱中的几个关键因子(尺度性因子、层次性因子、抽象度因子等)进行了透彻分析。在方法和技术进展部分,阐述了我们在地学信息图谱的自动/半自动归纳和提炼方法和技术方面的最新成果,以及地学信息图谱参数设计、地学基本单元的三维表达与虚拟重组等方法和技术。在此基础上,介绍了我们开发的地学信息图谱基础平台的设计和开发成果。最后,对黄土高原地貌形态信息图谱、中国多尺度水系网络信息图谱、中国综合自然景观信息图谱等实例进行了深入地分析。     

基于国产高分影像的海岸带盐田和水产养殖区图谱特征分析

海岸带区域水陆相接,盐业和水产养殖业发展迅速。本文基于国产高空间分辨率卫星遥感影像,对海岸带盐田和水产养殖区进行了全面的分析,总结了盐田和水产养殖区地物的颜色、色调、大小、形状、纹理、位置等遥感影像图谱特征,以期为盐田和水产养殖区遥感监测提供技术支撑。     

区域生态系统的数据整合研究

在相关的区域生态系统可持续研究项目中,为了将收集到的研究区不同地理时间断面矢量、影像、栅格、统计和分析监测等格式的数据以统一的形式纳入区域生态系统数据库中,基于流域生态学和地学信息图谱理论提出统一范式的研究区域范围划分模型和区域生态系统数据库的时序框架;并在统一的基础地理坐标系统上,以工作流方式制订了数据转换、管理等操作的技术保障体系,从而确保了区域生态系统数据库的持续有序建设。     

高分遥感驱动的精准土地利用与土地覆盖变化信息智能计算模型与方法研究

通过对地观测可在影像空间上全面反映地表地理现象、格局及演化过程,基于遥感数据提取的土地利用与覆盖变化（LUCC）产品为分析地理要素空间分布规律及其变化机制提供全覆盖、定量化和快速更新的本底信息。本文以高分辨率遥感视觉特征（图）与多源多模态观测机理特征（谱）相互耦合的图谱认知理论研究为基础,提出了精细地理图斑空间结构（精）上融合定量指标反演模型（准）的精准LUCC简称P-LUCC（Precision LUCC）的概念,并依据“五土合一”的地理学思想构建了分层感知、时空协同与多粒度决策于一体的P-LUCC遥感信息智能提取与综合地理应用方法,提出并解析了其中视觉感知的深度学习、外部知识逐步融入的迁移学习以及增量式的自组织强化学习等3类机器学习模型的协同计算机制。基于此,进一步设计了“分区控制—分层提取—分级迁移—功能重组”为途径的高分辨率遥感P-LUCC信息产品生产线系统,并以苏州市高新区为应用区域针对土地利用（LU）图斑的形态、类型以及土地覆盖变化（LCC）的指标等内容开展了P-LUCC产品精度、生产效率的综合分析,展望了基于P-LUCC信息产品开展专题应用研究的新思路。     

新开河流域土地利用格局变化图谱分析

基于地学信息图谱分析方法,运用ARC/INFO软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,利用新开河流域33 年(1969-2001 年) 土地利用格局4 期的空间数据(1969 年、1979 年、1992年、2001 年),合成了一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明：在过去33 年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加,其净增面积1357.2 km²,占流域总面积超过32%,其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地;沙地变化有所起伏,占流域总面积不低于23%,虽然总体呈减少趋势,但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重;草地大幅度减少,其净减面积1582.6 km²,占流域总面积由36.2%缩减为18.5%,其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地;居民地、盐碱地呈增加趋势,湿地、林地呈减少趋势。     

地学信息图谱的基础平台设计与开发

主要介绍地学信息图谱基础平台的设计思想和相关的技术。地学信息图谱基础平台是在对地学信息图谱的理论深入研究和探讨后,根据制作地学信息图谱样例的需求,利用系统设计理论和计算机软件工程技术,对基础平台的系统功能进行了设计,并采用先进的软件编程技术和思想而完成的。另对图谱表格中嵌入OLE对象、图谱表格的编辑以及图谱表格与GIS数据的连接等关键技术作了讨论。